1.3 Оксиды серы.

Содержащаяся в топливе сера является источником образования оксидов серы SO_V: сернистого SO, и серного SO₃ ангидридов. Сум­марный массовый выброс SO_V зависит от содержания серы в топливе S^p.

Сера S в твердых топливах может содержаться в трех видах: ор­ганическая S , колчеданная S_K и сульфатная S_c. Органическая сера входит в состав сложных высокомолекулярных органических соеди­нений топлива. Колчеданная сера представляет собой ее соединения с металлами (чаще железный колчедан FeS-,) и входит в минераль­ную часть топлива. Сульфатная сера входит в минеральную часть топлива в виде сульфатов щелочных металлов (CaSO₄ и MgSO₄) и поэтому в процессе горения дальнейшему окислению не подверга­ется и переходит в золу. В состав газообразных топлив сера входит только в виде сероводорода H₂S или сернистого ангидрида SO-,. Се­ра в мазуте входит главным образом в состав сероорганических со­единений и в меньшей степени она присутствует в виде сероводоро­да H₂S и серы элементарной.

Часть S0₂ (1—5 %) затем доокисляется до серного ангидрида SO₃ в ходе гомогенных реакций непосредственно при горении топлива

,

а также в результате протекания гетерогенных реакций окисления SO₂ на поверхностях нагрева с участием катализаторов, которыми могут быть V₂O₅, Fe₂O₃:

Образование оксидов серы при сжигании сернистых топлив в то­почных устройствах паровых котлов в основном происходит на на­чальном участке факела. Наиболее высокие концентрации SO₃, в не­сколько раз превышающие равновесные, наблюдаются в непосредст­венной близости от горелки. Конечная концентрация серного ангид­рида SO₃ в продуктах сгорания не превышает тысячных долей про­цента и зависит от состава топлива, режима горения, конструкции котла и состояния поверхностей нагрева Как правило, доля SO₂, составляет 97—99 %, а доля SO₃ — I—3 % от суммарного выхода SO_rх Фактическое содержание SO₂ в уходящих из котлов га­зах колеблется от 0,08 до 0,6 % об., а концентрация SO₃ — от 0,0001

до 0,008 % об.

В процессе сжигания топлива сера переходит не только в дымовые газы но может, от­части, связываться твердыми продуктами сгорания: золой и шлаком при сжигании угля, кок­сом и золовыми отложениями при сжигании мазута. Поэтому концентрации в газах по длине газового тракта котла мо­гут изменяться.

Оксиды серы являются од­ними из основных загрязните­лей атмосферы.

Сернистый ангидрид SO, газ с острым запахом. При вдыхании раздражает дыхательные пути, нарушает обменные и ферментативные процессы. При концентрации SO₂ в атмосферном воздухе 0,08 мг/м ³ ощущается дискомфорт у лю­дей. Наиболее чувствительными к SO₂ являются хвойные деревья, у которых наблюдается процесс увядания, при содержании SO₂ в воз­духе, начиная с 0,08-—0,23 мг/м ³ . Присутствие сернистого ангидрида совместно с дымом и сажей в атмосферном воздухе (при высокой влажности последнего) является причиной образования в промышлен­ных центрах смогов в утренние часы. Продолжительность нахождения SO₂ в атмосфере сравнительно невелика (от 2—4 до 15—20 сут). За это время происходит его полное окисление до SO₃, которое проте­кает значительно быстрее под действием солнечного света. (1.12)

Серный ангидрид (или триоксид серы) SO₃ является бесцветным газом, раздражающим дыхательные пути. Во влажном воздухе обра­зует туман (аэрозоль) серной кислоты, которая активно разрушает конструкции, здания и оборудование.