以硫化矿为原料进行的有色金属冶炼过程会产生大量的SO2,这些SO2在熔炼过程以及烟道中有一部分会被氧化成SO3。SO3会与烟道中的水蒸气结合生成硫酸,含有酸雾的烟气经过余热锅炉换热后,温度降低生成硫酸,对余热锅炉以及收尘设备造成严重腐蚀,因而有色冶炼源烟气内SO3的抑制与消除逐渐成为行业发展一个亟待解决的问题。烟气中的SO2经净化除尘后送去制酸,目前抑制冶炼烟气中SO3浓度所采用的方法很难实现在保留SO2的同时除去源烟气内的SO3,并且还存在着不同程度的能耗高、投入成本大、产生二次污染、脱硫产物难处理等技术难题。为了直接源头抑制和脱除有色冶炼源烟气内的SO3,提出从研究有色冶炼烟气内SO2向SO3转化的机理及过程出发,进而研发适用于有色冶炼行业的源头抑制和脱除源烟气SO3的技术和手段。本文重点对有色冶炼烟气内SO2向SO3转化过程中的基础科学问题进行研究。首先,通过热力学计算对有色冶炼熔炼炉以及烟道内SO2的热力学行为进行研究。通过FactSage 7.2软件的Reaction模块进行吉布斯自由能计算以及Equilib模块绘制反应体系多元热力学平衡图这两种手段结合,对有色冶炼烟道的SO2-O2-H2O-N2气相体系进行热力学平衡研究,重点考察气相组成、温度等因素对平衡烟气中SO3含量的影响规律,为S02催化转化试验的展开提供理论依据。结果表明:初始02含量对烟气平衡组分影响较大,初始S02含量对烟气平衡组分影响可以忽略不计,初始CO2含量、初始H2O含量对烟气平衡几乎没有影响;在400～1100℃内,初始O2含量的增加能明显促进SO2向SO3的转化,而初始SO2含量的增加对SO3生成贡献不大,在1100～1300℃内,SO3不能稳定存在,抑制冶炼烟气中的O2含量来减少SO3生成效果更加明显。其次,采用单因素试验分别研究了均相试验条件下以及飞灰中存在的多种金属氧化物氧化条件下,SO2浓度、O2浓度、温度对SO2氧化转化率的影响规律,结果表明:Fe2O3、CuO、Al2O3、ZnO、CaO这5种纯物质的加入对SO2的转化有明显促进作用,Fe2O3对SO2的促进效果最明显;不同温度下,金属氧化物促进S02转化的能力进行排序:Fe2O3>CuO>CaO>ZnO>Al2O3。最后,在固相催化实验平台研究铜、铅、锌冶炼飞灰对SO2催化氧化特性,并结合有色冶炼工艺的特点,得出以下结论:铜冶炼飞灰中促进SO2转化的金属氧化物有Fe2O3、Al2O3、ZnO、CaO,其中起主要作用的物质为Fe2O3。为了抑制铜冶炼烟道中SO3的生成,应该减少飞灰中Fe2O3的含量;铅冶炼飞灰中促进SO2转化的金属氧化物有Fe2O3、ZnO、CuO,其中起主要作用的物质为Fe2O3和CuO,为了抑制铅冶炼烟道中SO3的生成,应该减少飞灰中Fe2O3和CuO的含量;锌冶炼飞灰中促进S02转化的金属氧化物有Fe2O3、Al2O3、ZnO、CaO、CuO,其中起主要作用的物质为Fe2O3和ZnO,为了抑制锌冶炼烟道中SO3的生成,应该减少飞灰中Fe2O3和ZnO的含量。