造成我國大氣環(huán)境污染的主要因素為燃煤和燃油煙氣，它主要由二氧化硫和其他顆粒污染物組成，污染了環(huán)境和影響了人體健康。鑒于此，我國從上個世紀就已經(jīng)著手脫硫除塵設備的研發(fā)工作，截止到目前，我國絕大多數(shù)燃煤和燃油裝置都安裝了這種設備。但由于經(jīng)濟的較快發(fā)展，大氣污染情況進一步嚴重，因此，研發(fā)出一種高效濕式除塵脫硫設備變得十分必要和緊迫。

一、濕式除塵脫硫的基本原理


1.物理吸收的基本原理

氣體吸收可分為物理吸收和化學吸收兩種。如果吸收過程不發(fā)生顯著的化學反應，僅僅是被吸收氣體溶解于液體的過程，稱為物理吸收，如用水吸收SO2。物理吸收的特點是，隨著溫度的升高，被吸氣體的吸收量減少。

物理吸收的程度，取決于氣--液平衡，只要氣相中被吸收的分壓大于液相呈平衡時該氣體分壓時，吸收過程就會進行。由于物理吸收過程的推動力很小，吸收速率較低，因而在工程設計上要求被凈化氣體的氣相分壓大于氣液平衡時該氣體的分壓。因為物理吸收速率較低，所以很少單獨采用物理吸收法。

2.化學吸收法的基本原理

若被吸收的氣體組分與吸收液的組分發(fā)生化學反應，則稱為化學吸收，例如應用堿液吸收SO2。應用固體吸收劑與被吸收組分發(fā)生化學反應，而將其從煙氣中分離出來的過程，也屬于化學吸收，例如爐內(nèi)噴鈣（CaO）煙氣脫硫也是化學吸收。在化學吸收過程中，被吸收氣體與液體相組分發(fā)生化學反應，有效的降低了溶液表面上被吸收氣體的分壓。增加了吸收過程的推動力，既提高了吸收效率又降低了被吸收氣體的氣相分壓。因此，化學吸收速率比物理吸收速率大得多。物理吸收和化學吸收，都受氣相擴散速度（或氣膜阻力）和液相擴散速度（或液膜阻力）的影響，工程上常用加強氣液兩相的擾動來消除氣膜與液膜的阻力。在煙氣脫硫中，瞬間內(nèi)要連續(xù)不斷地凈化大量含低濃度SO2的煙氣，如單獨應用物理吸收，因其凈化效率很低，難以達到SO2的排放標準。因此，煙氣脫硫技術(shù)中以化學吸收法為主，物理吸收法為輔。

3.化學吸收的過程

化學吸收是由物理吸收過程和化學反應兩個過程組成的。在物理吸收過程中，被吸收的氣體在液相中進行溶解，當氣液達到相平衡時，被吸收氣體的平衡濃度，是物理吸收過程的極限。被吸收氣體中的活性組分進行化學反應，當化學反應達到平衡時，被吸收氣體的消耗量，是化學吸收過程的極限。

4.化學吸收過程的速率及過程阻力

化學吸收過程的速率，是由物理吸收的氣液傳質(zhì)速度和化學反應速度決定的。化學吸收過程的阻力，也是由物理吸收氣液傳質(zhì)的阻力和化學反應阻力決定的。在物理吸收的氣液傳質(zhì)過程中，被吸收氣體氣液兩相的吸收速率，主要取決于氣相中被吸收組分的分壓，和吸收達到平衡時液相中被吸收組分的平衡分壓之差。此外，也和傳質(zhì)系數(shù)有關(guān)，被吸收氣體氣液兩相間的傳質(zhì)阻力，通常取決于通過氣膜和液膜分子擴散的阻力。

二、高效除塵脫硫設備的除塵脫硫過程

根據(jù)濕式除塵脫硫的基本原理，本課題組設計了一款高效除塵脫硫設備，其除塵過程主要有3級。第一，在進氣管中安裝噴頭，它可以噴出霧化液體，這些霧化液體可充分與塵體接觸，從而完成第一級除塵工作。第二，而后形成的高速氣體流直接沖向設備中的水面，形成大量的水霧，這些水霧和煙氣中的體積較大的顆粒物結(jié)合，并沉降到水底，完成第二級除塵工作。第三，由于煙氣的沖擊力較強，“S”型管道中出現(xiàn)了旋流霧液，霧液與顆粒物結(jié)合，進一步除塵，則完成第三級除塵。這三個過程不僅有除塵過程，還伴有脫硫過程，即設備中的堿性液體成功實現(xiàn)煙氣的脫硫。最后，排出凈化的氣體時，則需經(jīng)過脫水器的處理，而后如大氣。