《硫和氮的氧化物》課件2

硫和氮的氧化物硫和氮的氧化物是重要的空氣污染物，對環(huán)境和人類健康造成重大影響。本課件將深入探討這些氧化物的化學性質(zhì)、來源、環(huán)境影響和控制方法。by課程目標理解硫和氮的氧化物學習硫和氮的氧化物的基本性質(zhì)和重要反應了解硫和氮氧化物對環(huán)境的影響掌握硫和氮氧化物的控制技術學習脫硫和脫硝技術了解工業(yè)生產(chǎn)中控制硫和氮氧化物的措施硫和氮的化學性質(zhì)硫硫是黃色的非金屬元素，在自然界中以單質(zhì)和化合物兩種形式存在。硫主要以硫化物礦石和硫酸鹽礦石的形式存在。氮氮是無色、無味、無臭的氣體，在常溫常壓下是惰性氣體。氮氣約占空氣體積的78%，是地球大氣中含量最多的氣體。硫的主要氧化物二氧化硫(SO2)無色氣體，有刺激性氣味，易溶于水。是酸雨的主要來源之一。三氧化硫(SO3)無色液體，有強烈的刺激性氣味。是制備硫酸的重要原料。二氧化硫的制備和性質(zhì)1工業(yè)制備硫磺燃燒2實驗室制備亞硫酸鹽與強酸3主要性質(zhì)無色氣體，有刺激性氣味4溶于水形成亞硫酸5強氧化劑可被氧化為三氧化硫二氧化硫是一種重要的工業(yè)原料。在工業(yè)生產(chǎn)中，二氧化硫主要通過燃燒硫磺來制備。實驗室制備二氧化硫的方法是將亞硫酸鹽與強酸反應。二氧化硫的環(huán)境影響二氧化硫是一種有毒氣體，會對環(huán)境造成嚴重危害。它會引起酸雨，污染空氣，損害植物，對人體健康造成不良影響。1M酸雨二氧化硫與大氣中的水和氧氣反應生成硫酸，導致酸雨。10M呼吸道疾病二氧化硫會刺激呼吸道，加重哮喘等呼吸系統(tǒng)疾病。10%植物損傷酸雨會使土壤酸化，破壞植物生長，導致森林枯萎。硫酸的制備過程1接觸法二氧化硫與氧氣反應生成三氧化硫2吸收三氧化硫溶于濃硫酸生成發(fā)煙硫酸3稀釋發(fā)煙硫酸加水稀釋成硫酸4精制去除硫酸中的雜質(zhì)接觸法是目前工業(yè)生產(chǎn)硫酸的主要方法，以二氧化硫為原料，經(jīng)過接觸氧化、吸收和稀釋等步驟制得硫酸。具體步驟包括：二氧化硫與氧氣在催化劑的作用下反應生成三氧化硫，然后將三氧化硫溶解在濃硫酸中生成發(fā)煙硫酸，最后將發(fā)煙硫酸加水稀釋成硫酸，并進行精制去除雜質(zhì)。硫酸的性質(zhì)和應用1強酸性硫酸是強酸，具有很強的腐蝕性，可以和多種金屬反應生成硫酸鹽。2吸水性硫酸具有吸水性，可以用作干燥劑，可以吸收空氣中的水分。3脫水性濃硫酸可以將某些有機物中的水分脫去，生成炭化物。4氧化性濃硫酸具有氧化性，可以與某些金屬和非金屬反應，生成相應的氧化物。硫化氫的特性無色氣體硫化氫是一種無色氣體，具有臭雞蛋的氣味，具有毒性。溶于水硫化氫微溶于水，形成弱酸性的氫硫酸。易燃硫化氫在空氣中易燃，燃燒時產(chǎn)生二氧化硫和水?；瘜W反應硫化氫可以與多種金屬反應，生成金屬硫化物。氮的主要氧化物11.一氧化氮(NO)無色氣體，無味，不溶于水，在常溫下化學性質(zhì)不活潑。22.二氧化氮(NO2)紅棕色氣體，有刺激性氣味，易溶于水，化學性質(zhì)活潑。33.一氧化二氮(N2O)無色氣體，有甜味，不溶于水，化學性質(zhì)穩(wěn)定。一氧化氮的合成和性質(zhì)1一氧化氮的合成一氧化氮通常由氮氣和氧氣在高溫下反應生成。例如，在內(nèi)燃機中，由于燃燒過程，氮氣和氧氣在高溫下反應生成一氧化氮。2一氧化氮的性質(zhì)一氧化氮是一種無色無味的氣體，微溶于水。一氧化氮在常溫常壓下并不穩(wěn)定，易被氧化為二氧化氮。3一氧化氮的應用一氧化氮在工業(yè)上用作合成氨和硝酸的原料。在醫(yī)學上，一氧化氮具有擴張血管、降低血壓的作用，是一種重要的生物活性物質(zhì)。二氧化氮的性質(zhì)和用途氣體性質(zhì)二氧化氮是一種紅棕色氣體，有刺激性氣味。它易溶于水，形成硝酸和一氧化氮。