氮氧化物廢氣的處理課件

1、煙氣中氮氧化物廢氣的控制及處理應(yīng)用化學(xué)1102盧于欣111303221氮氧化物廢氣的處理Contents 伴隨我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展伴隨我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展, ,能源消耗逐年增加能源消耗逐年增加, ,大氣中大氣中NOxNOx的的排放量也迅速增長。排放量也迅速增長。NOxNOx排放引發(fā)的環(huán)境問題已給人體健康和生態(tài)環(huán)排放引發(fā)的環(huán)境問題已給人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成巨大威脅境構(gòu)成巨大威脅, ,因此在全國范圍內(nèi)開展對(duì)大氣因此在全國范圍內(nèi)開展對(duì)大氣NOxNOx的污染控制及處理的污染控制及處理已迫在眉睫。已迫在眉睫。氮氧化物簡介及來源氮氧化物簡介及來源煙氣的形成機(jī)理煙氣的形成機(jī)理氮氧化物的危害氮氧化物的危害

2、我國氮氧化物的污染狀況我國氮氧化物的污染狀況氮氧化物的控制及處理氮氧化物的控制及處理氮氧化物廢氣的處理N N2 2O O、NONO、N N2 2O O3 3、NONO2 2、N N2 2O O4 4、N N2 2O O5 5大氣中大氣中NONOx x主要以主要以NONO、NONO2 2的形式存在的形式存在N N2 2O O：單個(gè)分子的溫室效應(yīng)為：單個(gè)分子的溫室效應(yīng)為COCO2 2的的200200倍，倍，并參與臭氧層的破壞并參與臭氧層的破壞NONO：大氣中：大氣中NONO2 2的前體物質(zhì)，形成光化學(xué)的前體物質(zhì)，形成光化學(xué)煙霧的活躍組分煙霧的活躍組分NONO2 2: :強(qiáng)烈刺激性，來源于強(qiáng)烈刺激性

3、，來源于NONO的氧化，酸沉的氧化，酸沉降降 氮氧化物的簡介氮氧化物廢氣的處理u天然（5108t/a） ： 自然界細(xì)菌分解土壤和海自然界細(xì)菌分解土壤和海洋中有機(jī)物而生成洋中有機(jī)物而生成u人類活動(dòng)（ 5107t/a ） ： 石化燃料的燃燒石化燃料的燃燒 化工廠化工廠 金屬冶煉金屬冶煉 硝酸適用過程硝酸適用過程 氮氧化物的來源氮氧化物廢氣的處理 1.燃料型燃料型NOx 由燃料中氮化合物在燃燒中氧化而成。含有氮的有機(jī)化合物熱裂解產(chǎn)生N、CN、HCN等中間產(chǎn)物基團(tuán)，然后再氧化成NOx2.熱力型熱力型NOx3.瞬時(shí)瞬時(shí)NO 氮氧化物的形成機(jī)理氮氧化物的形成機(jī)理氮氧化物廢氣的處理腐蝕作用 氮氧化物遇到水或

4、水蒸氣后能生成一種酸性物質(zhì)對(duì)絕太多數(shù)金屬和有機(jī)物均產(chǎn)生腐蝕性破壞。它還會(huì)灼傷人和其它活體組織使活體組織中的水份遭到破壞，產(chǎn)生腐蝕性化學(xué)變化對(duì)人體的毒害作用 據(jù)美國環(huán)境組織調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在二氧化氮污染區(qū)內(nèi)人的呼吸機(jī)能下降呼吸器官發(fā)病率增高當(dāng)NO：濃度達(dá)00620 09PPm時(shí)急性呼吸器官病患者增多。流行病學(xué)研究亦表明如NO!環(huán)境濃度達(dá)0 0630083PPm 時(shí)、急性支氣管炎患者會(huì)明顯增加。 NO 與碳?xì)浠衔锝?jīng)太陽紫外線照射會(huì)生戚一種有毒的氣體叫光化學(xué)煙霧.這些光化學(xué)煙霧能使人的艱精紅痛,視力減弱,呼吸緊張,頭痛,陶痛,全身麻痹,肺水腫,甚至死亡。對(duì)植物的危害作用 一氧化氦不會(huì) f起漣物葉片斑害

