摘要：随着工业发展对环保要求的提高，脱硫吸收塔的深度除尘技术成为关注重点，通过研究脱硫吸收塔深度除尘的机理与相关技术，分析惯性碰撞、扩散沉降和拦截捕集等三大机理，探讨高效喷淋、团聚强化、除雾器升级以及声波团聚等关键技术，这些技术显著提高了除尘效率，实现了更有效的污染物控制，以此为相关人员提供实践参考。

       关键词：脱硫吸收塔；深度除尘；高效喷淋技术

　　0引言

　　随着工业化的迅速发展，燃煤电厂和其他重工业部门的排放问题日益成为全球环境管理的重要议题。脱硫吸收塔作为控制二氧化硫（SO2）排放的重要装置，受到广泛关注，这些设备不仅需要有效去除硫化物，还需在应对细微颗粒物尤其是PM2.5方面发挥作用，以减少空气污染对人类健康及生态环境的危害。

　　1脱硫吸收塔深度除尘机理

　　1.1惯性碰撞机理

　　当含尘气流进入脱硫吸收塔后，由于结构设计，气流方向会产生显著变化。粉尘颗粒由于其受到惯性影响，其运动轨迹无法迅速跟随气流转向，因此更容易与塔内的液滴、内部结构甚至壁面发生碰撞。这种现象对于较大粒径的颗粒尤其明显，因为较大的质量使其具有更高的动能，导致其偏离气流路径并撞击固体表面。在类似文丘里管的几何区域，气流速度在收缩段加剧，这加速了粉尘混入其中，当气流进入扩张段时，速度突然减小，而大颗粒凭借惯性冲至壁面，被液膜捕获并去除。这种惯性碰撞机理有效地利用了物理运动规律，将较大尺寸的颗粒从烟气中分离出来，使得脱硫过程中的粉尘去除效率得到提升。

　　1.2扩散沉降机理

　　对于微小尺寸（例如亚微米级）的粉尘颗粒而言，其行为不同于较大颗粒，由于布朗运动，这些细微颗粒表现出持续的不规则运动。在吸收塔内相对静止的液滴为这些微小颗粒提供了一个扩散的平台。粉尘通过扩散逐渐接近并最终附着于液滴上，然后被该液滴捕获。在喷淋区大量细微液滴形成一个密集而动态的捕捉网络，增加了粉尘在此停留和与液滴接触的机会，从而提升了通过扩散沉降去除细小颗粒的效率。这一过程通过提高接触概率并延长烟气在塔内停留时间来增强沉降效果，是深度除尘过程中必不可少的一环。

　　1.3拦截捕集机理

　　拦截捕集主要针对那些未被惯性或扩散机制捕获的小至中等尺寸粉尘，当这些粉尘靠近于纤维、填料等捕集介质时，如果其中心到达介质表面的距离不超过自身半径，那么就会被直接拦截下来。在脱硫吸收塔中，填料层和纤维除雾器组合成了一张复杂且密集的拦截网，通过这种机构，不仅能阻挡直线运动过来的颗粒，还可以有效纠正飘逸，并牢牢捉住更小或难以捕捉到的杂质。这层捕集实际上构成了一道防线，将可能逃逸的小尺度污染物驯服，为后续处理奠定基础。如此设计确保了无论大小、性质如何多样化，统统在过滤过程中失去“身影”，最大程度地提高整体净化等级。

　　2脱硫吸收塔深度除尘关键技术

　　2.1高效喷淋技术

　　引入大流量、小液滴的喷头，这种设计能够显著提高液体雾化效果，从而增大液气接触面积，利用空心锥喷头，其雾化能力可将液体分解成直径约100μm的小液滴。这些小液滴在塔内均匀分布，与粉尘充分碰撞，使得粉尘颗粒更容易被捕捉并随之沉降。还有合理设计喷淋层的间距与布局，将喷淋层间距设置为3~5 m，可以确保整个塔截面都能得到有效覆盖。这种均匀覆盖能够避免气流短路区域的出现，使得粉尘颗粒尽可能多地与液滴接触，提高除尘效率[1]。在大型工业设备中，通过对原有喷淋系统进行优化改造后，每个喷嘴的液体流量提升至相应数值，如提升至120 L/min，系统运行稳定且有显著改进。运行中通过借助在线监测设备，不仅实现了实时水量和压力的数据监控，还对每一层喷头角度进行调整，例如30。偏转角，这样可以更加灵活地控制雾化方向，更好地覆盖到指定区域。