液體性質(zhì)二氧化氮在低溫下可液化，形成黃色液體?；瘜W性質(zhì)二氧化氮是一種強氧化劑，可以與許多物質(zhì)發(fā)生反應。它可以與水反應生成硝酸，與堿反應生成硝酸鹽。工業(yè)用途二氧化氮可用于制備硝酸，也是生產(chǎn)化肥的重要原料。一氧化氮與人體生理血管舒張一氧化氮是一種重要的血管舒張劑，可以放松血管平滑肌，降低血壓。它還可以促進血液循環(huán)，改善心腦血管疾病患者的癥狀。免疫調(diào)節(jié)一氧化氮在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，可以調(diào)節(jié)免疫細胞的活性。它可以抑制炎癥反應，增強機體的抗感染能力。神經(jīng)傳遞一氧化氮是一種神經(jīng)遞質(zhì)，可以參與神經(jīng)信號的傳遞。它可以調(diào)節(jié)學習記憶、睡眠覺醒等神經(jīng)活動。其他作用一氧化氮還參與許多其他生理過程，例如傷口愈合、消化吸收等。它可以促進細胞的生長和修復，提高機體的整體健康水平。一氧化氮與環(huán)境污染酸雨形成一氧化氮是酸雨形成的主要原因之一。大氣中的一氧化氮與氧氣反應生成二氧化氮，進而與水反應生成硝酸，從而導致酸雨的形成。光化學煙霧一氧化氮與碳氫化合物在陽光照射下發(fā)生光化學反應，生成臭氧等有害物質(zhì)，形成光化學煙霧，對人體健康造成危害。溫室效應一氧化氮是一種溫室氣體，可以吸收和再發(fā)射地球表面輻射的紅外線，導致全球氣候變暖。臭氧層破壞一氧化氮與臭氧發(fā)生反應，消耗臭氧層，導致太陽紫外線輻射增強，對人類健康和生態(tài)環(huán)境造成損害。亞硝酸鹽和硝酸鹽亞硝酸鹽亞硝酸鹽是一類無機鹽，主要存在于食品添加劑、腌制食品和土壤中。硝酸鹽硝酸鹽也存在于食品中，是植物生長必需的營養(yǎng)元素，可通過農(nóng)作物積累到人體內(nèi)。健康影響過量的亞硝酸鹽和硝酸鹽會導致人體中毒，甚至致癌。安全管理為了確保食品安全，需要嚴格控制食品中亞硝酸鹽和硝酸鹽的含量。地球大氣中的氮氧化物大氣中的氮氧化物主要來自人類活動，如燃燒化石燃料、工業(yè)生產(chǎn)和交通運輸。這些氧化物會對環(huán)境造成重大影響，包括酸雨、臭氧層破壞和全球變暖。此外，氮氧化物還會影響人體健康，導致呼吸道疾病和心血管疾病。燃燒化石燃料工業(yè)生產(chǎn)交通運輸其他酸雨的成因與危害主要成因主要由工業(yè)生產(chǎn)和機動車尾氣排放的二氧化硫和氮氧化物等酸性氣體造成的。形成過程這些酸性氣體在大氣中與水蒸氣反應生成硫酸和硝酸，并隨雨水降落到地面。危害酸雨會破壞土壤、污染水源，腐蝕建筑物和金屬制品，影響植物生長，危害人體健康。危害舉例酸雨導致土壤酸化，造成土壤肥力下降，影響農(nóng)作物生長，甚至導致森林枯萎。工業(yè)生產(chǎn)中的氮氧化物燃燒過程化石燃料燃燒是工業(yè)生產(chǎn)中氮氧化物的主要來源，高溫和充足的氧氣促進了氮氧化物的生成。硝酸生產(chǎn)硝酸生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量氮氧化物，例如一氧化氮和二氧化氮。水泥生產(chǎn)水泥生產(chǎn)過程中，高溫煅燒石灰石會產(chǎn)生氮氧化物，需要采取有效措施進行控制。機動車尾氣中的氮氧化物主要來源汽車發(fā)動機燃燒過程產(chǎn)生的高溫和高壓環(huán)境會促使氮氣與氧氣反應生成氮氧化物。主要成分機動車尾氣中主要包含一氧化氮和二氧化氮，對環(huán)境造成嚴重污染。環(huán)境影響氮氧化物是形成酸雨、光化學煙霧的重要因素，對人體健康造成負面影響?？刂拼胧﹪栏窨刂茩C動車排放標準，開發(fā)低氮燃燒技術，推廣使用清潔燃料?？刂屏蚝偷趸锏拇胧┕I(yè)脫硫脫硝技術采用物理化學方法，如吸收、吸附、催化氧化等，減少工業(yè)生產(chǎn)中硫和氮氧化物的排放。