文档介绍：第二章燃烧与大气污染(2)
1. 燃料的性质
2. 燃料的燃烧过程
3. 烟气体积计算
4. 燃烧过程中硫氧化物的形成
5. 颗粒污染物的形成
6. 其他污染物的形成
第四节燃烧过程中硫氧化物的形成
一、燃烧中硫的氧化机理
燃料中硫氧化物的形成可以分成燃料硫氧化到 SO2,SO2 氧化到 SO3 和 SO3 氧化生成硫酸三个步骤。
燃料燃烧过程中,有机硫和无机硫
首先分解出含硫化合H2S, CS2 ,
COS,元素硫和含硫有机物。 H2S
的氧化包括直接氧化,生成OH和生
成水三个阶段,第二个阶段决SO2
的浓度; CS2 ,COS,元素硫通过
链反应被氧化。含硫有机物通过分
解、取代和氧化被转化为SO2。
第四节燃烧过程中硫氧化物的形成
有机硫的分解温度较低
无机硫的分解速度较慢
含硫燃料燃烧的特征是火焰呈蓝色,由于反应:
在所有的情况下,它都作为一种重要的反应中间体
H2S的氧化反应方程式
H2S的直接氧化
生成OH
生成水
[SO] , [OH]max,[SO2] max
二. SO2和SO3之间的转化
反应方程式
低浓度的SO3通过反应(1)产生于燃烧过程中。
SO2 + O + M SO3 + M (1)
SO3 + O SO2 + O2 (2)
SO3 + H SO2 + OH (3)
SO3 + M SO2 + O + M (4)
 
SO3主要在贫燃条件下产生, SO2约占硫氧化物的95%。受热面和金属氧化物的催化作用可以大大提高S03的浓度。
2. SO2和SO3之间的转化
SO3生成速率
当d[SO3] /dt = 0 时,SO3浓度达到最大
在富燃料条件下,[O]浓度低得多,SO3的去除反应主要为反应(3), SO3的最大浓度:
2. SO2和SO3之间的转化
燃烧后烟气中的水蒸气可能与SO3结合生成H2SO4,转化率:
转化率与温度密切相关
H2SO4浓度越高,酸露点越高
烟气露点升高极易引起管道和空气净化设施的腐蚀
2. SO2和SO3之间的转化
SO3的转化率/%
燃料中的硫在燃烧过程中与氧反应,主要产物是SO2和SO3,但SO3的浓度相当低,即使在贫燃料状态下,生成的SO3也只占SO2生成量的百分之几。在富燃料状态下,除SO2外,还有一些其它S的氧化物,如SO及其二聚物(SO)2,还有少量一氧化二硫S2O。这些产物化学反应能力强,所以仅在各种氧化反应中以中间体形式出现。
燃烧时, 故一般主要生成SO2,计算时可忽略SO3。
二、SOx的控制
1、重油脱硫
重油脱硫常用的方法:在钼、钴和镍等的金属氧化物催化剂作用下,通过高压加氢反应,加断碳与硫的化合键,以氢置换出碳,同时氢与硫作用形成H2S,从重油中分离出来。
重油脱硫的困难:
(1)要彻底加工燃料,破坏了原来的组织。
(2)产生新的产物:固、液、气态物。