二氧化硫是造成大气污染的主要因素之一。在烟气脱硫技术中,对于高浓度二氧化硫烟气的治理国内外已有较好的方法,但对于含二氧化硫浓度较低的烟气,由于脱硫技术和成本因素的影响,目前正处于开发研究阶段。本课题在理论分析和前人研究的基础上,提出了一种治理低浓度二氧化硫烟气的新方法,同时提出了一种新型的膜反应器,即采用中空纤维和柠檬酸盐溶液形成含浸液膜吸收器用于吸收低浓度二氧化硫烟气。 本文从理论上对柠檬酸盐溶液吸收二氧化硫的过程进行了分析,对其传质系数进行了理论推导,并探讨了膜吸收过程中数学模型的建立方法。在此基础上较系统地研究了时间、组件操作方式、气相和液相各因素对传质过程的影响。 研究表明:1、采用中空纤维含浸液膜吸收低浓度二氧化硫在理论和实验室规模是可行的,实验室采用疏水性聚丙烯中空纤维含浸液膜吸收二氧化硫达到了较好的效果;2、组件的操作方式对吸收效率有着较大的影响。3、气体中二氧化硫的浓度对吸收过程有重要影响,浓度越高,吸收率越低;4、气体流速对吸收效果有明显影响,流速大,效率低;5、在柠檬酸盐浓度较高的条件下,液体流速对吸收没有大的影响;6、柠檬酸盐浓度越大,吸收率越高,但浓度过大,将导致膜相阻力的提高,以0.5mol/L为宜;7、柠檬酸盐溶液pH值越高,吸收效果越好,但是考虑到后续脱吸的流程和缓冲容量的选择,pH以4.50左右为宜。8、尾气中二氧化硫浓度与吸收液二氧化硫浓度之间存在线性的关系。不同工况下有着不同的比例。利用这个比例关系,可以通过控制溶液中二氧化硫浓度的方法控制尾气排放浓度。