湿式电迁移烟气脱硫技术研究

胡炳焱胡诗

摘要：介绍了烟气脱硫试验，并利用SO2在放电条件下捕获了电子的负离子，然后应用了电场。通过将电晕放电与湿膜相结合，实现了迁移的特征。通过模拟试验，对模拟烟气参数和反应器进行了研究。结构和排放特性对二氧化硫运移和脱硫效率的影响。结果表明，放电电场中二氧化硫的能量可以转移。该系统的脱硫效率随着电压的增加、放电面积的长度和输入功率的增加而增加，脱硫效率可达90%以上。

关键词：电迁移；烟气脱硫；二氧化硫

1前言

目前在我国的火电厂中控制SO2排放的主要技术手段就是烟气脱硫技术，在实际的应用过程中有着很多的脱硫技术，其中效果最明显的就是湿式烟气脱硫技术。该脱硫技术成本低，原料丰富易得，它的投资以及后期的运行费用比较低，并且技术便于应用，因此大多数的企业都选用这种脱硫技术来控制锅炉烟气中的SO2的排放。从环保的意义上将该技术的广泛应用，对环境的保护有着非常重要的作用，为人们营造了清新干净的生活环境。

由于同时脱硫的原因，排放等离子体烟气脱硫产品资源，产品资源，易于收集，没有二次污染特性，它已经成为脱硫技术研究的前沿研究的机制和影响因素已经被广泛地研究了1个5个，但是这些研究主要集中在高电子能的等离子体上脱硫过程是在低电子能量下不考虑二氧化硫的情况下进行的脉冲电源的行为特性是很高的脉冲放电等离子脱硫技术的脱硫能量极限是有限的。实际的应用程序。这篇论文的目的是改变高能等离子体和氨气脱硫和脱硝的过程将血浆和湿水膜结合在了水里。它为低能量排放脱硫提供了一种新的思路。

2湿式电迁移法脱硫原理

湿法烟气脱硫中SO2的脱除实质上是烟气中的SO2被吸收剂浆液吸收的过程，SO2通过分子和对流扩散从气相转移到液相（传质）。根据双膜理论，在气相和液相主体中为对流扩散，在气膜和液膜中为分子扩散。分子扩散的速率比对流扩散的速率小得多，控制着SO2的吸收速率。湿法烟气脱硫中SO2吸收过程中的动态平衡满足亨利定律。

在反应器电晕场中，由于电晕放电在反应器空间充满了大量的电子。这些电子与烟气分子碰撞，SO2分子俘获电子成为负离子。反应器中存在电场，SO2负离子在电场的作用下偏转，向充满吸收液的正极迁移，而被吸收液吸收除去。

3工艺流程

工艺流程包括烟气系统、吸收系统、吸收剂制备系统、石膏脱水以及储存系统。基本的流程是首先将烟气进行除尘操作，除过尘的烟气经过热交换和喷淋系统进入到吸收塔内，吸收塔内的烟气经过一系列的反应净化处理，最终排放无毒无害的物质到大气中，同时生成的沉淀物硫酸钙通过混合浆液用泵送入到pH槽中，适当的调节pH值，使其形成石灰-石膏制品，最后经过反复的沉淀、过滤、分离将这些沉淀物彻底的分离开来。

在整个工艺流程中起到关键性作用的设备就是吸收塔。吸收塔作为脱硫系统的核心设备在设计的时候进行了四层的设计，两个喷淋层和两个过滤层。过滤层的设计和应用主要是根据了空气动力学的原理，控制烟气在过滤层的速度、流向、方向等等，从而使烟气在过滤层得到进一步的净化。在过滤层的中的SO2喷淋层喷洒出来的药液进行充分的结合发生化学反应，此时的SO2已经成为H2SO3，循环液与石灰行中和，形成一定的沉淀物泥浆，通过泥浆的pH值变化来控制加入的石灰的剂量，使其完全的沉淀下去，到达底部的悬浮式搅拌器。在搅拌器中主要的反应就是氧化反应，由于搅拌器的存在充分的保障了塔内氧气的供应，从而避免因氧气不足而影响脱硫效率的情况的发生。吸收塔在整个工艺流程当中是最主要、最重要的设备，因此在吸收塔的设计的过程中要严格进行技术的把关，对于一些重要的过程要反复的实验操作，同时还要严格确保吸收塔内的表面没有结垢、堵塞的想象。

