这个酸露点(同时酸露点)的烟气(即a燃烧产品气体)是温度,在给定的压力,其中任何气体酸的烟气中会开始压缩进入之内液体酸性。[1][2][3]
在给定压力下,烟气的酸露点通常指烟气被气态酸“饱和”的点,这意味着烟气不能再容纳气态酸。
在许多工业燃烧过程中,烟气通过回收热在排放到气氛从决赛开始烟道气烟囱(通常称为烟囱)。不要将烟气冷却到其酸露点以下,这一点非常重要,因为从烟气中冷凝出来的液体酸会导致严重后果腐蚀用于输送、冷却和排放烟气的设备存在的问题。
化学与机理
硫酸露点
一般来说煤,燃料油,天然气,或生物量主要由气体组成二氧化碳(一氧化碳2)以及水蒸汽(H2O) 以及气体氮(N2)和超额氧气(O)2)进气燃烧剩余空气通常,三分之二以上的烟气是氮气。燃烧烟气也可能含有少量颗粒物,一氧化碳,氮氧化物,以及硫氧化物以气体的形式二氧化硫(销售代表2)和气体三氧化硫(销售代表三). 销售代表三存在,因为SO的一部分2在燃烧过程中形成的硫磺(S)化合物在燃烧过程中,燃料更进一步氧化的至SO三.气相SO三然后结合气相H2O形成气相硫酸H(H)2SO公司4:
(PD)图表:Milton Beychok 典型燃烧烟气的硫酸露点计算值,作为SO的函数三含量和水水蒸气内容[4]
- H(H)2O+所以三→ H(H)2SO公司4
- 水+三氧化硫→硫酸
由于存在气态硫酸,大多数烟气的硫酸露点比水露点烟道气。例如,含12%体积水蒸气且不含酸性气体的烟气的水露点约为49.4°C类(121 °F类). 仅添加4个相同的烟气ppmv公司SO(0.0004体积%)三硫酸露点约为130.5°C(267°F)。
燃烧烟气的酸露点取决于燃烧的特定燃料的成分和烟气的合成成分。下图描述了水蒸气和气态SO的含量三烟气中存在的硫酸会影响烟气的硫酸露点。
给定烟气成分,可以相当准确地预测其酸露点。作为近似值火力发电厂范围约为120°C至150°C(250至300°F)。
其他酸露点
亚硫酸
烟气中的一些二氧化硫也会与烟气中的水蒸气结合,形成气相亚硫酸(小时2SO公司三):
- H(H)2运营+销售2→ H(H)2SO公司三
- 水+二氧化硫→亚硫酸
硝酸
烟道气中的氮来自燃烧空气以及燃烧燃料中所含的氮化合物。少量氮被氧化成气态二氧化氮(NO2)然后一些气相氮氧化物与水蒸气结合形成气相硝酸(HNO三):
- 小时2操作+否2→ H(H)2不三
- 水+二氧化氮→硝酸
盐酸
一些烟气也可能含有气体盐酸(HCl)来源于氯化物燃烧燃料中的化合物。例如,城市固体废物含有氯化物化合物,因此含有来自城市固体废物的烟气焚烧炉可能含有气态盐酸,如果这些烟气被冷却到低于盐酸的酸露点的温度,则会凝结成液态盐酸。
酸露点预测
这些方程可用于预测典型燃烧产物烟气中最常见的四种酸的酸露点:
硫酸(H2SO公司4)露点: [5][6]
- (1)
![{\显示样式1000/T=1.7842\,-\,0.0269\,\log_{10}\,(P_{mathrm{H_{2} O(运行)}})\,-\,0.1029\,\log_{10}\,(P_{mathrm{SO_{3}})_{2} O(运行)}})\,\log_{10}\,(P_{mathrm{SO_{3}})}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/4b5b6cb824a5e7df2051b31bc44cf756c8f4301a)
- 或此等效形式:[2][4][7]
- (2)
![{\显示样式1000/T=2.276\,-\,0.02943\,\log_{e}\,(P_{mathrm{H_{2} O(运行)}})\,-\,0.0858\,\log_{e}\,(P_{mathrm{SO_{3}}})_{2} O(运行)}})\,\log_{e}\,(P_{\mathrm{SO_{3}})}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/7e659389eef9bb55ab7c6718746fb84da257b36b)
亚硫酸(H2SO公司三)露点: [2][7][8]
- (3)
![{\显示样式1000/T=3.9526\,-\,0.1863\,\log_{e}\,(P_{mathrm{H_{2} O(运行)}})\,+\,0.000867\,\log_{e}\,(P_{mathrm{SO_{2}}})_{2} O(运行)}})\,\log_{e}\,(P_{\mathrm{SO_{2}})}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/80de43ecfa155f9fd0532eb123399ab27df98816)
盐酸(HCl)露点: [2][7][8]
- (4)
![{\显示样式1000/T=3.7368\,-\,0.1591\,\log_{e}\,(P_{mathrm{H_{2} O(运行)}})\,-\,0.0326\,\log_{e}\,(P_{mathrm{HCl}})_{2} 哦}})\,\log_{e}\,(P_{mathrm{HCl}})}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3abb2906810957183d715880dc13977b55e2845a)
硝酸(HNO三)露点: [7][8]
- (5)
![{\displaystyle 1000/T=3.6614\,-\,0.1446\,\log{e}\,(P_{\mathrm{H_{2} O(运行)}})\,-\,0.0827\,\log_{e}\,(P_{mathrm{HNO_{3}})_{2} O(运行)}})\,\log_{e}\,(P_{mathrm{HNO_{3}})}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/f20a6c870715692b390f6d8c49e4270e4eed5708)
哪里:
|
=指示酸的酸露点温度,(K) |
|
=分压, ( 自动取款机对于方程式1和毫米汞柱对于方程2、3、4和5) |
与公布的测量数据相比,方程式3、4和5预测的酸露点在6以内凯尔文斯,对于方程式1和2,在9 kelvins以内。[2]
烟气中三氧化硫含量的预测
从上述烟气硫酸露点方程式可以看出,需要烟气中三氧化硫的分压。给定烟道气的总压力和烟道气中三氧化硫的体积百分比,可以容易地确定该分压,因为气体混合物的任何组分的分压可以通过简单地将总气体压力乘以气体混合物的组分体积分数来获得。
通过理论计算确定烟气中三氧化硫的体积百分比是相当困难和不可靠的。然而,烟气中二氧化硫的体积分数可以通过假设燃烧燃料中90%或更多的硫在燃料燃烧时被氧化为气态二氧化硫来确定。通常认为,大约1%至5%的二氧化硫将进一步氧化为三氧化硫。换句话说,如果烟气中的二氧化硫被确定为0.3体积百分比,并且假设其中3%将进一步氧化为三氧化硫,那么烟气中三氧化硫的体积分数将为(0.003)(0.03)=0.00009,如果烟气压力基本上为1 atm(760 mmHg),三氧化硫的分压为(0.00009)(760)=0.0684 mmHg。
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