　　为保证整个喷淋过程中的高效性和有效性，采用耐腐蚀材料制造管道及配件是必要措施。选用如聚丙烯或不锈钢材料作为管道材质，不仅能延长使用寿命，还能保持数据监测时的一致性。同时通过不断调试水压，将水压力保持在3.5 bar，可以确保其雾化效果维持在最佳状态。对于整个系统而言，还要每天维护与检测，定期清洗喷嘴避免堵塞问题，根据实时数据调整各项参数，可以维持长期、稳定、高效的系统性能。

　　2.2团聚强化技术

　　如图1所示，脱硫吸收塔深度除尘的团聚强化技术是一种通过物理和化学手段加强微小颗粒聚集的创新方法，添加特定的高分子团聚剂，以提升除尘效率，需要选择合适类型的团聚剂，通常是带有阳离子或者中性电荷的大分子化合物[2]。这些团聚剂能够有效吸附在粉尘颗粒表面。在燃煤电厂脱硫系统中，通过控制团聚剂的投加质量分数，通常为0.1%~0.5%，确保其能够充分接触飞灰等微细颗粒。操作时根据烟气流量和飞灰浓度，合理调整投加速率，对于一个处理50万m3/h烟气流量的系统，每小时需添加50~250 L液体形式的团聚剂，使得亚微米级别的颗粒能够形成更加稳定的大颗粒复合体。

　　这些大分子的作用主要包括表面吸附和结构桥接，对于极细小且悬浮稳定的粉尘颗粒（直径小于2.5μm），高分子链段会首先被吸附在表面，这一过程因其静电引力或者范德华力而发生，接下来通过链与链之间相互缠绕和交联作用，不同粉尘颗粒逐渐连结成较大的絮状结构，从本质上增加了颗粒尺寸，使之达到几十微米甚至更大，在使用体积分数为0.002%~0.003%范围内的特定丙烯酸酯类或氨基功能化聚合物后，亚微米级粉尘可以成功形成平均直径40~100μm不等的颗粒集团。这种由超细粉尘组成的新结构使得它们更容易被惯性碰撞、离心力以及重力沉降等机理所捕获，大幅提高了集尘设备对PM2.5及以下超细颗粒物的去除率。

　　为了进一步优化这一过程，需考虑反应器内流体动力学条件，应维持略显湍动状态以确保混合均匀，此外要监测并控制pH值在7~9之间，以利于保持团聚剂活性及延长其有效寿命。在不同温湿度条件下，也需调整工艺参数，例如湿烟气状况影响粉尘表面水膜厚度，从而影响絮凝效果，在70%湿度条件下，更高效能可能需要适当增大投加量以保证效果。综合实施该技术，与常规除尘装备相比，可将PM2.5排放水平降低至少30%以上，并减少设备磨损，提高整体工艺经济性。还要定期检测废水中的絮凝产物含量，确保不会因为过量应用造成二次污染问题。从此项优化措施来看，高效、环保、安全地实现超低排放目标成为现实，在严格法规限制下能够满足排放标准提供了可靠保障。

　　2.3除雾器升级技术

　　高效除雾器不仅仅用于液滴去除，还兼具细粒粉尘的捕获功能，屋脊式除雾器相比于传统的平板式设计，在气流分布方面表现优异，这种结构复杂的布局，使其在进行雾滴分离时同时实现对微小粉尘颗粒的拦截。屋脊式除雾器通过优化气流路径来提高效率，安装时确保其倾斜角保持在45。，以获得最佳气流引导效果，这一角度能够增加烟气接触面积，提高液滴和粉尘的分离效率。细化网格间距至20 mm以下，有助于进一步提高对细微颗粒物（PM2.5）的捕捉率，通过增大表面积来增强拦截能力。

