水力喷射-空气旋流器用于湿法烟气脱硫及其传质机理

在一种新型高效的气液传质设备——水力喷射-空气旋流器(WSA)中,以Ca(OH)2料浆为吸收剂进行了模拟烟气湿法脱硫的实验研究.结果表明:脱硫率随进口气速增加而增加;随液体喷射速度增加先增加,增加到一定程度后几乎不变;随烟气中SO2的进口浓度增加而减小,存在一适宜的Ca(OH)2浓度和回流比.在气体流量24～72 m3·h-1、循环液体量0.4～0.8m3·h-1、料浆中Ca(OH)2浓度7500 g·m-3时,对SO2浓度为1891～6373 mg·m-3的烟气进行湿法脱硫,脱硫率达88.9％～97.7％,且WSA的旋流气体和喷射液体在湿法脱硫中具有自清洁能力,未发现内部结垢和喷孔堵塞现象.总体积传质系数KGa、有效相界面积a均随进口气速uG增大而增大,而总传质系数KG随uG增加变化较小;当液体喷射速度uL≤0.26 m·s-1时,KGa和KG随uL增加快速增大,之后增加缓慢,而a随uL几乎线性增加,KGa和KG随吸收剂中Ca(OH)2浓度cL增加有一最大值.结合实验数据拟合得到了相关的经验公式,这些关联式能较好地预测WSA的湿法脱硫传质性能.气体旋流场强度对总体积传质系数KGa和有效相界面积a起支配作用,脱硫传质过程同时受气膜和液膜阻力控制,但以液膜控制为主.