湿法脱硫毕业设计

*学院学院 毕业设计说明书毕业设计说明书 年处理年处理 1 亿亿 M3烟气湿法脱硫工艺设计烟气湿法脱硫工艺设计 PROCESSING DESIGN OF THE WET PROCESS FLUE GAS DESULFURIZATION WHICH CAN DISPOSE 1 BILLION M3 EVERY YEAR 系 别 *系 专 业 * 班 级 *班 学 号 * 姓 名 * 指导教师 * 摘 要 本设计针对毕业设计任务书中所给出的烟气含量和脱硫要求，结合我国烟气脱硫 的技术现状而设计出的一套较完备的烟气脱硫系统。做此设计的目的是为烟气脱硫技 术的国产化积极的作准备。 本设计的主要内容： 介绍了现有的烟气脱硫的工艺并进行分析之后决定了系统的脱硫方法为湿式石灰 石-石膏法。介绍了一些主要的脱硫装置和类型，比较选择之后确定了吸收塔的类型、 流程。 对湿式石灰石-石膏烟气脱硫工艺的各个子系统进行了介绍并大致确定了本工 艺中选用各子系统的的处理流程、装置和设备。设计了各设备的物料流量，操作压力， 做了设备的选型。 对所设计的烟气脱硫工艺进行了技术经济分析。 关键词：关键词： 湿法石灰石石膏法 烟气脱硫 物料衡算 设备选型 技术经济分析 Abstract According to the composition of the Flue Gas and the desurfurization request,combining with existing FGD technical process in our nation,this article designed a set of adequate FGD systems.The purpose of this artical is that do some prepares for the designing process of the FGD of our own country. This articles main work are: Analyzed and compared existing FGD technology of domestic and overseas ,chose the Limestone-Gypsum Wet Method Desurfurization Technology for Fume Gas.Introduced main equipment of the desurfurization ,then decided the type and the diagram flow of the absorber.Designed the arrangment of systems popes , design the equipments material flow, operating pressure made selection of equipment, Carried out economic and technical analysis of the FGD system designed. Key words: Limestone-Gypsum Wet Method Flue Gas Desulfuration Material Accounting Selection of equipment Technical and Economic Analysis 目目 录录 1 绪论1 1.1 概述1 1.2 设计任务和内容1 1.3 生产工艺车间布置设计的原则与在总体中的重要性2 1.3.1 生产工艺车间布置设计的原则2 1.3.2 生产工艺车间布置设计在总体中总要性2 1.4 生产车间设计程序2 1.5 生产方法和工艺流程的设计原则3 