　　另一项技术是使用表面改性材料处理，这些材料使除雾器表面具有更高的亲水性或黏性，通过喷涂或浸泡法，将一层厚度为0.1 mm的改性涂层均匀覆盖在除雾器表面。亲水性的增加帮助液滴迅速凝聚，从而使小型液滴不易被气流重新携带，涂层可保持3 a而不明显退化。这种改性还可以促进粉尘黏附，即便是微细粉尘与板壁相接触后，也能被有效固定，从根源上减少了二次扬尘的发生。压力损失控制是系统设计中的一个关键指标，为此采用最优配置方案，通过CFD模拟分析，对比不同结构在各种操作条件下的压降情况。从现有数据来看，在处理100 000 m3/h烟气量条件下，压降保持在150 Pa以内，有效降低了能耗[3]。

　　在日常维护方面，应定期清洗和检测设备以维持其高效工作状态，建议每半年进行一次全面清洁，以去除黏附在飞灰和杂质并校正网格间距。整个升级过程中，也需综合考虑环境温度、湿度等物理条件以及原始排放特征，以调整设计参数，高湿情况下要加强耐蚀合金材料使用，以防止腐蚀而导致设备损坏，这一点对于北方高寒地区尤为重要。

　　2.4声波团聚技术

　　声波团聚技术是一种基于声学原理的高效除尘方法，特别适用于脱硫吸收塔中的应用，在塔内安装声波发生器，使其发射特定频率和强度的声波，这些声波能够有效促使粉尘颗粒之间产生相对运动，并增加它们的碰撞概率，从而实现颗粒团聚。当颗粒撞击并结合后，它们形成更大的团聚体，这使得随后的重力沉降或其他除尘措施更加有效。在水泥厂脱硫吸收塔中，常用的声波频率范围通常是100~1 000 Hz，其中300~500 Hz被认为是促进颗粒有效聚集的最佳区间，通过控制声波强度在140~150 dB之间，可以最大化地增强颗粒凝聚效果，而不至于对设备造成干扰或损坏。需要根据吸收塔的大小和结构来合理布置声波发生器的位置，以确保整个塔体空间均能受到均匀且充足的声波影响，每台声波发生器可以覆盖直径约15 m的区域，应通过计算塔内体积与装置覆盖范围来设计布局，以确定具体所需装置数量和安装位置[4]。

　　为确保系统稳定运行且无二次污染风险，在实施过程中应配合周期性维护，对设备参数进行调试及性能监控，以保证其长期稳定高效运转。这一技术不仅克服了传统机械除尘方式中对于超细粉尘捕集难以实现的问题，同时也显著提升了粉尘去除效率，是优化工业废气质量的重要手段。

　　3结语

　　通过对脱硫吸收塔深度除尘机理与相关技术进行系统分析，可以发现其在解决大气污染特别是细颗粒物方面具有重要潜力。在资源节约型和环保型社会发展的背景下，这一领域的研究不仅能够直接促进相关产业的发展，还能间接推动环境质量提升和公众健康改善。未来，在政策支持和科学突破的共同驱动下，更高效、更环保的脱硫及深度除尘技术将不断涌现，为实现清洁能源与工业生产之间的新平衡提供强有力支撑。

　　参考文献

　　[1]姜雅洲，邓丽萍，刘文榉.脱硫吸收塔深度除尘机理研究[J].能源工程，2024，44（4）：56-64.

　　[2]吴俊，熊东平，吕恒斌.脱硫吸收塔除雾器喷淋优化[J].化工设计通讯，2024，50（5）：9-11.

　　[3]蒋楠，厉雄峰，葛春亮.脱硫吸收塔深度除尘气液两相流数值模拟研究[J].浙江电力，2021，40（6）：103-108.

　　[4]葛春亮，蒋楠，刘文榉.脱硫吸收塔深度除尘气液固三相模拟研究[J].热力发电，2021，50（4）：103-108.