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摘 要

本文评析了目前的总体研究现状，并以水为溶剂，使用小型散装填料吸收塔模拟水对二氧化硫吸收的工程实验，探讨液气比与填料塔流体力学的关系以及pH、液气比、空塔气速、SO₂进口浓度对SO₂吸收率的影响。通过实验实际运行，绘制出气速、喷淋量与压降的正比关系图，并确定了脱硫最佳液气比为80L/m³，而空塔气速与SO₂进口浓度成反比关系，pH＜3后SO₂脱除率大幅降低，已不能完全被水吸收。

为深入了解水吸收SO₂原理，本文从双膜理论进行分析，进一步开展动力学研究，在pH＞3的气膜阻力控制下进行实验，最终得出结论：水吸收SO₂反应的速率方程为-r=1.19*10^-3c，期望为该领域的发展研究提供参考。

关键词：SO₂ 填料塔流体力学 吸收率 动力学研究

ABSTRACT

In this paper， the overall research status is reviewed， and the engineering experiment of SO₂ absorption by using small bulk packed absorber to simulate water is carried out， and the relationship between liquid gas ratio and packed tower hydrodynamics is discussed， as well as the influence of pH， liquid gas ratio， empty tower gas speed and SO₂ inlet concentration on SO₂ absorption rate. Through the actual operation of the experiment， the proportional relationship between the gas speed， spray volume and pressure drop is drawn， and the optimal liquid gas ratio for desulfurization is determined to be 80L / m3， while the gas speed of the empty tower is inversely related to the SO₂ inlet concentration. After pH lt; 3， the SO₂ removal rate is greatly reduced， and it can not be completely absorbed by water.

In order to further understand the principle of SO₂ absorption by water, this paper analyzes the theory of double membrane, further studies the kinetics, and conducts experiments under the control of gas film resistance with pH gt; 3. Finally, it is concluded that the rate equation of SO₂ absorption by water is - r = 1.19 * 10^-3c, which is expected to provide a reference for the development of this field.

Key words: SO₂ Hydrodynamics of packed tower absorptivity Kinetic study

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2脱硫技术发展现状 1

1.2.1化学吸收法 2

1.2.2物理吸收法 2

1.3水吸收SO₂原理 2

1.4填料塔流体力学的影响因素 3

1.5 SO₂脱除率的影响因素 3

1.6本文研究目的及内容 4

第二章 填料塔流体力学性能实验研究 6

2.1引言 6

2.1.1 实验设备与试剂 7

2.1.2实验流程 10

2.1.3实验准备 10

2.1.4实验步骤 10

2.2填料塔流体力学性能分析 11

2.2.1气速与压降、持液量、液泛的关系 11

2.2.2喷淋量与压降、持液量、液泛的关系 13

2.3本章小结 14

第三章 探索吸收条件对SO₂脱除率的影响 15

3.1引言 15

3.1.1 实验设备及试剂 15

3.1.2实验准备 15

3.1.3实验步骤 16

3.2 脱硫率计算及分析 16

3.3小结 22

第四章 水吸收SO₂动力学实验研究 24

4.1引言 24

4.2双膜理论 24

4.2.1实验仪器 25

4.2.2实验步骤 25

4.2.3实验结果计算与分析 25

4.3小结 28

第五章 总结与展望 29

参考文献 30

致 谢 32

1. 绪论

1.1研究背景

SO₂是大气污染物之一，常温常压下是无色、有刺激性气味的气体^[1]，来源于汽车尾气、工厂烟气、燃煤等。二氧化硫具有毒性，会严重危害人体健康，浓度仅400~500ppm时人就会发生肺水肿甚至窒息死亡，国家规定SO₂ 排放标准不得高于80/m³（日均）^[2]。并且SO₂是酸雨的罪魁祸首，SO₂进入空气中会和雨结合生成硫酸，腐蚀建筑、植物，到目前为止脱硫仍是严峻的问题。

1.2脱硫技术发展现状

脱硫方法可简要分为物理吸收法与化学吸收法，物理吸收法如水吸收SO₂，是单纯被吸收气体溶解于液体的过程；而化学吸收法如碱吸收SO₂，被吸收组分与液体发生反应，根据亨利定律，反应将使溶液表面气相分压降低，产生压差形成推动力，加快溶质吸收速率，效率大大高于物理吸收法，同时也存在干扰离子、成本高等问题。

1.2.1化学吸收法

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