1.6 计算机在车间设计的应用4 2 脱硫方案的确定5 2.1 湿法烟气脱硫的常用工艺5 2.1.1 石灰石-石膏法5 2.1.2 氨-酸法6 2.1.3 海水法7 2.2 脱硫方法的特点9 2.2.1 石灰石-石膏法及特点9 2.2.3 海水法及特点9 2.3 设计的生产方法9 2.3.1 工艺流程9 2.3.2 反应原理10 2.3.3 化学过程10 2.3.4 脱硫工艺流程13 3 物料衡算23 3.1 设计条件23 3.1.1 脱硫装置设计的主要锅炉烟气条件为: 23 3.2 物料衡算24 3.2.1 喷淋塔物料衡算计算简图24 3.2.2 物料平衡计算24 3.2.3 换热器物料衡算：29 3.2.4 石膏旋流器物料衡算：30 3.2.5 废水旋流器物料衡算：31 3.2.6 皮带过滤机的物料衡算：31 4 主设备计算33 4.1 喷淋塔33 4.1.1 喷淋塔内径33 4.1.2 吸收区高度33 4.1.3 浆池高度33 4.1.4 除雾器及除雾区高度计算：34 4.1.5 搅拌器：35 4.1.6 管径计算35 4.2 各个储罐的体积计算36 4.2.1 事故浆液罐体积 V：36 4.2.2 石灰石浆液储罐体积V：36 4.2.3 工艺水箱体积 V：37 5 设备选型38 5.1 搅拌器的选型38 5.1.1 搅拌器选型说明38 5.1.2 搅拌功率准数（N p）38 5.1.3 电机功率39 5.2 风机的选型40 5.2.1 鼓风机选型40 5.2.2 引风机选型40 5.3 布袋除尘器的选型40 5.4 石膏旋流器和废水旋流器：41 5.5 皮带过滤机：41 5.6 湿式球磨机：43 6 车间布置设计44 6.1 生产工艺车间布置设计的重要性44 6.2 车间平立面布置设计和设备布置设计原则44 6.2.1 车间平立面布置设计原则44 6.2.2 设备布置设计原则及要求44 6.3 设计脱硫车间的布置45 7 技术经济分析46 7.1 经济估算依据46 7.2 主要建筑造价估算46 7.3 生产设备费用估算46 7.4 生产组织与人员编排47 7.5 运行费用和成本核算47 7.5.1 主要消耗指标47 7.5.2 运行成本估算47 8 设计收获与体会48 参考文献49 1 绪论 1.1 概述 SO2是目前大气污染物中含量较大、影响面较广的一种气态污染物。大气中的 SO2 的来源很广，几乎所有的工业企业都可能产生。它主要来自化石燃料（煤炭、石油和 天然气）的燃烧过程，以及硫化物矿石的焙烧、冶炼等过程，火力发电厂、有色金属 冶炼厂、硫酸厂、炼油厂、以及燃煤燃油的工业锅炉、炉窖等都排放 SO2烟气。在排 放 SO2过程，其中火电厂排放量最大。 SO2为无色、有强烈刺激气味气体，对人体呼吸器官有很强的毒害作用，还可以通 过皮肤经毛孔侵入人体或通过食物和饮水经消化道进入人体而造成危害。空气中 SO2 的浓度只有 110-6时，人就会感到胸部有一种被压迫的不适感；当浓度达到 810-6时， 人就会感到呼吸困难；当浓度达到 1010-6时，咽喉纤毛就会排出黏液。 人体主要经呼吸道洗手大气中的 SO2，一起不同程度的呼吸道及眼黏膜的刺激症 状。急性中毒者表现出眼睑膜和呼吸道黏膜强烈刺激症状，如流泪，畏光，鼻，咽， 喉灼感及疼痛，咳嗽，胸闷，心悸，气短，恶心，呕吐等。长期接触低浓度 SO2可引 起慢性损害，以慢性鼻炎，咽炎，气管炎，肺气肿，肺间质纤维化等病理改变为常见。 轻度中毒者可有眼灼痛、畏光、流泪、流涕、咳嗽，常为阵发性干咳，鼻、咽、喉部 都有灼烧样痛声音嘶哑，甚至有呼吸短促，胸痛，胸闷。有时还出现消化道症状如恶 心、呕吐、上腹痛和消化不良。较高浓度的 SO2可使肺泡上皮脱落、破裂，引起自发 性气胸，导致纵隔气肿。