常壓濕法治理化學(xué)工業(yè)中氮氧化物廢氣的研究

1、常壓濕法治理化學(xué)工業(yè)中氮氧化物廢氣的研究1、概述氮氧化物及其來源氮氧化物包括N20、NO、N02、N203、N204、N205等，用NOx表示。D一氧化二氮一氧化二氮，N20,分子量44. 01,是無色有甜味的氣體，不易被空氣中的氧所氧化。 液體的一氧化二氮無色、透明，易流動(dòng)，固態(tài)則為無色針形結(jié)晶。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，一氧化二氮?dú)怏w的密度1. 450kg/m3,臨界溫度為36. 5,臨界壓 力為7. 17MPa,沸點(diǎn)為.90. 7,冰點(diǎn)為.102. 73。一氧化二氮能溶于水，但是不能 與水反應(yīng)，能助燃，是一種氧化劑，有麻醉作用，有“笑氣”之稱，當(dāng)超過560c時(shí)，能 迅速分解為氮和氧。2) 一氧化氮一

2、氧化氮，N0,分子量30. 01,是無色氣體，易與氧化合，但溫度高于670C時(shí)則不 能，在常溫下與氧混合能生成棕黃色的二氧化氮?dú)怏w。一氧化氮與二氧化氮在常溫下相遇, 即生成三氧化二氮。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，一氧化氮?dú)怏w密度為1. 340kg/m3,在常壓下當(dāng)溫度低達(dá)-151. 4時(shí)，即冷凝成無色液體，臨界溫度為-94時(shí)，臨界壓力為6.47MPa, 沸點(diǎn)為-151. 2,冰點(diǎn)為T61C,當(dāng)溫度為-156C時(shí),液體密度為1. 277kg / Lo3)二氧化氮二氧化氮，N02,分子量46. 01,紅棕色氣體，有毒。有刺激性氣味，其特點(diǎn)是在氣相 狀態(tài)下有迭合作用，生成四氧化二氮，并為可逆反應(yīng)。降低溫度，提高壓

3、力，反應(yīng)向四氧 化二氮方向進(jìn)行。二氧化氮與四氧化二氮總是呈平衡狀態(tài)，其平衡濃度依溫度而定。二氧化氮在溫度高于600C時(shí)，能分解為一氧化氮和氧氣，二氧化氮與水反應(yīng)，生成 硝酸和一氧化氮。4)四氧化二氮四氧化二氮，N204,分子量92. 01,它是由N02迭合而成，氣態(tài)、固態(tài)和純液態(tài)為無 色。隨著溫度的升高，二氧化氮增多，顏色變深，從褐色到赤紅色，在大氣壓力下將其冷 卻到21.15C時(shí)，即冷凝成密黃色液體，達(dá)10時(shí)變成淡黃色，再冷卻到-IL 2c時(shí)，則 變?yōu)闊o色晶體。液態(tài)四氧化二氮的密度(T0C)為1512. 4kg/m3,而固態(tài)在-79時(shí)為1896. 0 kg/ m3,液相比熱容在-10 20之

4、間為L38kJ/ (kg ),臨界溫度為158C ,臨界壓力為 lOMPao 5)三氧化二氮三氧化二氮，N203,分子量76. 01,是紅棕色有毒氣體。它在常溫下不穩(wěn)定，當(dāng)溫度 為3.5C時(shí)，即冷凝為藍(lán)色的液體，并迅速分解為一氧化氮和二氧化氮。當(dāng)溫度為-27C時(shí), 三氧化二氮為深藍(lán)色液體，溫度達(dá)T03C時(shí)，變?yōu)樗{(lán)色結(jié)晶。三氧化二氮的臨界溫度為-125,當(dāng)T95時(shí)固體密度為1782. Okg/ m3, -20時(shí)液體的密度為1476. 0 kg / m3 c 6）五氧化二氮五氧化二氮，N205,分子量108. 01,它是無色晶體，是一種不穩(wěn)定的化合物，結(jié)晶僅 在0以下才穩(wěn)定，是強(qiáng)氧化劑。在清潔的大