5、但能抑制植物的光合怍用。而缸掬葉片氣孔吸收溶解二氧化氡就會(huì)造成葉際壞死，從而影響值物的生長和發(fā)育+降低產(chǎn)量。對(duì)環(huán)境的污染 例如作為火箭推進(jìn)劑氧化劑的N O。，一旦泄隔，除了會(huì)發(fā)生燃燒，著火爆炸和急性中毒外還會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境造成鍛大的污染。 氮氧化物的危害氮氧化物廢氣的處理毒蘋果 ? ?倫敦?zé)熿F事件倫敦?zé)熿F事件酸雨的危害酸雨的危害氮氧化物廢氣的處理u一些大城市的空氣氮氧化物濃度超標(biāo), 氮氧化物的環(huán)境容量已基本處于飽和狀態(tài)。 u一些地方的酸雨污染性質(zhì)已開始由單一的硫酸型向硝酸根離子不斷增加的復(fù)合型轉(zhuǎn)化。 u流動(dòng)源增加造成的氮氧化物污染問題日益突出， 氮氧化物已成為少數(shù)大城市空氣中的主要污染物。 城市

6、化加速城市化加速城市生活污染增加城市生活污染增加 我國氮氧化物的污染狀況我國氮氧化物的污染狀況氮氧化物廢氣的處理 2010年，氮氧化物排放量為1852.4萬噸，比上年增加9.4%。其中，工業(yè)氮氧化物排放量為1465.6萬噸，比上年增加14.1%，占全國氮氧化物排放量的79.1%；生活氮氧化物排放量為386.8萬噸，比上年減少5.2%，占全國氮氧化物排放量的20.9%；其中交通源氮氧化物排放量為290.6萬噸，占全國氮氧化物排放量的15.7%。氮氧化物廢氣的處理怎么才能改變這種現(xiàn)狀呢?我們可以我們可以從源頭控制從源頭控制 在過程處理過程處理氮氧化物廢氣的處理燃燒控制技術(shù)燃燒控制技術(shù) 燃燒控制技術(shù)

7、是指通過改進(jìn)燃燒工藝,減少NOx的產(chǎn)生,如分級(jí)燃燒法分級(jí)燃燒法、低氧燃燒低氧燃燒法法、濃淡偏差燃燒濃淡偏差燃燒和煙氣再循環(huán)煙氣再循環(huán)等方法。我國在20世紀(jì)80年代至本世紀(jì)初,先后開發(fā)旋流式粉煤預(yù)燃燒器、鈍體粉煤燃燒器、多功能船體粉煤燃燒器、雙通道粉煤燃燒器、多級(jí)濃縮粉煤燃燒器,其中多功能船體粉煤燃燒器在近200臺(tái)鍋爐成功應(yīng)用,NOx降低率最高達(dá)50%55%,同時(shí)節(jié)約點(diǎn)火油和燃油,并能較好地穩(wěn)定燃燒過程。 第一站: 氮氧化物的控制氮氧化物廢氣的處理爐膛噴射脫硝技術(shù)爐膛噴射脫硝技術(shù) 爐膛噴射脫硝過程類似于爐內(nèi)噴鈣脫硫過程,實(shí)際上是在爐膛上部噴射某種物質(zhì),能夠在一定溫度條件下還原已生成的NOx,以降

8、低NOx的排放量。爐膛噴射包括爐膛爐膛噴水噴水或注入水蒸氣注入水蒸氣、噴射二次燃料噴射二次燃料、噴氨噴氨等方法。氮氧化物廢氣的處理 第二站: 氮氧化物的處理p 液體吸收法液體吸收法利用氮氧化物通過液體介質(zhì)時(shí)被溶解吸收的原理，出去利用氮氧化物通過液體介質(zhì)時(shí)被溶解吸收的原理，出去NOx。主要方法：堿液吸收法、仲辛醇吸收法、尿素吸收法、吸收還主要方法：堿液吸收法、仲辛醇吸收法、尿素吸收法、吸收還原法原法p 固體吸附法固體吸附法利用多孔性固體吸附劑凈化含利用多孔性固體吸附劑凈化含NOx的廢氣。的廢氣。主要方法：活性炭法、砩石分子篩法、活性炭法、泥煤法主要方法：活性炭法、砩石分子篩法、活性炭法、泥煤法p

