火电厂烟气脱硫技术理论与原理

（一）二氧化硫的物化特性

硫的氧化物有5种：SO、S203、S02、S03、S04。其中最重要的是SO2和SO3。

1.二氧化硫

S02是无色有强烈刺激性气味的气体。S02的基本性质见表1 - 1，不同温度下S02的物理性质见表1-1, S02在水中的溶解度见表1 - 2。

S02分子结构为角状，0-S-0键角12°，S-0键长0.143nm。分子中的S原子呈SP2杂化态，在不成键的杂化轨道中有一对孤电子对。两个S-0键具有双键特征。在S02分子中，S的氧化值为+4，介于其最低和最高氧化值（-2和+6)之间。因此，S02既可作为氧化剂，也可用作还原剂，不过主要是还原性。

S02易溶于水，根据对S02水溶液的光谱研究，认为其中主要物质为各种水合物S02·nH20，根据不同浓度、温度和pH值，存在的离子有H3O+、HS03-、S2O52-，还有痕量的S032-。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，呈弱酸性。

S02+ H20 = H2S03

亚硫酸的酸性远比硫酸弱，在水溶液中，除H+和HS03-T外，只有少量的SO32-。

H2S03 = H+ + S03    K1=1.7x 10-2"

HS03" = H+ +S032-    K2=5.6x10-8

亚硫酸是二元酸，与碱作用生成酸式盐和正盐两种，分别称为亚硫酸氢盐和亚硫酸盐（MHS03，M2S03，M为一价金属元素）。在亚硫酸盐中，除了碱金属和铵的盐以外，几乎所有其他正盐均难溶于水，而所有的酸式盐都易溶于水。与S02类似，亚硫酸和亚硫酸盐的氧化性不及还原性突出，而亚硫酸盐的还原性比亚硫酸强，空气中的氧就能将 它氧化成硫酸盐。

2.三氧化硫

S03是由S02催化氧化而得。它是无色的易挥发固体，熔点为16.8℃，沸点为44.84℃，密度在-10℃时为2.29g/cm3，20℃时为1.92g/cm3。S03蒸气状态下分子结构为平面三角形，键角120°，S-0键长0.143nm,具有双键特征，其中原子呈sp2杂化 态。固体S03有两种形态：纤维状（S03)n和冰状结构的三聚体（S03 )3。

S03是强氧化剂，因其中S原子处于最高氧化态（+6）。S03能与不溶解的碱性或两性氧化物作用，生成可溶性盐。

S03与水作用生成H2S04，同时放出大量热：

S03 + H20 → H2S04 + 79.55kJ