烟气脱硫基础及干法脱硫(本科).ppt

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1、第一章：烟气脱硫技术基础第一节二氧化硫的物理化学基础硫的氧化物有5种：SO、S2O3、SO2、SO3、SO4SO2是无色有强烈刺激性气味的气体；SO2易溶于水，以各种水合物SO2·nH2O形式存在，根据不同的浓度、温度和pH值，存在的离子有H3O＋、HSO3-、S2O52-，还有少量的SO32-。在常温下，1体积水可溶解40体积S02，约相当于质量分数为10%的溶液呈酸性。SO2+H2O=H2SO3亚硫酸的酸性远比硫酸弱，在水溶液中，除H+和HSO3-外，只有少量的SO32-H2SO3==H++HSO3-

2、HSO3-==H++SO32-亚硫酸是二元酸,与碱作用生成酸式盐和正盐两种,分别为亚硫酸氢盐和亚硫酸盐(MHSO3,M2SO3)三氧化硫SO3是SO2催化氧化而得,它是无色的易挥发固体,三氧化硫与水作用生成H2SO4,同时放出大量的热。SO3+H2O→H2SO4+79.55Kj二、烟气脱硫的化学基础SO2既有氧化性，又有还原性，同时很多盐类和吸附剂，如碱盐类、碱土化合物、金属氧化物及活性炭等对SO2有吸附作用。烟气脱硫工艺的化学基础就是利用SO2的这些特性进行的。（一）与水和碱的化学基础SO2溶于水的同时

3、生成H2SO3，而硫的化合价不变：SO2+H2O==H2SO3此反应是可逆反应，H2SO3只能存在于稀释的水溶液中，不能以游离态分离出来，温度上升时反应向左移动。SO2不仅与可溶性碱及弱酸盐在水溶液中最容易反应，而且与难溶性碱和弱酸盐如Ca(OH)2、CaCO3、Mg（OH）2也易于反应。这时首先生成亚硫酸盐,随后亚硫酸盐即被碱中和。生成亚硫酸盐或亚硫酸氢盐，如与NaOH反应：2NaOH+SO2Na2SO3+H2ONaSO3+SO2+H2O2Na2HSO3亚硫酸和亚硫酸盐不稳定，能被空气中的氧逐渐氧化为硫

4、酸和硫酸盐：2H2SO3+O22H2SO42Na2SO3+O22Na2SO4（二）与氧化剂反应SO2与氧化剂反应生成六价硫化合物，气态SO2直接同O2生成SO3的反应进行得很慢：SO2+1/2O2SO3利用催化剂可加速反应，在水介质中SO2经催化剂的作用被氧化得相当快，并生成H2SO4：SO2+H2O+1/2O2H2SO4各种强氧化剂如臭氧、过氧化氢、硝酸、氧化氮等溶液与SO2均能迅速反应，并都生成酸。（三）与还原剂的反应在各种还原剂的作用下SO2可以还原成原素硫或H2S（在某些情况下，还原只进行到硫或硫

5、酸盐），还原过程也根据反应条件而定。①氢随温度的不同可使SO2还原成元素硫或H2SSO2+2H2S+2H2OSO2+3H2H2S+2H2O②不同的金属（铁、镁、铜、镉等）还原SO2SO2+3Me==MeS+2MeO③在高温下SO2被煤、一氧化碳和甲烷还原成元素硫SO2+C==S+CO2SO2+2CO==S+2CO22SO2+CH4==2S+CO2+2H2O（一）、煤中硫的赋存形态煤中无机硫来自矿物质各种含硫化合物，包括硫铁矿硫和硫酸盐硫，以黄铁矿硫（FeS2）为主，还有小量的白铁矿（FeS2）、砷黄铁矿（

6、FeAsS、黄铜矿（CuFeS2）、石膏（CaSO4·2H2O）、绿矾（FeSO4·7H2O）、方铅（PnS）、闪锌矿（ZnS）等。有机硫的化学结构十分复杂，至今对煤中的有机硫的认识还不够充分，但大体上测定出煤中有机硫以五种结构的官能团存在煤中。S在煤中的赋存形态及硫氧化物的生成原理黄铁矿（FeS2）、白铁矿（FeS2）（含硫53.4%）硫化合物砷黄铁矿（FeAsS）磷黄铁矿（Fe1-XS）黄铜矿（CuFeS2）无机硫石膏（CaSO4·2H2O）硫酸盐硫绿矾（FeSO4·7H2O）重晶石（BaSO4）煤中

7、的硫硫醇或醚基化合物（R-SH）硫醚（R-S-R）有机硫二硫醚羧（R-S-S-R）噻吩类杂环硫化物硫醌化合物元素硫根据能否在空气中燃烧，煤中硫可分为可燃硫和不可燃硫。有机硫、硫铁矿硫和单质硫都能在空气中燃烧，属于可燃硫。在煤炭燃烧过程中不可燃硫残留在煤灰中，所以又称固定硫，硫酸盐就属于固定硫。煤中各种形态硫的总和称为全硫（St），即硫酸盐硫（Ss）、硫铁矿硫（Sp）、单质硫（Se1）和有机硫（S0）的总和：St=Ss+Sp+Se1+S0全硫煤中的硫可分为四种形态，即黄铁矿硫（FeS2）、硫酸盐硫（CaSO

8、4·2H2O，FeSO4·2H2O）、有机硫（CXHYSZ）及元素硫。其中，黄铁矿硫和有机硫及元素硫是可燃硫，可燃硫占煤中硫分的90%以上。硫酸盐硫是不可燃硫，占煤中硫分的5%~10%，是煤的灰分的组成部分。SO2的生成反应：（1）黄铁矿硫的氧化在氧化性气氛中，黄铁矿硫（FeS2）直接氧化生成SO2：4FeS2+11O2→2Fe2O3+8SO2(1-1)在还原性气氛中，例如在煤粉炉为控制NOX生成而形成的富燃料区。FeS2→F