SO2的危害还在于它常常跟大气中的飘尘结合在一起被吸入， 飘尘气溶胶微粒可把 SO2带到肺部使毒性增加 34 倍，对人体造成危害。如果 SO2遇到 水蒸气，形成酸雾就可以长期滞留在大气中，毒性比 SO2大 10 倍左右。一般情况下， SO2浓度达到 810-6时，人开始难受；而硫酸酸雾浓度还不到 810-5时，人已经开始不 能接受。 “八大公害事件”中的伦敦烟雾事件就是硫酸烟雾引起的呼吸道疾病，导致了 5 天之内 4000 人死亡，后来又连续发生了 3 次。而我国重庆市是 SO2污染严重地区，肺 癌死亡率逐年上升；长沙市个别街区的肺癌死亡率居高不下也与 SO2污染有关。 SO2会给植物带来严重的危害，它的允许浓度只有 0.1510-6，超过这个浓度就会使 植物的叶绿体遭到破坏，组织坏死。SO2对植物的危害多发生在生理功能旺盛的成熟叶 片上，而刚吐露出来的未成熟的幼叶和生理活动衰老的叶不受危害，此外，不同种类 的植物对 SO2的抗性量不同，某些常绿植物、豆科植物和黑麦植物特别容易遭受损害。 1.2 设计任务和内容 设计的任务为：年处理 10000 万 M3烟气湿法脱硫工艺设计。烟气湿法脱硫工艺 设计任务要体现国家有关方针政策，切合实际，安全实用，技术先进，经济效益好。 对于工程项目，不论是大型还中小型也不论是新建项目，其基本建设的首要任务就是 设计工作。对于一个车间的设计工作一般包括整体设计和局部设计。整体设计包括有 总平面、工艺、给排水、供电、土木建筑设计等等,同时还包括车间地址选择，生产检 测与控制仪表，环境保护，生产组织与劳动定员，技术经济与概算等内容。局部设计 是指设计的范围不涉及整个车间的全部内容，而只是其中的某个部分，甚至某一个设 备或某一个设备的设计。 1.3 生产工艺车间布置设计的原则与在总体中的重要性 1.3.1 生产工艺车间布置设计的原则 （1） 设计工作做到设计精心、投资省、技术新、质量高、收效快、回收期短，使设 计工作符合社会主义经济建设发展的总体原则。 （2） 设计工作之前必须认真进行调查研究，要学会查阅文献，搜集设计过程中必需 的技术基础资料，加强技术经济的分析工作，深入调查与同类型车间的先进技 术的经济指标，同时要善于从实际出发去研究分析问题。使得设计的技术经济 指标能够达到或超过国内同类型工厂的生产实际平均水平为宜。 （3） 设计必须结合实际，因地制宜，体现设计的通用性和独立性以及相结合性的原 则。工厂生产规模，产品品种的确定，要适应国民经济的要求。要考虑资金来 源、建厂地址、时间、三废综合利用等条件，并适当留有发展余地。 （4） 设计人员应积极采用新技术、新工艺，力求在设计中能够运用，从而在技术上 具有现实性和先进性及在经济上具有合理性。并根据设备和控制系统，在资金 和供货可能的情况下,尽可能提高劳动生产率，逐步实现机械化、自动化。 （5） 设计工作应加强计划性，各阶段工作要有明确的进度. 1.3.2 生产工艺车间布置设计在总体中总要性 车间布置设计的内容可分为车间厂房布置和车间生产设备布置。车间厂房布置是 对整个车间各个工段，各设施在车间范围内，按照它们在生产中所起的作用进行合理 的平面和立面的布置。 设备的布置设计是根据生产流程情况及各种相关因素，把各种工艺设备在一定区 域内进行排列。在设备布置中分为初步设计和施工图设计两个阶段，每个设计阶段均 要平面和剖面布置。 车间布置设计的两项内容是相互联系的，在进行车间布置时 ，必须以设备布置图 为依据，以此为条件，对车间内生产厂房，辅助厂房及所需的面积进行估算。而详细 的设备布置图有必须在已经确定的车间厂房总布置图的基础上进一步具体化。 1.4 生产车间设计程序 车间设计是一个车间用工程制图方法绘成图纸，附加表格和必要的文字说明。