燃烧过程硫氧化物及颗粒物的形成与控制.ppt

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安徽师范大学环境科学学院
§2-4 燃烧过程硫氧化物的形成与控制
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SO2和SO3之间的转化
硫氧化物的控制简介
硫氧化物排放标准
一、燃料中硫的氧化机理
燃料中硫的氧化机理
煤受热后，煤中的有机硫和无机硫在热解释放挥发份的同时得以挥发；
燃料中的硫在燃烧过程中与氧反应，主要产物SO2和SO3，但SO3的浓度相当低， 故一般主要生成SO2，计算时可忽略SO3
有机硫的氧化：
有机硫分解温度较低（<800K），有氧气时直接氧化为SO2和少量SO3；
在还原气氛下挥发出的主要是H2S和COS，燃烧过程得到进一步氧化为SO2。
由于反应： 含硫燃料燃烧的特征火焰呈蓝色。
硫的燃烧特征：
无机硫的氧化：
无机硫的分解速度较慢，在还原气氛、<800K和足够的停留时间下，先分解为FeS、S2和COS（氧硫化碳）；
生成的FeS在更高的温度（≥1700K）下分解为Fe、S2和COS；进一步氧化为SO2和SO3；并有一部分存留在灰渣中。
燃料中硫的氧化机理
燃料中硫的氧化机理
H2S的氧化：
在还原气氛下挥发出的主要是H2S和COS，燃烧过程得到进一步氧化为SO2。
CS2和COS的氧化：
CS2是很易燃的，COS则是CS2火焰中的一种中间体；
COS显示出两个区域，第一区中生成CO和SO2，在第二区中CO转化为CO2链反应由COS的光解诱发的：
燃料中硫的氧化机理
低温下，纯硫以硫的聚合态蒸气析出，纯硫的氧化呈现链反应特性：
01
特点：生成的SO3所占Sox的百分比较通常情况下高得多（约20%）。
02
元素硫的氧化：
燃料中硫的氧化机理
燃料中有机硫的存在形式：硫醇、硫化物或二氧化硫燃烧后主要产物为二氧化硫，最后生成烃基和SO2。
1
贫燃料（空气过量）——即使温度较低（仅为573K），硫也可全部转化；
2
富燃料——可以生成SO2和少量的醛和甲醇。
3
有机硫化物的氧化：
燃料中硫的氧化机理
SO2和SO3之间的转化
燃料中硫的氧化机理
硫氧化物的控制简介
硫氧化物排放标准
反应方程式
SO2 + O + M  SO3 + M
SO3 + O  SO2 + O2
SO3 + H  SO2 + OH
SO3 + M  SO2 + O + M
在炽热反应区 ，[O] 浓度很高，反应（1）和（2）起支配作用。
M是第三体起着吸收能量的作用。