機動車尾氣控制使用催化轉化器、降低燃油含硫量等措施，降低機動車尾氣中的硫和氮氧化物排放。清潔能源替代大力發(fā)展風能、太陽能等清潔能源，減少化石燃料的使用，降低硫和氮氧化物的排放量。高溫過程中的氮氧化物高溫過程是氮氧化物生成的主要來源之一。燃燒過程產(chǎn)生的高溫會導致氮氣與氧氣反應生成氮氧化物。例如，燃煤電廠、鋼鐵冶煉、水泥生產(chǎn)等工業(yè)過程都會產(chǎn)生大量的氮氧化物。1高溫燃燒高溫燃燒過程中，氮氣與氧氣反應生成氮氧化物。2催化氧化高溫下，氮氣在催化劑的作用下，會與氧氣發(fā)生反應，生成氮氧化物。3熱解反應一些含氮有機物在高溫下會發(fā)生熱解反應，生成氮氧化物。生物脫硫和脫硝技術1生物脫硫生物脫硫技術利用微生物的代謝作用，將硫化物轉化為硫單質(zhì)或硫酸鹽，從而降低硫化物的排放。降解硫化物減少空氣污染提高環(huán)境效益2生物脫硝生物脫硝技術利用微生物的硝化和反硝化作用，將氮氧化物轉化為氮氣，從而降低氮氧化物的排放。降解氮氧化物減少酸雨形成改善空氣質(zhì)量3優(yōu)勢生物脫硫和脫硝技術具有高效、環(huán)保、成本低等優(yōu)勢，在能源、化工、冶金等行業(yè)得到了廣泛應用。選擇性催化還原法還原劑注入將還原劑氨氣或尿素注入到煙氣中，與氮氧化物混合。催化劑反應混合氣體通過催化劑床層，氨氣在催化劑表面還原氮氧化物為氮氣和水。煙氣排放經(jīng)過處理的煙氣中氮氧化物濃度顯著降低，排放到大氣中。濕法脫硫和脫硝技術1吸收吸收塔中，煙氣與吸收劑發(fā)生反應，去除SO2和NOx。2氧化吸收液中的亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽，提高脫硫效率。3再生再生吸收劑，循環(huán)利用，減少廢物產(chǎn)生。4排放處理后的煙氣排放至大氣，符合環(huán)保標準。濕法脫硫和脫硝技術利用液體吸收劑，通過化學反應去除煙氣中的二氧化硫和氮氧化物。常見的吸收劑包括石灰石漿液、氨水等，根據(jù)不同污染物和排放標準選擇合適的吸收劑。生物過濾法1微生物分解污染物2過濾介質(zhì)提供生長環(huán)境3氣流運送污染物4排放清潔空氣生物過濾法是利用微生物降解污染物的方法。該方法簡單高效，適合處理低濃度、大風量的廢氣。生物過濾系統(tǒng)通常包括過濾介質(zhì)、微生物和氣流。過濾介質(zhì)提供微生物的生長環(huán)境，氣流將污染物運送到過濾介質(zhì)中，微生物利用污染物作為營養(yǎng)物質(zhì)進行代謝，最終將污染物分解為無害物質(zhì)。生物過濾法是一種環(huán)境友好的技術，具有較高的去除效率和較低的運行成本，在廢氣處理領域具有廣闊的應用前景?；钚蕴课椒ㄎ皆砘钚蕴烤哂懈叨劝l(fā)達的孔隙結構，提供巨大的表面積。氮氧化物分子被吸附到活性炭表面，從而從廢氣中去除。吸附過程廢氣通過活性炭床層，氮氧化物被吸附，潔凈氣體被排放?；钚蕴课斤柡秃螅柽M行再生處理，恢復吸附能力。吸附材料常用的活性炭材料包括煤基活性炭、木質(zhì)活性炭和椰殼活性炭等。不同材料的吸附性能和成本有所差異。應用領域活性炭吸附法廣泛應用于工業(yè)廢氣處理、汽車尾氣凈化和室內(nèi)空氣凈化等領域，有效去除氮氧化物和其他污染物。結論與展望研究現(xiàn)狀硫和氮氧化物污染是一個全球性問題，近年來，在控制硫和氮氧化物排放方面取得了顯著進展。但隨著工業(yè)化和城市化的不斷發(fā)展，這些污染物排放仍然是一個挑戰(zhàn)，需要持續(xù)關注。未來展望未來，需要更加重視清潔能源的開發(fā)和利用，例如可再生能源和清潔煤技術。同時，要不斷改進脫硫脫硝技術，提高效率和環(huán)保性。思考與練習本節(jié)課學習了硫和氮的氧化物及其環(huán)境影響