把 工艺流程以及技术装备转化成工程语言，施工人员依据这些设计，通过基本建设程序 和方法，在选定车间场地进行布置车间。 一个基础建设项目，从申请建厂到投入生产，总体上经过如下程序。 （1） 编制项目建议书，经有关部门批准。 （2） 进行项目的可行性研究（或设计任务书） ，经有关部门批准。 （3） 进行车间场地选择，搜集设计基础相关资料。 （4） 进行初步设计和总概算，经有关部门审查批准。 （5） 进行施工图设计。 （6） 通用设备及仪表订货和专用设备制造 （7） 土建施工，设备及管道安装。 （8） 生产调试及试生产。 （9） 投产运行。 1.5 生产方法和工艺流程的设计原则 生产方法和工艺流程的设计总体上要遵循以下几个原则 （1）先进性 先进性主要指技术上的先进和经济上合理可行。具体包括基建投资、产品成本、 消耗定额、劳动生产率和销售状况等方面的内容，应该选择物料消耗小、循环料小、 能耗少回收利用好的生产方法。 （2）可靠性 可靠性是指所选择的生产方法和生产工艺流程是否成熟可靠。如果采用的技术不 成熟，就会影响车间的正常生产，甚至不能投产，给经济和资源造成极大的浪费。为 此，对于还在试验阶段的新技术、新工艺、新设备应该谨慎对待。要防止只考虑新的 一面，而忽略不成熟、不稳妥的一面，应坚持一切经过试验的原则，不允许把未来的 车间当做试验车间来进行设计。另外，对生产工艺流程的改革也应该采取积极而又慎 重的态度。 （3）结合国情 中国是一个发展中的社会主义国家。在进行车间设计时，不能单纯从技术观点考 虑问题，应该从中国的具体情况出发考虑各种具体问题。根据以往的设计工作体会， 化工工艺流程的改革也应认真考虑以下几个问题。 中国人民的消费水平及各种化工产品的消费趋势。 中国化工机械设备及电气仪表的制造能力。 中国化工生产所用的化工原料剂设备所用金属材料的供应情况。 中国环境保护的相关规定和化工生产中三废排放情况。 劳动就业与化工生产自动化水平的关系。 资金筹措和外汇储备情况。 车间的设计还应考虑满足石灰石-石膏法特殊工艺要求。 （4）脱硫装置的总体设计应符合下列要求： 工艺流程合理，烟道短捷； 方便施工，有利于维护检修； 合理利用地形、地质条件； 充分利用厂内公用设施； 节约用地，工程量小，运行费用低； 符合环境保护、劳动安全和工业卫生要求。 上述三项原则必须在技术路线上和工艺流程选择中全面衡量，综合考虑。一种技术 的应用应有其优点，也有其短处。设计时必须采取全面分析比较的方法，并根据建设 项目的具体要求选择其中不仅对现在有利，而且对将来工艺技术改造或升级有利，尽 可能的发挥有利的一面，设法减少不利的因素。另外，设计的技术经济指标以达到或 超过国内同类型车间的实际平均水平为目标。 1.6 计算机在车间设计的应用 随着科学技术的迅速发展，计算机在化工生产车间的设计中得到广泛的应用。在 化工生产车间的设计中常会遇到复杂的生产工艺物料衡算、能量衡算、设备工艺及设 计计算、管道设计及计算和大量耗时费力的绘制各种设计图纸的工作。计算机在化工 中的应用能够较简便的解决上述所遇到的问题，代替繁琐的人工计算和绘图，可使计 算和绘图正确、可靠，对有误设计图纸能够迅速改正。另外，计算机辅助设计 CAD（Computer Aided Design）能按照PID图上显示的设计意图和相关的设计、标准、 规范剂工作经验要求，在CADi系统上建立化工装备的软模型，然后进行碰撞、缺漏检 查、应力分析等，最后输出施工图纸、材料报表及相关的设计文档，还有一些计算机 软件，通过建立模型及输入相关生产装置运行参数，可以模拟车间实际生产情况及生 产中会遇到的实际问题等。总之，合理利用计算机，可使设计人员能从总体设计和生 产装置的安装工程上进行详尽周密的考虑，总体上确保车间设计的准确、安全、高效。 