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1、www.islide.cc1第二节 硫氧化物的形成与防治第十章 燃烧污染物的形成与防治l燃料中的硫主要包括有机硫和无机硫。二、硫氧化物的形成与防治l气体燃料中的硫含量较少，主要是H2S，一般在0.5%以下。H2S比较容易从燃料中脱除。因此，气体燃料属于清洁燃料，燃烧造成的污染小。l液体燃料中的硫小部分为无机硫，大部分为硫与碳、氢、氧等元素组合的复杂有机化合物。原油炼制会使含硫化合物浓缩，轻质馏分含硫量少，硫的结构简单，重质馏分含硫量更多，结构复杂。轻柴油的硫含量不大于0.2%，汽油不大于0.15%。l固体燃料中的硫含量变化较大，约0.211%。煤中的无机硫含量比液体燃料大，主要组分是黄铁矿。煤
2、中的有机硫的结构则更为复杂。二、硫氧化物的形成与防治l燃烧产生的SOx起源于燃料中的硫，特别是可燃性硫在燃烧中向SOx的转化率几乎是100%。l无机硫转化为SO2的路径比较复杂。黄铁矿（FeS2）燃烧生成SO2的反应在温度高于400时为：FeS2+O2FeS+FeSO4+Fe2（SO4）3+SO2+Fe2O3l温度超过500时，反应为：FeS2+O2SO2+Fe2O3；FeS2+O2FeSO4+Fe2（SO4）3+SO2+Fe2O3lFe2（SO4）3的分解反应在650以上反应速度非常快，为：Fe2（SO4）3SO3+Fe2O3 二、硫氧化物的形成与防治l有机硫的存在形态和反应机理目前还不是很
3、清楚。一般认为：低温下带有C-S、S-H链式键的硫化合物发生分解，再与氧反应生成SO2；高温下多环噻吩类化合物发生分解，再与氧反应生成SO2；l硫转变为SOx的反应可以统一表示为：S+O2SO2；l当有过剩的氧时，烟气中的SO2部分有可能继续氧化成SO3，再氧化反应较慢。一般燃烧条件下，SO2向SO3的转化率约为0.5%7%，转化率的大小主要取决于原子氧的浓度、火焰长度、炉内积灰及金属管壁的催化作用。二、硫氧化物的形成与防治l硫氧化物的控制l减少SOx的排放有两条基本途径，一是减少SOx生成总量，一是脱除产生的SOx。硫的反应性能极其活跃，无法利用燃烧技术从根本上减少SOx的排放。l脱硫技术可
4、以分为燃烧前脱硫（选煤技术）、燃烧中脱硫（洁净型煤、洁净配煤及循环流化床燃烧脱硫）和燃烧后脱硫（烟气脱硫）。二、硫氧化物的形成与防治1.燃烧前脱硫l燃烧前脱硫是指在燃料的生产地或加工厂，不改变燃料形式，对含硫量高的燃料进行脱硫处理。l气体燃料脱硫主要采用物理吸附和化学吸收方法脱除H2S。l液体燃料脱硫是在石油炼制过程中采用加氢脱硫等工序。l固体燃料（煤）脱硫是选煤过程中的一道工序。选煤是通过物理或化学方法将煤中的含硫矿物（黄铁矿）和煤矸石等杂质除去以提高煤质量，可除去原煤中的30%40%的硫分。二、硫氧化物的形成与防治2.燃烧中脱硫l燃烧中脱硫是指在燃料燃烧过程中添加脱硫剂脱除燃烧产生的SO2
5、。l燃烧中脱硫技术包括型煤固硫技术、配煤技术、流化床燃烧脱硫技术和炉内喷钙脱硫技术。（1）型煤固硫l型煤固硫的基本原理是使用机械方法将粉煤和脱硫剂混合并制成具有一定强度且块度均匀的固体形块。（2）流化床燃烧脱硫技术l流化床燃烧脱硫技术是指在炉内加入脱硫剂，脱除煤燃烧产生的SO2。l脱硫剂与飞灰一起，能够经飞灰高温分离器返回炉膛内循环利用，延长脱硫剂的反应时间，获得更高的脱硫效率和脱硫剂利用率。二、硫氧化物的形成与防治l脱硫剂常用石灰石（CaCO3）或白云石（MgCO3）等，脱硫剂在炉内高温作用下分解，并与烟气中的SO2和氧发生反应，生成硫酸钙或硫酸镁。二、硫氧化物的形成与防治（3）炉内喷钙脱硫
6、技术l炉内喷钙脱硫技术（FSI）的反应机理仍然是钙基脱硫。l炉内直接喷钙脱硫技术是将脱硫剂直接喷入炉内温度为10501150的区域，利用炉内高温实现钙基脱硫剂的煅烧和脱硫反应。l石灰石首先在高于750的条件下快速焙烧形成氧化钙，然后氧化钙在8001200的温度范围内与SO2进行反应。二、硫氧化物的形成与防治3.燃烧后脱硫燃烧后脱硫是指燃烧完成后，利用各种技术脱除烟气中的SO2。燃烧后脱硫与燃烧过程没有直接关系。燃烧后脱硫具有更高的脱硫效率、较低的脱硫成本。烟气脱硫技术的分类方法很多，例如：l按脱硫剂分类：钙法（石灰石/石膏法）、氨法、镁法、钠法，碱铝法、氧化铜/锌法、活性炭法、磷铵法等；l按脱硫产物是否回收利用分类：回收法和抛弃法；l按烟气净化原理分类：吸收法、吸附法、催化氧化法和催化还原法；l按脱硫过程和脱硫产物的干湿状态分类：湿法和干法/半干法。