脱硫塔吸收区高度：工业锅炉烟气湿法脱硫实用技术设计的成果

确定吸收区高度，能保证吸收塔的有效传质面积，满足脱除SO₂的需要。通过理论计算脱硫塔高度，找到影响脱硫效率的参数。

在图3-3所示的吸收区微元高度dh内，气相传给液相的溶质，等于气相所失溶质，等于液相所得溶质，即

G（y-y_a）=L（x-x_a）

对式两边微分，可得

d[G（y-y_a）]=d[L（x-x_a）]

Gdy=Ldx

对于dh小段脱硫塔内，横截面积为F_h，单位时间气相传入液相的SO₂为：

N_A·a·F_h·dh=Gdy

以N_A=K_Ga（y-y^*）代入

从塔顶到塔底积分h=0，y=y_a，h=h₀，y=y_b，于是

式中 h₀——吸收区高度（m）；

K_Ga——气相总体积传质系数[kmol/（m³·s）]；

a——单位体积吸收塔中的有效传质面积（m²/m³）；

F_h——吸收塔横截面积（m²）；(www.xing528.com)

G——通过吸收塔气体流量（kmol/s）；

N_OG——吸收塔传质单元数。

由式（3-11）可知，所需吸收区高度与h₀N_OG成正比，与K_Ga和F_h成反比。根据表3-2，如果要达到95%的脱硫效率，N_OG传质单元数为3，代入式（3-11）算出相应的h₀值。由于K_Ga数据不易准确获得，因而难以用式（3-11）计算吸收区高度h₀。

当气液两相的平衡线为直线时，经运算，N_OG可以下式表示：

令

代表塔顶、塔底推动力的对数平均值，则有

从式（3-12）可知，传质单元数表达的是脱硫塔进出口SO₂的含量（摩尔分数）差（y_b-y_a）与气侧平均传质推动力Δy_m之比，它也表示单位推动力产生的脱除SO₂的含量（摩尔分数）差值，即表明该脱硫塔脱硫能力的强弱。

将式（3-12）代入式（3-11），则有

G（y_b-y_a）=K_Ga·a·h₀·F_h·Δy_m （3-13）

由此可知，吸收塔吸收SO₂的量取决于气相总体积传质系数K_Ga、吸收区高度h₀和横截面积F_h，单位体积吸收塔中有效传质面积a和气侧平均传质推动力Δy_m。

气相总体积传质系数K_Ga与浆液性质、液滴大小、气液相对流速等有关。有效传质面积与脱硫塔类型、性能和液气比、液滴大小等因素有关。

吸收区高度表示烟气在塔内进行吸收过程的时间和行程。提高气相总体积传质系数K_Ga适当增大脱硫塔横截面积F_h、增大传质平均推动力Δy_m和有效传质面积a可降低吸收区高度。