2 脱硫方案的确定 2.1 湿法烟气脱硫的常用工艺 目前国内的一水硫酸锌的生产通常用的方法主要有：石灰石-石膏法、氨-硫铵法、 海水法等常用方法。下面分别介绍以上几种方法。 2.1.1 石灰石-石膏法 烟气中的SO2在水中具有良好的溶解性，在其遇到雾滴时，分解为和或 H 3 HSO ,与吸收液中的反应生成或, 极难溶于水，在这种化 2 3 SO 2 Ca 23) (HSOCa 3 CaSO 3 CaSO 学推动力作用下，推动进一步的溶解，发生连锁式的反应。通过与烟气中的与 2 SO 2 SO 吸收液的这种反应来达到脱硫的目的。 用于FGD的石灰石吸收湿法洗涤工艺是按下列化学过程进行的。在水中，气相 被吸收，并经下列化学平衡反应后生成亚硫酸： 2 SO OHSOOHSO 2222 ()(液）气 2 3322 2H(SOHHSOHOSO 液） 由于被中和生成使得这一平衡向右进行。是由水中溶解的石灰 H OHOH2 OH 石产生的，且通入的空气可将生成的带走。 2 CO 2 3 2 3 COCaCaCO 液）(2 232 2 3 COOHHCOOHOHCO OHCOOHCO 2222 )()(气液 通入的空气也用来氧化在上述有关反应中得到的和，最后生成石膏沉 3 HSO 2 3 SO 淀物。 HSOOHSO 2 423 2 1 2 42 2 3 2 1 SOOSO 4 2 4 2 CaSOSOCa 来自燃煤锅炉的烟气中所含低浓度的有害气体是由、和组成的。与 2 SOHClHF 相类似，气相的和也参与反应，并最终生成氯化钙和氟化钙，与 2 SOHClHF 3 CaCO 这些有害物质的全部反应如下： )()(2)(2 2 1 2233222 气固固COOHCaCOCaCOOHOSO )()()()(2 2223 气液固气COOHCaClCaCOHCl )()()()(2 2223 气固固气COOHCaFCaCOHF 工艺过程中生成的氯化钙溶于水，并随废水一起排放。 2.1.2 氨-酸法 氨-酸法可分为吸收、分解及中和三个主要工序。 氨法吸收式将氨水通入吸收塔中，使其与含有的废气接触，发生如下反应： 2 SO 34223 HSONHSOOHNH 324223 )(2SONHSOOHNH 3422324 2)(HSONHSOOHSONH 在通入氨量较少时，发生上面第一个反应，在通入氨量较多时发上上面第二个反 应，而第三个反应表示的才是氨法中真正的吸收反应。在吸收过程中所生成的酸式盐 对不具有吸收能力，随吸收过程的进行，吸收液中的数量增多，吸 34HSO NH 2 SO 2 SO 收液吸收能力下降，此时需向吸收液中补充氨，使部分转变为， 34HSO NH 324) (SONH 以保持吸收液的吸收能力： 324334 )(SONHNHHSONH 因此氨吸收式利用的不断循环的过程来吸收废气中的。 34324) (HSONHSONH 2 SO 补充的并不是直接用来吸收，只是保持吸收液中的一定浓度比例。 3 NH 2 SO 324) (SONH 浓度达到一定比例的吸收液要不断从洗涤系统中引出，然后用不同的方法对 34HSO NH 引出的吸收液进行处理。 当被处理废气中含有或时，如电厂烟道排气，可能发生如下副反应： 2 O 3 SO 4242324 )(2)(2SONHOSONH 44234 22HSONHOHSONH 322 22SOOSO 实际上，进行吸收的是循环的水溶液。以氨溶液吸收 2 SO 34324) (HSONHSONH 时，传质过程主要受气相阻力所控制，其传质系数取决于吸收液的化学组成、温 2 SO 度及气流速度，而溶液的喷淋密度仅有微弱的影响。随着气流速度的增大、吸收液中 碱度的增高及吸收温度的降低，传质系数增大。 含有亚硫酸氢铵和硫酸铵的循环吸收液，当其达到一定的浓度（相对密度1.17 1.18）时，可自循环系统中导出一部分，送到分解塔中酸进行分解。