氮硫氧化物廢氣的處理

氮硫氧化物廢氣簡介及控制處理Contents

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,大氣中NOx、SOx的排放量也迅速增長。NOx、SOx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,因此在全國范圍內(nèi)開展對大氣Nox、SOx的污染控制及處理已迫在眉睫。氮硫氧化物簡介及來源煙氣的形成機(jī)理氮硫氧化物的危害我國氮硫氧化物的污染狀況氮硫氧化物的控制及處理NOx包括N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5大氣中NOx主要以NO、NO2的形式存在NOx的性質(zhì)N2O：單個分子的溫室效應(yīng)為CO2的200倍，并參與臭氧層的破壞。NO：大氣中NO2的前體物質(zhì)，形成光化學(xué)煙霧的活躍組分。NO2:強(qiáng)烈刺激性，來源于NO的氧化，酸沉降。氮氧化物的簡介天然（5×108t/a）：

自然界細(xì)菌分解土壤和海洋中有機(jī)物而生成人類活動（5×107t/a）：

石化燃料的燃燒化工廠金屬冶煉

硝酸適用過程

機(jī)動車尾氣

氮氧化物的來源

1.燃料型NOx燃料中的固定氮生成的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NOx高溫下N2與O2反應(yīng)生成的NOxN2+O2-->2NO

NO+(1/2)O2-->NO2

3.瞬時NO低溫火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO

氮氧化物的形成機(jī)理腐蝕作用氮氧化物遇到水或水蒸氣后能生成一種酸性物質(zhì)，對絕太多數(shù)金屬和有機(jī)物均產(chǎn)生腐蝕性破壞。對人體的毒害作用據(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)NOx濃度達(dá)0.062—0.09PPm時，急性呼吸器官病患者增多。流行病學(xué)研究亦表明，如NOx環(huán)境濃度達(dá)0.063—0.083PPm時，急性支氣管炎患者會明顯增加。NO與碳?xì)浠衔锝?jīng)太陽紫外線照射，會生成一種有毒的氣體叫光化學(xué)煙霧。這些光化學(xué)煙霧能使人的眼睛紅痛、視力減弱、呼吸緊張、頭痛、全身麻痹、肺水腫,甚至死亡。對植物的危害作用一氧化氮不會引起植物葉片斑害，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氮，就會造成葉際壞死，從而影響植物的生長和發(fā)育，降低產(chǎn)量。對環(huán)境的污染例如作為火箭推進(jìn)劑氧化劑的N2O4，一旦泄漏，除了會發(fā)生燃燒，著火爆炸和急性中毒外，還會對周圍的環(huán)境造成污染。此外，氮氧化物還參與臭氧層的破壞。

氮氧化物的危害倫敦?zé)熿F事件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)。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。流動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。

城市化加速城市生活污染增加

我國氮氧化物的污染狀況

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%。怎么才能改變這種現(xiàn)狀呢?我們可以從源頭控制

在過程處理防治措施燃燒控制技術(shù)

燃燒控制技術(shù)是指通過改進(jìn)燃燒工藝,減少NOx的產(chǎn)生,如分級燃燒法、低氧燃燒法、濃淡偏差燃燒和煙氣再循環(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、多級濃縮粉煤燃燒器,其中多功能船體粉煤燃燒器在近200臺鍋爐成功應(yīng)用,NOx降低率最高達(dá)50%~55%,同時節(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,以降低NOx的排放量。爐膛噴射包括爐膛噴水或注入水蒸氣、噴射二次燃料、噴氨等方法。第二站:氮氧化物的處理液體吸收法利用氮氧化物通過液體介質(zhì)時被溶解吸收的原理，除去NOx。主要方法：堿液吸收法、仲辛醇吸收法、尿素吸收法、吸收還原法。固體吸附法利用多孔性固體吸附劑凈化含NOx的廢氣。主要方法：活性炭法、沸石分子篩法、泥煤法等。催化還原法非選擇性催化還原：在鈀催化劑的作用下，還原劑不加選擇的與廢氣中的NOx和O2同時發(fā)生反應(yīng)。還原劑氣體可用H2和CH4等。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NOx發(fā)生反應(yīng)，而不與廢氣中的O2發(fā)生反應(yīng)。還原劑可用NH3和H2S等。