5、氣中，NOx的平均體積百分比濃度為3X10。它們主要來自自然界的閃 電、森林或草原火災(zāi)、大氣中的氮的氧化及土壤中微生物的硝化作用，這些NOx均勻的分 散在大氣體系中，且參加環(huán)境中氮循環(huán)，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害。氮氧化物對(duì)人類環(huán)境構(gòu)成危害的污染源是人類活動(dòng)源，主要來自工業(yè)生產(chǎn)的燃料燃燒 （占人類排放總量的90%）和交通運(yùn)輸燃料燃燒的排放，還有部分來自硝酸廠、硫酸廠、氮 肥廠、燃料廠、炸藥廠等生產(chǎn)和應(yīng)用硝酸的工業(yè)部門的排放，這些氮氧化物多數(shù)來自城市 或工業(yè)比較密集區(qū)域的污染源，是造成大氣污染的主要污染源之一。1.2氮氧化物的危害NOx的危害主要包括以下幾點(diǎn)：1）對(duì)人體的致毒作用N0和N02都是有毒性物

6、質(zhì)，對(duì)人類和生物均有危害。N0和血紅 蛋白的親和力比C0與血紅蛋白的親和力大幾百倍，對(duì)生命構(gòu)成巨大威脅，如果動(dòng)物與高 濃度的N0相接觸，可出現(xiàn)中樞神經(jīng)病變，N02的毒性更大，約為N0的45倍，它對(duì)呼吸 器官有強(qiáng)烈的刺激作用及腐蝕作用，能迅速破壞肺細(xì)胞，引起氣管炎、肺炎、肺氣腫、甚 至肺癌，而且對(duì)心臟和腎臟以及造血組織等也有影響。2）對(duì)植物的損害作用氮氧化物對(duì)植物有較大的危害，據(jù)有關(guān)資料介紹，體積百分比濃 度為2. 5X10-6的氮氧化物7小時(shí)就會(huì)使豆類、西紅柿等作物葉子變成白色，許多植物 會(huì)因傷害死亡，此外，氮氧化物能使醋酸纖維、棉紗和人造絲等褪色。3）N0 x是形成酸霧酸雨的主要原因之一 N

7、Ox在大氣中經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)化，可形成硝酸、 硝酸鹽或亞硝酸鹽等酸性雨霧，從而對(duì)大自然構(gòu)成極大的危害4）氮氧化物與碳?xì)浠衔镄纬晒饣瘜W(xué)煙霧N02在波長290430nm的紫外光照射下， 發(fā)生如下反應(yīng)：0（3P）很快與大氣中的02反應(yīng)生成03,當(dāng)大氣中含有碳?xì)浠衔飼r(shí)，其中的烯媒和芳 燒等有機(jī)化合物易與0（3P）、02、03、NO等反應(yīng)生成一系列中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物。中間產(chǎn) 物有很多種自由基,如R（烷基）、物（烷氧基）、RC（O很2（過氧?；┑?最終產(chǎn)物有臭氧、 醛、酮、過氧乙酰硝酸脂（PAN）和過氧苯酰硝酸脂（PBX）等。這些是形成光化學(xué)煙霧污染的 主要成分。光化學(xué)煙霧有強(qiáng)烈的刺激作用，能引起紅眼病

8、、損害植物、降低大氣能見度、 損害物品等。1944年美國洛杉基光化學(xué)煙駕事件和我國蘭州的光化學(xué)煙霧，都與NOx污染 有直接的關(guān)系。5）氮氧化物還參與臭氧層的破壞。2、NOx治理技術(shù)的研究方法和進(jìn)展目前，工業(yè)上氮氧化物廢氣的治理方法較多，普遍采用的有還原法、液體吸收法、生 物法、吸附法和等離子體活化法等幾類。1還原法Robert W Hemquist認(rèn)為，還原法可分為選擇性催化還原法(SCR)、選擇性非催化還原 法(SNCR)、非選擇性催化還原法和催化分解法；也可按催化劑的不同而分為貴金屬催化劑 還原法、過渡金屬催化劑還原法、沸石催化劑還原法、陶瓷及固體金屬催化劑還原法及無 催化劑還原法，目前研究和應(yīng)用比較多的屬于還原法脫硝的工藝主要有以下幾種。1選擇性催化還原法(SCR)選擇性催化還原法(SCR)的原理是在適宜的溫度(一般為250450C)范圍內(nèi)和催化劑 的作用下，使用還原劑有選擇性的將廢氣中的氮氧化物還原為丫2,所用的