酸解可以用硫酸， 也可以用硝酸和磷酸，所得副产物除气体外，分别为硫酸铵、硝酸铵和磷酸二氢 2 SO 铵。酸解反应如下。 硫酸酸解： OHSOSONHSOHSONH 2242442324 )()( OHSOSONHSOHHSONH 224244234 2)(2 硝酸酸解： OHSONONHHNOSONH 22343324 22)( OHSONONHHNOHSONH 2234334 磷酸酸解： OHSOPOHNHPOHSONH 2242443324 22)( OHSOPOHNHPOHHSONH 224244334 提高硫酸浓度可加速反应的进行，因此，一般采用93%或98%的硫酸进行分解。为 了提高分解效率，硫酸用量应该达到理论用量的1.15倍，分解后的酸性溶液需用氨进行 中和。 2.1.3 海水法 海水烟气脱硫工艺原理 由于海水将陆上岩层的碱性物质带到海中，天然海水含有大量的可溶性盐，其中 主要成分是氯化钠和硫酸盐，还有一定量的可溶性碳酸盐。海水通常呈碱性，一般海 水的值为7.58.3，天然碱度约为1.22.5mmol/L，这使得海水具有天然的酸碱缓pH 冲能力及吸收的能力。 2 SO 将海水烟气脱硫工艺按是否向海水中添加其他吸收剂分为两类：不添加任何其 他化学物质，用纯海水作为吸收液的工艺，以挪威ABB公司开发的Flakt-Hydro工艺为 代表，这种工艺得到广泛的工业应用；向海水中添加一部分石灰以调节海水碱度， 以美国Bechte公司工艺为代表，这种工艺在美国建立了示范工程，但未推广应用。纯海 水脱硫工艺的基本流程如下图。 曝气池 除尘器 吸收塔 换热器净化烟气烟气 洗涤海水 空气 海水 排放海水 深圳西部电厂近海海水水样分析结果见下表。 值pH碱度 )/(Lmeq 盐度 /% Ca )/(Lmg Mg )/(Lmg K )/(Lmg Na )/(Lmg 7.752.0628.13239932838887 Cu )/(Lg Pb )/(Lg Zn )/(Lg Cd )/(Lg Hg )/(Lg Ni )/(Lg Fe )/(Lg 0.040.0562.4200.2 Cl )/(Lmg 3 HCO )/(Lmg 2 3 CO )/(Lmg 2 4 SO )/(Lmg 2 3 SO )/(Lmg DO )/(Lmg Mn COD )/(Lmg 15268114.54.52161-5.01.2 深圳西部电厂近海海水水样分析结果海水脱硫工艺就是用海水吸收烟气中的， 2 SO 再用空气强制氧化为无害的硫酸盐而溶于海水中，而硫酸盐是海水的天然成分。经脱 硫而流回海洋的海水，其硫酸盐成分只稍微提高，当离开排放口一定距离后，这种浓 度的差异就会消失。 2.2 脱硫方法的特点 2.2.1 石灰石-石膏法及特点 烟气中的SO2在水中具有良好的溶解性，在其遇到雾滴时，分解为和或 H 3 HSO ,与吸收液中的反应生成或, 极难溶于水，在这种化 2 3 SO 2 Ca 23) (HSOCa 3 CaSO 3 CaSO 学推动力作用下，推动进一步的溶解，发生连锁式的反应。通过与烟气中的与 2 SO 2 SO 吸收液的这种反应来达到脱硫的目的 其工艺特点： 脱硫效率高，可达95以上； 吸收剂利用率高，CaS摩尔比一般为 1 2 105-1。10； 对煤种的适应性好，尤其适用于高硫煤； 吸收剂来源广泛，价格低， 3 4 用量少； 系统成熟，运行可靠性高。但是和其他脱硫工艺一样这种工艺同样存在着设 5 备投资大、运行费用高等问题，很难应用于中小型燃烧锅炉。 2.2.2 氨-硫铵法及特点 氨-酸法是将吸收后的吸收液用酸分解，可副产和化肥。酸解用酸可以采 2 SO 2 SO 用硫酸，也可以采用硝酸和磷酸；酸解用酸的种类不同，所得产品也不同，应用最多 的酸式硫酸。 