α-Fe2O3表面SO2吸附及SO3催化生成的密度泛函分析
2020-12-21王永兵戴高峰单志亮王学斌尤红军谭厚章
洁净煤技术 2020年6期
王永兵,戴高峰,单志亮,王学斌,尤红军 ,谭厚章
(1.新疆维吾尔自治区特种设备检验研究院,新疆 乌鲁木齐 830004;2.西安交通大学 能源与动力工程学院,陕西 西安 710049)
0 引 言
燃煤电厂运行会排放大量SO2和少量SO3,湿法脱硫工艺作为主流工艺能够脱除95%左右的SO2,但无法有效脱除SO3。SO3可造成酸雨、有色烟羽、管路腐蚀、颗粒物排放等问题,危害环境且不利于电厂的安全运行。当SCR模块出现NH3逃逸时,导致空气预热器腐蚀、堵塞,降低换热面的换热效率,还会显著提高排烟温度及酸露点,降低锅炉热效率,增加煤耗;此外,还会腐蚀除尘器,降低除尘效率;对于Hg脱除产生负面影响;排烟不透明度下降。SO3具有强烈刺激性气味,腐蚀性较强,人体吸入时,会导致呼吸道灼伤,引发支气管炎、肺气肿等疾病,危害人体健康。因此,有必要研究SO3的生成机理,对SO3进行治理[1]。
煤中硫元素以有机硫、无机硫、元素硫等形式存在。煤中可燃性的有机硫化物受热分解,释放出S2、H2S 和COS 等,在氧化性气氛下氧化燃烧生成SO2。煤燃烧过程中,元素硫在高温下被直接氧化为SO2。无机硫化合物中的FeS主要存在于焦炭中,氧化燃烧后释放出SO2[2],SO2进一步氧化生成SO3,煤燃烧过程中SO3的形成主要由均相气相转化、飞灰催化、锅炉管壁金属氧化物催化3种因素主导。煤中有机硫和无机硫首先在高温下氧化生成SO2,SO2经进一步氧化生成SO3。影响SO3生成的主要因素有:O2浓度、SO2浓度、活性金属元素催化等[3]。目前,关于气相转化研究已较成熟,主要的生成路径如反应(1)~(5)所示。……
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