氮氧化物废气的处理..

氮氧化物废气的处理 名 学 号 专业班级 应化 1101 指导老师 氮氧化物废气的处理 摘要 氮氧化物是主要的大气污染物之一， 本文介绍了含氮氧化物废气的产生原 因及处理方法。 关键词氮氧化物；处理技术； 前言 氮氧化物是指一系列由氮元索和氧元素组成的化合物 ,包括有 N2O、 NO、N2O3 、NO2、N2O4、N2O5，通常用分子式 NOx 来统一表示。大气中 NOx主要以 NO、NO2的形式存在。 NOx的危害早已被人们所认识到 ,主要体现在 （1）氮氧化物对人体的危害很大,可直接导致人体的呼吸道损伤,而且是 一种致癌物。 （2）氮氧化物会使植物受损伤甚至死亡 。 （3）在阳光的催化作用下,氮氧化物易与碳氢化物发生复杂的光化反应 , 产生光化学烟雾,导致严重的大气污染。 （4）氮氧化物会导致臭氧层的破坏 。 （5）氮氧化物也易与水气结合成为含有硝酸成分的酸雨川 。 以上光化学烟雾、 酸雨及臭氧问题,近年来有逐渐恶化的趋势,已经成为政 府及社会公众非常关心的问题。 氮氧化物的产生主要来自于两个方面自然界本身和人类活动。据统计,由 自然界本身变化规律产生的 NOx 每年约 500106t,人类活动产生的 NOx 每年约 50106t。从数据来看,虽然人类活动产生的 NOx 较自然界本身产生的 NOx 少得 多,但由于人类活动产生的 NOx 往往比较集中,浓度较高,且大多在人类活动环境 区域内,因而其危害性更大。 人类活动产生的氮氧化物主要来源于两个方面 1含氮化合物的燃烧; 2亚硝酸、硝酸及其盐类的工业生产及使用。据美国环保局估计,99的 NOx 产生于含氮化合物的燃烧,如火力电厂煤燃烧产生的烟气、汽车尾气等。在 亚硝酸、硝酸及其盐类的工业生产及使用过程中,由于它们的还原分解,会放出大 量的 NOx,其局部浓度很高,处理困难,危害大。 在含 NOx 废气中,对自然环境和人类生存危害最大的主要是 NO 和 NO2。 NO 为无色、无味、无臭气体,微溶于水,可溶于乙醇和硝酸,在空气中可缓慢氧化 为 NO2,与氧化剂反应生成 NO2,与还原剂反应生成 N2。 NO2 溶于水和硝酸,和水 反应生成 HNO3 和 HNO2,和碱及强碱弱酸盐反应生成硝酸盐和亚硝酸盐,和还原 剂反应还原为 N2。 氮氧化物的来源 天然（5108t/a） 自然界细菌分解土壤和海 洋中有机物而生成 人类活动（ 5107t/a ） 1. 工业污染 主要是由于在工业生产过程中特别是在石油化工企业燃烧化石燃料而 产生的，它主要包括二部分 一是在工艺生产过程中排放的泄漏的气体污染物，如化工厂及煤制气厂； 二是在工业生产用的各种锅炉、窑炉排放的污染物； 2. 生活污染 主要是指城镇居民、机关和服务性行业，因做饭、取暖、沐浴等生活需要， 燃烧矿物质燃料而向大气排放的氮氧化合物等污染物质， 是大气污染的有害 气体产生的主要来源之一 3. 交通污染 主要来自两个方面 一是汽车、火车、轮船和飞机等交通工具在运动过程中排放的一氧化碳、 氮氧化合物等； 二是在原料运输过程中． 由于某些原料的泄漏及直接向空排放而造成的污 染 氮氧化物的危害 1.腐蚀作用 氮氧化物遇到水或水蒸气后能生成一种酸性物质， 对绝大多数金属和有机物均产 生腐蚀性破坏。它还会灼伤人和其它活体组织，使活体组织中的水份遭到破坏， 产生腐蚀性化学变化。 2.对人体的毒害作用 它们和血液中的血色素结合，使血液缺氧，引起中枢神经麻痹。