其工艺特点：工艺成熟；设备简单；操作方便；可副产化肥等优点。目 1 2 3 4 前我国化工系统广泛应用此法处理硫酸尾气，如南京化学工业公司氮肥厂、上海硫酸 厂、大连化工厂等。该法需消耗大量的氨和硫酸，对不具备这些原料的冶金、电厂等 部门，应用有一定困难。 2.2.3 海水法及特点 海水烟气脱硫工艺师利用海水的天然碱度来脱除烟气中的一种湿法烟气脱硫方法。该技术 2 SO 部产生废气物，具有技术成熟、工艺简单、系统运行可靠、脱硫率高和投资运行费用低等特点，在 一些沿海国家和地区得到日益广泛的应用。 2.3 设计的生产方法 2.3.1 工艺流程 电除尘换热器吸收石灰石浆液 净化烟 气 分离 锅炉烟气 过滤石膏废水处理外排 石灰石石膏法脱硫工艺流程简图 2.3.2 反应原理 吸收液通过喷嘴雾化喷入吸收塔，分散成细小的液滴并覆盖吸收塔的整个断面。 这些液滴与塔内烟气逆流接触，发生传质与吸收反应，烟气中的 SO2、SO3及 HCl 、HF 被吸收。SO2吸收产物的氧化和中和反应在吸收塔底部的氧化区完成并最终形成 石膏。 为了维持吸收液恒定的 pH 值并减少石灰石耗量，石灰石被连续加入吸收塔，同时 吸收塔内的吸收剂浆液被搅拌机、氧化空气和吸收塔循环泵不停地搅动，以加快石灰 石在浆液中的均布和溶解。 2.3.3 化学过程 强制氧化系统的化学过程描述如下： （1）吸收反应 烟气与喷嘴喷出的循环浆液在吸收塔内有效接触,循环浆液吸收大部分 SO2，反应 如下： SO2H2OH2SO3（溶解） H2SO3HHSO3（电离） 吸收反应的机理： 吸收反应是传质和吸收的的过程，水吸收 SO2属于中等溶解度的气体组份的吸收， 根据双膜理论，传质速率受气相传质阻力和液相传质阻力的控制， 吸收速率吸收推动力/吸收系数（传质阻力为吸收系数的倒数） 强化吸收反应的措施： a)提高 SO2 在气相中的分压力（浓度） ，提高气相传质动力。 b)采用逆流传质，增加吸收区平均传质动力。 c)增加气相与液相的流速，高的 Re 数改变了气膜和液膜的界面，从而引起强烈的 传质。 d)强化氧化，加快已溶解 SO2 的电离和氧化，当亚硫酸被氧化以后,它的浓度就会 降低,会促进了 SO2 的吸收。 e)提高 PH 值，减少电离的逆向过程，增加液相吸收推动力。 f)在总的吸收系数一定的情况下，增加气液接触面积，延长接触时间，如：增大液 气比，减小液滴粒径，调整喷淋层间距等。 g)保持均匀的流场分布和喷淋密度，提高气液接触的有效性。 （2）氧化反应 一部分 HSO3在吸收塔喷淋区被烟气中的氧所氧化，其它的 HSO3在反应池中被 氧化空气完全氧化，反应如下： HSO31/2O2HSO4 HSO4HSO42 氧化反应的机理： 氧化反应的机理基本同吸收反应，不同的是氧化反应是液相连续，气相离散。水 吸收 O2属于难溶解度的气体组份的吸收，根据双膜理论，传质速率受液膜传质阻力的 控制。 强化氧化反应的措施： a)降低 PH 值，增加氧气的溶解度 b)增加氧化空气的过量系数，增加氧浓度 c)改善氧气的分布均匀性，减小气泡平均粒径，增加气液接触面积。 （3）中和反应 吸收剂浆液被引入吸收塔内中和氢离子，使吸收液保持一定的 pH 值。中和后的浆 液在吸收塔内再循环。中和反应如下： Ca2CO322HSO42H2OCaSO42H2OCO2 2HCO32H2OCO2 中和反应的机理： 中和反应伴随着石灰石的溶解和中和反应及结晶，由于石灰石较为难溶，因此本 环节的关键是，如何增加石灰石的溶解度，反应生成的石膏如何尽快结晶，以降低石 膏过饱和度。中和反应本身并不困难。 强化中和反应的措施： a)提高石灰石的活性，选用纯度高的石灰石，减少杂质。 b)细化石灰石粒径，提高溶解速率