二氧化硫的吸收

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1．概述

在有盐基存在的情况下用水吸收炉气(包括硫铁矿焙烧炉和红液燃烧炉)中的二氧化硫，以制备原亚硫酸盐溶液，根据所用盐基和二氧化硫的来源不同，采用的吸收装置也不尽相同。

高塔：多用于制备钙盐基酸液，在一些老厂改用可溶性盐基时，也可利用这种设备来制备镁、钠等盐基的酸液。有单塔和双塔两种。

低塔：系由多个(一般为四个)填料塔串联而成。多用于镁盐基酸液的制备，也可用粉状石灰石悬浊液来制备钙盐基酸液。其他盐基的酸液也可用这种设备来制备。

湍流塔：为一种效率较高的吸收装置。多用于制备镁、钠、铵等盐基的酸液。

文氏管吸收装置：由多个文氏管吸收器串联而成。多用于吸收红液燃烧炉的烟道气(SO₂浓度～1%)中的SO₂。用于镁、钠等盐基。

2．吸收过程的化学反应和热效应

用石灰石制备亚硫酸盐溶液时发生的反应如下：

1－入口横管 2－弯管 3－直管 4－玻璃球 5－喷管(4个) 6－喷头

(8)高塔装置的应用实例

国内酸法制浆厂应用高塔装置仅有两例：(1)由二座强酸塔和一座弱酸塔组成的一套典型的双塔制吸收装置，用于制备钙盐基原酸。目前三座塔均作强酸塔并联使用，其尾气在一湍流塔中用清水吸收，稀SO₂水溶液泵送至强酸塔作淋洒之用。(2)由两座塔组成的单塔制装置，用于制备亚硫酸氢镁溶液。

(9)改进钙盐基原酸制备过程中的主要措施

钙盐基原酸液组成的特点是要求它含有过剩的游离酸，也就是F．A．＞C．A．，游离酸在总酸中所占的比例为60%左右，因而这种酸液具有较高的SO₂分压。在制备这种酸液时，为了保证良好的吸收效率和制取高游离酸含量的酸液，一般采取的措施是从提高SO₂溶解的条件著手。

提高炉气中的SO₂浓度：

控制沸腾焙烧炉在较低的空气过剩系数下进行燃烧，操作者常以排出的炉渣和炉灰的颜色来判断，当渣灰的颜色发红时，说明过剩空气较多，应予避免。

沸腾炉出口至风机入口是一个整体系统，大部分处于负压操作，容易漏入空气而引起炉气中SO₂浓度下降，因此要使系统保持严密状态。

表6－2－73 高塔吸收装置应用实例

1－中性长石，42．6毫米 2－焦炭，42．6毫米 3－焦炭，40．6毫米 4－－焦炭，26．6毫米 5－焦炭，24．4毫米 6－卵石，42毫米

1－陶瓷环，Φ50×50毫米，管式排列 2－陶瓷环，Φ50×50毫米，交错排列 3－钢环，Φ50×50毫米，堆放 4－陶瓷环，Φ50×50毫米，堆放 5－陶瓷环，Φ35×35×4毫米，堆放 6－陶瓷环，Φ25×25×3毫米，堆放 7－陶瓷环，Φ15×15×2毫米，堆放 8－瓷环，Φ8×8×1．5毫米，堆放

(5)低塔吸收装置特性(表6－2－75)

表6－2－75 低塔吸收装置的特性

静止床层高度(毫米)：

1－800 2－700 3－500 4－450 5－300

当无淋洒液时，球体从静止状态转为运动状态所需的最低气速称为无淋洒的临界气速。

温度的影响：喷洒液温度对文氏管吸收效率的影响很小(图6－2－50)。在MgSO₃浓度(以SO₂表示)为0．5%，温度从110℉(43．4℃)提高到170℉(76．6℃)时，吸收效率下降10%。温度提高，MgSO₃溶解度增加，借提高MgSO₃浓度完全可以补偿温度的影响。

浓度的影响：喷洒液浓度也是一个影响文氏管吸收效率的因素(图6－2－51)。为了能最大限度地吸收SO₂，需要根据炉气中SO₂浓度确定一个合适的浓度。MgSO₃浓度影响文氏管吸收效率的相互关系可以下式表示：

MgSO₃浓度(以SO₂表示)：1－1．0% 2－0．7% 3－0．4% 4－1．0% 5－0．7% 6－0．5% 7－1．4% 8－0．7% 9－0．7%

A≈117+30M－15T－0．10t

式中 A——在文氏管中SO₂吸收效率：

M——喷洒液中MgSO₃浓度(以SO₂表示)，%；

T——喷洒液中总SO₂浓度，%；

t——喷洒液的温度，℉。

(3)传质系数

文氏管的传质系数如图6－2－52。

(4)原酸中硫酸盐含量

原酸中硫酸盐含量不仅取决于气体中氧的浓度，而且和吸收过程的作用时间有关。在用文氏管吸收器时，由于相互作用时间较短，因此可以获得硫酸盐含量低的原酸(图6－2－53)。

1－4个填料塔 2－2个填料塔和2个文氏管 3－1个填料塔和3个文氏管 4－4个文氏管