吸入气管中会产 生硝酸,破坏血液中血红蛋白，降低血液输氧能力，造成严重缺氧。而且据研究 发现，在二氧化氮污染区内，人的呼吸机能下降，尤其氮氧化物中的二氧化氮可 引起咳嗽和咽喉痛，如果再加上二氧化硫的影响，会加重支气管炎、哮喘病和肺 气肿，这使得呼吸器官发病率增高。与碳氢化合物经太阳紫外线照射，会生成一 种有毒的气体叫光化学烟雾。这些光化学烟雾，能使人的眼睛红痛，视力减弱， 呼吸紧张，头痛，胸痛，全身麻痹，肺水肿，甚至死亡 3.对植物的危害 一氧化氮不会引起植物叶片斑害， 但能抑制植物的光合作用。 而植物叶片气孔吸 收溶解二氧化氮，就会造成叶脉坏死，从而影响植物的生长和发育，降低产量。 如长期处于 23ppm 的高浓度下，就会使植物产生急性受害 4.对环境的污染 可与臭氧分子反应，破坏臭氧层，导致大气中臭氧含量降低，从而减弱对紫外线 辐射的屏蔽作用， 而紫外线辐射量的增加首先会降低人体的免疫系统功能， 危害 呼吸器官和眼睛、诱发慢性病、增高皮肤癌发病率 氮氧化物的处理技术 一、氮氧化物的控制 燃烧控制技术 燃烧控制技术是指通过改进燃烧工艺,减少 NOx 的产生,如全氧燃烧、分级燃烧、 和烟气再循环法等方法。我国在20 世纪 80 年代至本世纪初,先后开发旋流式粉 煤预燃烧器、钝体粉煤燃烧器、多功能船体粉煤燃烧器、双通道粉煤燃烧器、多 级浓缩粉煤燃烧器,其中多功能船体粉煤燃烧器在近 200 台锅炉成功应用,NOx降 低率最高达 5055,同时节约点火油和燃油,并能较好地稳定燃烧过程。  烟气再循环法 把空气预热器前的一部分烟气与燃烧用的空气混合，通过燃烧器送入炉内。 由于温度较低的惰性烟气进入炉内，达到了同时降低炉内温度水平和氧气浓 度的目的。烟气再循环法使用不当会引起燃烧不稳定的问题，此外烟气再循 环需要加装风机、风道，还需要场地，从而增大了投资，系统较复杂，对原 有设备进行改装时常受场地不够的限制。  全氧燃烧 在空气与燃料的燃烧过程中，占空气 79％的氮气对燃烧无益，反而由于大量 的氮气被加热排人大气造成大量热损失，最重要的是氮气在高温下与氧气生 成的占燃烧中产生大部分。  分级燃烧 分级燃烧其主要原理是， 无论热反应型或燃烧型， 燃烧区的氧浓度即过量空 气系数对的生成量影响很大， 当过量空气系数α小于 1 时， 燃烧区处于“富 燃料燃烧”状态，对减少的生成量由明显的效果 炉膛喷射脱硝技术 炉膛喷射脱硝过程类似于炉内喷钙脱硫过程,实际上是在炉膛上部喷射某种物质, 能够在一定温度条件下还原已生成的 NOx,以降低 NOx 的排放量。炉膛喷射包括 炉膛喷水或注入水蒸气、喷射二次燃料、喷氨等方法。 二、氮氧化物的处理 固体吸附法 固体吸附法治理废气既能较彻底地消除污染， 又能将回收利用。 固体吸附剂有活 性炭、硅胶和各种类型的分子筛。其主要缺点是操作繁琐，分子筛用量大，能 量消耗大。  活性炭吸附法 此法对 NOx 的吸附过程吸附剂伴有化学反应发生。NOx 被吸附到活性炭表面后， 活性炭对 NOx 有还原作用，反应式如下 222 22 222 2 NCONOC CONNOC   活性炭对低浓度 NOx 有很高的吸附能力，其吸附能力超过分子筛和硅胶。 但缺点 在于对 NOx 的吸附容量小且解析再生麻烦，活性炭在300℃以上有自燃的可能， 处理不又当会造成二次污染，故实际应用有困难。  硅胶吸附法 以硅胶作为吸附剂先将 NO 氧化为再加以吸附，经过加热可解