黑液燃烧过程分哪几个相关的阶段?这几个阶段主要的反应是什么?

题目

黑液燃烧过程分哪几个相关的阶段?这几个阶段主要的反应是什么?

参考答案和解析
正确答案: 硫酸盐法黑液的燃烧过程可分为三个阶段:
①黑液蒸发干燥阶段;
②有机物的热裂解和炭化以及无机物的硫酸盐化阶段;
③无机物熔融以及补加芒硝的还原阶段。
在第一阶段中,入炉黑液在热炉气的作用下进一步干燥至水分含量达10%-15%时,形成黑灰。烟气中所含的SO2、SO3以及CO2与黑液中的活性碱及有机结合钠等起化学反应;黑液中的游离NaOH和大部分的Na2S都转变为Na2CO3、Na2SO3、Na2SO4和Na2S2O3等。
在第二阶段中,黑灰最后剩下的水分逐渐被蒸发掉,温度迅速升高到400℃左右时,有机物快速分解为CH3OH、CH3COOH、CH3SH、H2S、酚、低分子的醛酸以及结构复杂的烷基硫化物等有机气体,并与进入炉膛的二次风和三次风混合后发生气相燃烧,生成CO2、H2O、CO、H2S、SO2、SO3等气体。还有一部分有机物发生碳化作用,变成元素碳,供芒硝还原用。另外,与有机物结合生成的钠化合物也发生分解反应,生成Na2CO3。热解后的剩余无机物中主要成分是Na2CO3和Na2S,部分有机物结合钠和硫经反应后变成Na2S、Na2SO3和Na2S2O3等。燃烧过程中,即使操作工艺条件控制合适,也约有50%的有机物结合硫可能在热分解时转化为无机硫化物,所以燃烧过程中硫损失量很大。
在第三阶段中,在高温下无机物熔融,同补加的芒硝发生的主要反应是:Na2SO4+4C==Na2S+4CO↑。足够高的温度和足量的元素碳存在,是保证芒硝还原反应顺利进行的重要条件。