大氣污染第02章_燃燒與大氣污染(已修改)
2024-10-27 15:12 本頁面
【正文】 第二章 燃燒與大氣污染 (2) 1. 燃料的性質(zhì) 2. 燃料的燃燒過程 3. 煙氣體積計(jì)算 4. 燃燒過程中硫氧化物的形成 5. 顆粒污染物的形成 6. 其他污染物的形成 第四節(jié) 燃燒過程中硫氧化物的形成 一、燃燒中硫的氧化機(jī)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 氧化生成硫酸三個(gè)步驟。 ? 燃料燃燒過程中，有機(jī)硫和無機(jī)硫 首先分解出含硫化合 H2S， CS2 ， COS，元素硫和含硫有機(jī)物。 H2S 的氧化 包括直接氧化，生成 OH和生 成水三個(gè)階段 ，第二個(gè)階段決 SO2 的濃度； CS2 ， COS，元素硫通過 鏈反應(yīng)被氧化。含硫有機(jī)物通過分 解、取代和氧化被轉(zhuǎn)化為 SO2。 第四節(jié) 燃燒過程中硫氧化物的形成 ? 有機(jī)硫的分解溫度較低 ? 無機(jī)硫的分解速度較慢 ? 含硫燃料燃燒的特征是火焰呈藍(lán)色，由于反應(yīng)： 在所有的情況下，它都作為一種重要的反應(yīng)中間體 2O S O S O hv? ? ? ? H2S的氧化 反應(yīng)方程式 222222222O H S S O HS O O S O OO H S O H S HH O O H HH O O H OO H H H O H? ? ?? ? ?? ? ?? ? ?? ? ?? ? ?H2S的 直接氧化 生成 OH 生成水 [SO] , [OH]max,[SO2] max 二 . SO2和 SO3之間的轉(zhuǎn)化 ? 反應(yīng)方程式 ? 低濃度的 SO3通過反應(yīng)（ 1）產(chǎn)生于燃燒過程中。 ? SO2 + O + M ? SO3 + M （ 1） ? SO3 + O ? SO2 + O2 （ 2） ? SO3 + H ? SO2 + OH （ 3） ? SO3 + M ? SO2 + O + M （ 4） ? ? SO3主要在貧燃條件下產(chǎn)生， SO2約占硫氧化物的 95%。受熱面和金屬氧化物的催化作用可以大大提高 S03的濃度。 2. SO2和 SO3之間的轉(zhuǎn)化 ? SO3生成速率 ? 當(dāng) d[SO3] /dt = 0 時(shí)， SO3濃度達(dá)到最大 ? 在富燃料條件下， [O]濃度低得多， SO3的去除反應(yīng)主要為反應(yīng)（ 3）， SO3的最大濃度： ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?31 2 2 3d S O S O O M S O Od ??kkt? ? ? ? ? ?123 m a x2S O MSO ? kk? ? ? ? ? ? ? ?? ?123 m a x3S O M OSOH?kk2. SO2和 SO3之間的轉(zhuǎn)化 ? 燃燒后煙氣中的水蒸氣可能與 SO3結(jié)合生成 H2SO4，轉(zhuǎn)化率 : ? 轉(zhuǎn)化 率與溫度密切相關(guān) ? H2SO4濃度越高，酸露點(diǎn)越高 ? 煙氣露點(diǎn)升高極易引起管道和空氣凈化設(shè)施的腐蝕 2 4 3 2 4H S O S O H S O1 0 0 / ( ) %??x P P P2. SO2和 SO3之間的轉(zhuǎn)化 SO3的轉(zhuǎn)化率/% ? 燃料中的硫在燃燒過程中與氧反應(yīng) ， 主要產(chǎn)物是 SO2和 SO3， 但 SO3的濃度相當(dāng)?shù)?， 即使在貧燃料狀態(tài)下 ，生成的 SO3也只占 SO2生成量的百分之幾 。 在富燃料狀態(tài)下 ， 除 SO2外 ， 還有一些其它 S的氧化物 ， 如 SO及其二聚物 （ SO） 2， 還有少量一氧化二硫 S2O。 這些產(chǎn)物化學(xué)反應(yīng)能力強(qiáng) ， 所以僅在各種氧化反應(yīng)中以中間體形式出現(xiàn) 。 ? 燃燒時(shí) , 故 一般主要生成 SO2,計(jì)算時(shí)可忽略 SO3。 ? 二 、 SOx的控制 ? 重油脫硫 ? 重油脫硫常用的方法：在鉬 、 鈷和鎳等的金屬氧化物催化劑作用下 ， 通過高壓加氫反應(yīng) ，加斷碳與硫的化合鍵 ， 以氫置換出碳 ， 同時(shí)氫與硫作用形成 H2S， 從重油中分離出來 。 ? ? 重油脫硫的困難 : ? (1)要徹底加工燃料 ， 破壞了原來的組織 。 ? （ 2） 產(chǎn)生新的產(chǎn)物：固 、 液 、 氣態(tài)物 。
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