低溫等離子體凈化NO的作用機(jī)理是粒子非彈性碰撞的結(jié)果。利用外電場放電產(chǎn)生的高能電子撞擊尾氣中的氣體分子(NOx、N2、O2和H2O等)，使之獲得能量。并得以激活、分解、電離，產(chǎn)生氧化能力很強(qiáng)的自由基原子氧(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，又會產(chǎn)生其它種類的活性物質(zhì)，最終將NOx分解為N2和O2。常用處理技術(shù)低溫等離子技術(shù)

原理：在煙氣中加入少量氨氣、水蒸氣或甲烷氣,再利用電子加速器產(chǎn)生的高能電子流,直接照射待處理的氣體,通過高能電子與氣體中的氧分子及水分子碰撞

,使之電離,形成非平衡等離子體,其中所產(chǎn)生的大量活性粒子(如OH、O等)與污染物進(jìn)行反應(yīng),使之氧化成NOx

,再與水蒸氣和氨氣生成硝酸銨化肥并加以回收，可同時脫硫脫硝。電子束照射法氣相液相NOXNOXNOXNOX生物體去除傳質(zhì)生化反應(yīng)原理：氣相中的NOx，如NO和NO2首先通過溶解或吸附等傳質(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,通過微生物對分布于液相中的含氮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,把部分吸收的含氮化合物轉(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;另一部分含氮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—,同時釋放出微生物生長和活動所需的能量。生化法TiO2的光催化：在波長小于380nm光的照射下，TiO2的價(jià)帶電子會被激發(fā)到導(dǎo)帶形成電子一空穴對、電子一空穴對遷移到半導(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·OH自由基。工藝流程：廢氣→風(fēng)機(jī)→管道→穩(wěn)流室→粗過濾→納米光催化氧化室→吸附室→排放

光催化氧化法光催化劑有TiO2、ZnO、CdS、CuO、WO3、SnO2

SOx包括:SO2、SO3SOx的性質(zhì)：呈酸性的有刺激性臭味的無色氣體易溶于水，在一定條件下SO2可氧化成SO3SO3毒性10倍于SO2

溶于雨水中產(chǎn)生酸雨硫氧化物的簡介天然：

自然界中的有機(jī)物腐化人類活動

：含硫燃料的燃燒、金屬冶煉、石油煉制、硫酸(H2SO4)生產(chǎn)和硅酸鹽制品焙燒

硫氧化物的來源

硫氧化物的危害對人體的危害主要是刺激人的呼吸系統(tǒng)，吸入后，首先刺激上呼吸道粘膜表層的迷走神經(jīng)末稍，引起支氣管反射性收縮和痙攣，導(dǎo)致咳嗽和呼氣道阻力增加，接著呼吸道的抵抗力減弱，誘發(fā)慢性呼吸道疾病，甚至引起肺水腫和肺心性疾病。形成酸雨腐蝕設(shè)備、建筑物和名勝古跡2003年,幾場酸雨過后,我國四川奉節(jié)縣12萬畝華山松全部枯死,重慶面山的3萬畝馬尾松死亡過半.形成酸雨腐蝕植物我國硫氧化物的污染狀況我國酸雨區(qū)域分布排煙脫硫燃料脫硫高煙囪排放種植綠色植物吸收常用處理方法

從燃料燃燒或工業(yè)生產(chǎn)排放的廢氣中去除SOx。排煙脫硫

排煙脫硫的方法有80多種，按使用的吸收劑或吸附劑的形態(tài)和處理過程，分為干法和濕法兩大類。

新的排煙脫硫技術(shù)，如冷凍脫硫、海水脫硫、電子射線脫硫和膜分離技術(shù)脫硫，以及從煙氣中同時脫除硫氧化物和氮氧化物等正在探索中。燃料脫硫大氣的SO2污染主要是含硫燃料燃燒造成的。為防止污染，可使用低硫燃料。一般來說凈化后的氣體燃料（如低硫天然氣、焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣和發(fā)生爐煤氣）都是低硫燃料,直接燃燒基本上不會造成SO2污染。高煙囪排放利用自然凈化能力控制煙氣中SO2對環(huán)境污染的方法。

高煙囪排放有利于煤煙中二氧