4试验装置

试验装置反应器是用有机玻璃做成的长方体结构，反应器大小为940mm×40mm×90mm。其上表面平行、均匀地装有多排针状电极。由空气和SO2配置的模拟烟气经流量计后进入反应器，在反应器中，SO2荷电后在放电电场的作用下迁移到接地正极，并被正极表面的NaOH吸收液吸收，达到脱硫的目的。从反应器出来的尾气经尾气吸收装置后排放。吸收液采用质量分数为0～1%的NaOH溶液，用PKs60-1型高压自吸泵循环使用，试验过程中维持NaOH溶液质量分数不变。试验电源为负高压电源，放电电压用GZ-100/20型硅整流高压控制柜调节；SO2浓度采用德国生产的MRU95/3CD型烟气分析仪测量。

5结果与讨论

5.1外加电压对脱硫效率的影响

外加电压V对脱硫效率μ的影响，电压从0kV上升到6kV，脱硫效率增加不大，不到10%。在此过程中，外加电压没有达到电晕放电的起晕电压，系统中没有大量电子产生，SO2无法获得库仑力而移动到正极被吸收除去，因此系统脱硫效率增加不大。在电压从6kV上升到15kV过程中，随电压的提高，脱硫效率迅速增加。这是由于随电压的提高，电场强度增加，放电能力增强，SO2负离子数量增加，库仑力增强，SO2向接地极移动速度增加，从而SO2脱除量和脱硫效率增加较大。在电压高于15kV后，出现火花放电。为了保证安全，系统控制在火花电压之下运行。

5.2SO2进口浓度对脱硫效率的影响

SO2进口浓度对脱硫效率的影响随SO2进口质量浓度增加，脱硫效率下降。在放电条件一定时，放电产生的电子数量维持不变；随着SO2进口质量浓度增加，SO2分子数增加，SO2吸附电子形成的负离子增多，使SO2电迁移量增大。另一方面，随着SO2负离子增多，电场中空间电荷增加，反过来抑制电晕的发展，减小SO2与电子作用形成负离子的几率。综合作用的结果，随SO2进口浓度增加，脱硫效率下降。

5.3烟气流量对脱硫效率的影响

烟气流量Q对脱硫效率的影响烟气流量增加，脱硫效率下降。烟气流速加快，烟气在反应器中的停留时间减小，电子与烟气中SO2分子碰撞时间、SO2负离子电迁移的时间缩短，脱硫效率下降。此外，烟气流量增加，单位时间内反应器里的SO2量增加，这也使得脱硫效率下降。

5.4放电区长度对脱硫效率的影响

放电区长度L对脱硫效率的影响，放电区间长度增加，反应器内由于负高压放电产生的高能电子数增加，电子与SO2碰撞结合的几率增加，SO2负离子量增加，脱硫效率提高；而在不放电的情况下，由于SO2主要依靠扩散向吸收液中传质，因而其脱硫效率不随放电区的长度发生变化。

5.5输入功率对脱硫效率的影响

输入功率P对脱硫效率的影响，随着输入功率增大，脱硫效率增加；当输入功率低于1W时，脱硫效率增加较快，随输入功率继续增加，脱硫效率的增长趋势减慢。这是因为随输入功率增大，电晕放电产生的电子数量增大，SO2负离子数增加，使得SO2向正极迁移能力增强，脱硫效率增加；在输入功率增加到一定程度后，放电产生的电子数量大大增加，由电子流动形成的电流增加很快，大部分能量消耗在迁移电子上，使得脱硫效率增加缓慢。

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