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(shè)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(shè)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(shè)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(xué)吸收兩種。如果吸收過程不發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng)，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(shè)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(xué)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(xué)反應(yīng)，則稱為化學(xué)吸收，例如應(yīng)用堿液吸收SO2。應(yīng)用固體吸收劑與被吸收組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而將其從煙氣中分離出來的過程，也屬于化學(xué)吸收，例如爐內(nèi)噴鈣（CaO） 煙氣脫硫也是化學(xué)吸收。在化學(xué)吸收過程中，被吸收氣體與液體相組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，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(xué)吸收速率比物理吸收速率大得多。物理吸收和化學(xué)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(yīng)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(xué)吸收法為主，物理吸收法為輔。

　　3.化學(xué)吸收的過程

　　化學(xué)吸收是由物理吸收過程和化學(xué)反應(yīng)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(dāng)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(xué)反應(yīng)，當(dāng)化學(xué)反應(yīng)達到平衡時，被吸收氣體的消耗量，是化學(xué)吸收過程的極限。

　　4.化學(xué)吸收過程的速率及過程阻力

　　化學(xué)吸收過程的速率，是由物理吸收的氣液傳質(zhì)速度和化學(xué)反應(yīng)速度決定的。化學(xué)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(xué)反應(yīng)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(shè)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(shè)計了一款高效除塵脫硫設(shè)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(shè)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(shè)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。

　　三、高效濕式除塵脫硫裝置的凈化效果

　　1.試驗裝置

　　為分析設(shè)備改造后的除塵脫硫效果，可確定試驗設(shè)備的相關(guān)參數(shù)，鍋爐處理量為2 t/h，處理氣量為700m3/h，其長寬高分別為800mm、400mm、1700mm，進、出氣管直徑均為150mm。煤塵可作為模擬粉塵，二氧化硫氣體現(xiàn)行制備，堿性溶液為氫氧化鈉溶液。

　　2.試驗效果

　　實驗過程中只需對進、出口處的二氧化硫濃度和粉塵濃度進行測量，本設(shè)備密封效果極好，因此，實驗結(jié)果非常準確。測量結(jié)果如表1 所示。

　　表1 除塵脫硫效率

　　結(jié)果顯示，當(dāng)液氣比為0.34 L/ m3 時，其除塵率和脫硫率較高。與國內(nèi)其他同類設(shè)備相比，它可在較小的阻力和液氣比條件下，實現(xiàn)更好地脫硫和除塵效果。

　　四、結(jié)束語

　　本設(shè)備在除塵和脫硫基本原理的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了除塵和脫硫高效化、一體化，此外，還可以有效除去較小的顆粒污染物。設(shè)備本身造價低，能耗小，結(jié)構(gòu)密封性好，適用范圍廣，具有良好的應(yīng)用效果。