5.2氮氧化物净化（课件）-《大气污染治理技术》同步教学（中国环境科学出版社）

1 项目五 气态污染物净化 学习任务二 氮氧化物净化 氮氧化物来源及危害 ‹#› 2 学习要求 充分理解氮氧化物的来源 了解氮氧化物的危害 掌握烟气脱硝 了解烟气脱硝工程案例 ‹#› 3 本次课学习内容 氮氧化物的来源 氮氧化物的危害 ‹#› 4 氮氧化物的来源 1952年，洛杉矶上空笼罩在浅蓝色的烟雾之中，400多名老人因此丧失了生命。附近农作物一夜之间严重受害；6.5万公顷的森林，29％严重受害，33％中等受害，其余38％也受轻度损害。美国光化学烟雾对农业和林业的危害曾波及27个州。     据测算，每燃烧一吨煤，就要产生5－30kg氮氧化物。可我国能源结构中有70%－80％由煤的燃烧来提供。煤炭高温燃烧成为我国排放氮氧化物的主要来源之一。 资料小百科 氮氧化物 ‹#› 5 1.天然源 （固氮菌、雷电等自然过程） 2.人为源 （人类活动） （城市：大多来自于燃料燃烧，现代火力发电厂是最大的固定源，机动车辆是主要的移动源，还有工业窑炉、垃圾焚烧等） 燃料燃烧占 90％ 95％以NO形式，其余主要为NO2 氮氧化物的来源 ‹#› 6 NOx包括 N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5 大气中NOx主要以NO、NO2的形式存在 造成大气污染的主要是NO和NO2 NOx的性质 N2O：单个分子的温室效应为CO2的200倍，并参与臭氧层破坏。 NO：大气中NO2的前体物质，形成光化学烟雾的活跃组分。 NO2:强烈刺激性，来源于NO的氧化。 氮氧化物的性质 ‹#› 7 在高温燃烧条件下，NOx主要以NO的形式存在，最初排放的NOx中NO约占95%。 NO在大气中极易与空气中的氧发生反应，生成NO2，故大气中NOx普遍以NO2的形式存在。 空气中的NO和NO2通过光化学反应，相互转化而达到平衡。 在温度较大或有云雾存在时，NO2进一步与水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分——硝酸(HNO2）。在有催化剂存在时，如加上合适的气象条件，N02转变成硝酸的速度加快。特别是当NO2与SO2同时存在时，可以相互催化，形成硝酸的速度更快。 氮氧化物的性质 ‹#› 8 氮氧化物产生机理一般分为如下三种： 燃料型NOx (主要的产生方式） 燃料中的固定氮生成的NOx 热力型NOx 高温下N2与O2反应生成的NOx 瞬时NOx 低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO 氮氧化物的性质 ‹#› 9 NOx的形成 图1 三种NO形成机理在煤燃烧过程中对氮氧化物排放总量的贡献 ‹#› 10 由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度，在600－800oC时就会生成燃料型NOx ，它在煤粉燃烧NOx产物中占60－80％。 形成过程： 含有氮的有机化合物 N，CN，HCN和等中间产物基团 NOx 热裂解 氧化 燃料型NOx的形成 ‹#› 10 10 11 如上所述，NOx的生成和破坏规律十分复杂，而影响NOx转化率的因素又很多，所以对燃料型NOx的转化率进行理论计算非常困难；目前已建立数百个与NOx生成规律及其破坏有关的化学反应在内的数学模型。 燃料型NOx的形成 ‹#› 11 11 12 表1 不同浓度的NO2对人体健康的影响 氮氧化物的危害 ‹#› 12 13 表2 一些大城市对空气中NO含量的测定 氮氧化物的危害 ‹#› 13 14 氮氧化物的危害 对人体的危害 对生态的危害 （掌握两个小常识） 1.NO2的毒性比NO强几倍？ 2.NO2作为一个主要的影响因素会造成哪些常见的 大气环境污染问题？ 5 酸雨 温室效应 光化学烟雾等 氮氧化物的危害 ‹#› 15 项目五 气态污染物净化 学习任务二 氮氧化物净化 烟气湿法脱硝 ‹#› 16 学习要求 充分理解氮氧化物的来源 了解氮氧化物的危害 掌握烟气脱硝 了解烟气脱硝工程案例 ‹#› think (t) - 黑体32号 17 本次课学习内容 烟气脱硝 ‹#› 18 烟气脱硝 烟气脱硝技术按治理工艺可分为湿法脱硝和干法脱硝。湿法脱硝包括：酸吸收法、碱吸收法、氧化吸收法、络盐吸收法等；干法脱硝包括：选择性催化还原法、非选择性催化还原法、吸附法、等离子体活化法等。此外，近十几年来国内外一些科研人员还开发了用微生物来处理含NOX废气，成为研究的热点。 ‹#› 19 烟气脱硝 各种低燃烧技术是降低燃煤锅炉排放值最主要也是较经济的技术，但一般只降低排放50%左右。据环保法对排放的要求，应低于40%方可，故应考虑燃烧后的烟气脱硝处理技术。 脱硝技术的难点 处理烟气体积大 NOx浓度相当低 （只有SO2 的1/3-1/5） NOx的总量相对较大 ‹#›