湿法脱硫是一种常用的大气污染物减排技术,主要用于去除燃煤锅炉和工业燃烧装置排放的二氧化硫(SO2)。其工作原理可以概括为气液反应、气液传质和固液分离三个步骤。
首先是气液反应。湿法脱硫的关键是将SO2气体与一种可溶性的氧化剂溶液接触,使二者发生化学反应。常用的氧化剂是乳化型石灰浆(也称为乳化石灰浆)或者乳化型石膏浆。在乳化型石灰浆中,氧化剂是一种含有氧化钙(***)颗粒的悬浮液,乳化型石膏浆则是含有石膏(CaSO4·2H2O)的悬浮液。这些氧化剂中的碱性物质与SO2反应生成二元水合**盐(如CaSO3·nH2O)或者四元水合**盐(如CaSO4·2H2O),从而将SO2转化为可溶性的硫化物。
其次是气液传质。湿法脱硫过程中,SO2需要在气液界面上传质扩散到液相中与氧化剂接触。因此,气体和液体间的传质扩散起着重要的作用。传质的速率受到气体与液体流速、湿法脱硫设备内部的喷淋塔结构及喷淋器类型等因素的影响。在传质过程中,SO2在液滴和气泡表面会发生化学反应,从而加强了SO2的吸收。
最后是固液分离。湿法脱硫过程中,通过气液接触,SO2被吸收到液滴或气泡表面,并与氧化剂发生反应得到硫化物盐。这些固体盐通过垂直向下流动的液态悬浮体被收集到底部。湿法脱硫设备中通常设置沉淀池和集料器,通过沉淀和集料的方式将产生的硫化物盐和未反应的氧化剂分离。分离后的硫化物盐可进一步处理,得到高纯度的硫或用于其他用途。
总的来说,湿法脱硫工作原理是通过将SO2与可溶性的氧化剂在气液界面上接触,使其发生化学反应,并通过气液传质扩散的过程将SO2吸收到液相中,最终通过固液分离将产生的硫化物盐分离出来。这一过程能够有效减少二氧化硫的排放,降低大气污染物的浓度。
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