9、 催化還原法催化還原法非選擇性催化還原：在鈀催化劑的作用下，還原劑不加選非選擇性催化還原：在鈀催化劑的作用下，還原劑不加選擇的與廢氣中的擇的與廢氣中的NOx和和O2同時(shí)發(fā)生反應(yīng)。還原劑氣體可用同時(shí)發(fā)生反應(yīng)。還原劑氣體可用H2和和CH4等。等。選擇性催化還原：在鉑的催化作用下，還原劑只選擇性地選擇性催化還原：在鉑的催化作用下，還原劑只選擇性地與廢氣中的與廢氣中的NOx發(fā)生反應(yīng)，而不與廢氣中的發(fā)生反應(yīng)，而不與廢氣中的O2發(fā)生反應(yīng)。發(fā)生反應(yīng)。還原劑可用還原劑可用NH3和和H2S等。等。氮氧化物廢氣的處理 低溫等離予體凈化NO的作用機(jī)理作用機(jī)理是粒子非彈性碰撞的結(jié)果。利用外電場放電產(chǎn)生的高能電子撞擊撞

10、擊尾氣中的氣體分子(NOx、N2、O2和 H2O等) ，使之獲得能量獲得能量。并得以激活激活 、 分解分解、電離電離，產(chǎn)生氧化能力很強(qiáng)的自自由基由基原子氧( O ) 、原子氮( N ) 、 臭氧( O3 ) 等，這些強(qiáng)氧化物質(zhì)可迅速與尾氣中的NOx作用，又會(huì)產(chǎn)生其它種類的活性物質(zhì)活性物質(zhì)，導(dǎo)致一系列復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。常用處理技術(shù)常用處理技術(shù)氮氧化物廢氣的處理在煙氣中加入加入少量氨氣、水蒸氣或甲烷氣 ,再利用利用電子加速器產(chǎn)生的高能電子流 ,直接照射照射待處理的氣體 ,通過高能電子與氣體中的氧分子及水分子碰撞碰撞 ,使之離解、電離 ,形成非平衡等離子體 ,其中所產(chǎn)生的大量活性粒子 (如 OH、

11、O和 HO2等 )與污染物進(jìn)行反應(yīng) ,使之氧化去除。氮氧化物廢氣的處理氣氣 相相液液 相相傳傳質(zhì)質(zhì)生化生化反應(yīng)反應(yīng)氣相中的NOx如NO和NO2首先通過溶解或吸附等傳質(zhì)傳質(zhì)過程轉(zhuǎn)移至液相,如NO2通過形成NO3或NO2而溶于水中,NO被吸附在液相中的微生物或固體物表面而進(jìn)入液相;然后在外加碳源的情況下借助于微生物的生命代謝活動(dòng),通過微生物對(duì)分布于液相中的含N化合物的吸收和微生物體內(nèi)的氧化、還原、分解等生物謝作用,把部分吸收的含N化合物轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為微生物生長所需的營養(yǎng)物質(zhì),組成新的細(xì)胞,使微生物生長繁殖;另一部分含N化合物則被微生物分解為簡單而無害的氮?dú)饣蛉菀滋幚淼腘O3或NO2,同時(shí)釋放出微生物生長和活動(dòng)所需的能量。氮氧化物廢氣的處理TiO2 TiO2 的光催化的光催化：在波長小于380 n m光的照射下，TiO2的價(jià)帶電子會(huì)被激發(fā)到導(dǎo)帶形成電子一空穴對(duì) 、電子一空穴對(duì)遷移到半導(dǎo)體顆粒表面，被表面物種捕獲光激導(dǎo)帶電子與吸附在催化劑表面的O2結(jié)合形成O2- ， HO2 O-等活性自由基空穴與吸附在表面的水或覆蓋在催化劑顆粒表層的羥基反應(yīng)也能形成O H自由基。注：注：1.NO的起始濃度、氣體停留時(shí)間、 反