硫氧化物在大气污染控制工程中的影响

1.燃料中硫的氧化机理

燃烧中硫氧化物的形成，可以分成燃料中可燃性硫（元素硫、硫化物和有机硫）在燃烧过程中与氧反应氧化到SO2，SO2氧化到SO3和SO3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物H2S、CS2、羰基硫（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，第二个阶段决定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、取代和氧化转化为SO2。

主要的硫氧化产物是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，还有一些其他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。故一般主要生成SO2，计算时则忽略SO3。

2.SO2和SO3之间的转化

低浓度的SO3，通过下列反应（2-6）产生，在高温下又通过反应式（2-7）（2-8）（2-9）被消耗。

在炽热反应区，原子态O浓度很高，反应（2-6）和反应（2-7）起支配作用。SO3主要在贫燃条件下产生，经估算，SO3为SO2的0.1%～0.5%。受热面和金属氧化物的催化作用可以大大提高SO3的浓度。在富燃料状态下，SO2向SO3的转化基本上被抑制了。(www.xing528.com)

燃烧后烟气中的水蒸气可能与SO3结合生成H2SO4，转化率为

从图2-3、图2-4可以看出转化率与温度密切相关，温度越低，转化率越大。当温度低110℃时，SO3几乎全部与水蒸气结合成H2SO4蒸气。H2SO4蒸气的存在使烟气的露点（也称酸露点）显著提高。H2SO4浓度越高，酸露点越高，越容易引起管道和空气净化等设施的腐蚀。

图2-3　SO3向H2SO4的转化率与温度的关系

图2-4　酸露点与SO3浓度的关系

据估计，全球从燃烧系统排入大气的含硫化合物中硫的总量约9.3×107t/a，其中70%从燃用化石燃料的发电厂排出。进入大气中SOx转化成MeSO4、硫酸烟雾等。硫的氧化产物不仅造成大气污染，而且由于它们的腐蚀性，会引起燃气轮机和其他工业动力装置中一些严重的物理问题，也可能影响氮氧化物的形成，必须加以控制。