深圳氧化废气处理：氮氧化物废气的处理..

氮氧化物废气的处理方】法名称：编号：何家盟英华1101曾冬明专业班：讲师：氮氧化物废气的处理摘要：氮氧化》物是主要的空气污染物之一，本文↓介绍原因和处理方法含有氮氧化物的废气。关键字：氮氧【化物处理技术；前言氮氧化物是指由氮元素和氧元素组成的一系列化合物，包括N2O，NO，N2O3，NO 2、 N2O 4、 N2O5，通常具有统一表达的分子式NOx。大气中的NOx主要以NO和NO2的形式存』在。 NOx的危害早已为人们所认识，主要体现在：（1）氮氧化物对人体非常有害，可直¤接导致人体呼吸道损害，是一种致癌物。（2）氮氧化物可能对植物造成损害，甚至导致死亡。（3）在阳光的催化下，氮氧化物容易与碳氢化合物发生复杂的光化学反№应，产〒生光化学烟雾，导致严重的空气污染。[4）氮氧化物质可能会破坏臭氧层。[5）氮氧◇化物也容易与水和气体结合，形成含有硝酸的酸雨流。上述光化ㄨ学烟雾，酸雨和臭氧问题⌒　近年来逐渐恶化成为政府和社会公众关注的一个问题，氮氧化物的产生主要来自自然和人类活动两个方面。不断变化的自然规律产生的氮氧化物约为每年500×106t，人类活动产生的氮氧化物约为每年50×106t。 106吨。

从数据的角度来看，尽管人类活动产生的氮氧化物远少于自然界自身产生的氮◣氧化物，但人类↑活动产生的氮氧化物往往是集中→和集中的，并且大多数都位于环境的环境中。人类活动更有害。人类活动产生的氮氧化物主要来自两个来源：（1)含氮化合物的燃烧；（2)亚硝酸，硝酸及其盐的工业生产和使用。根据▅美国环境保护代理，99％NOx是由含氮化合物燃烧产生的，例如火力发电厂的煤燃烧产生的烟道气，汽车尾气等。在工业生产↓和使用亚硝酸，硝酸及其□　盐的过程中，由于它们的还原和⌒分解，会大量释放。NOx的局部浓度很高，难以处理，危害很大，在含NOx的废气中，对自然危害最大的是环境和人类生存主要是NO和NO2 NO是一种□　无色，无味☆和无味的气体，微溶于水，溶于乙醇和硝酸，可在空气中缓慢氧化为NO2，与氧化剂反应生成生成NO2，并与还原剂反应生成N2。 NO2溶于水和硝酸，并与水反应生∏成HNO3和HNO2，碱金属，强碱和弱酸盐反应生成硝酸盐和亚硝酸盐，再与还原剂反应生成N2。氮氧化物的来源是自然的（5×108t / a）：自然〖界中的细菌分解土壤和海洋中的有机物以产生人类卐活动（5×107t / a）：1.工业污染？主要是由于在工业生产ξ过程中（尤其是在石化企业中）燃烧化石燃料引起的。它主要包括两个部分：一种在生产过程中排放泄漏的气体污染物，例如化工厂和煤制气工厂；以及第二种是工√业生产中使用的各种锅炉和窑炉排放的污染物。 2.家庭污染主要是指城市居民，政府机构和服ζ务业，由◆于日常的烹饪，取暖，洗浴等▽需求，燃烧矿物燃料排放到大气中的氮氧化物和其他污染物是其中之一。空气污染产生的有害气体的主要来源。 3.交通污染主要来自两个方面。 ：？一种是运▽动中车辆，火车，轮船和飞机排放的一氧化碳氧化废气处理，氮氧化物等；另一个是在原材料运输ω过程中。这是由于某些原材料的泄↑漏及其直接排放到』空气中引起的。污染氮氧化物的危害1.腐蚀氮氧化物暴露在水或水蒸气中会生成酸性物质，会对大多数金属和有机物造成腐蚀破坏。

它还●可以燃烧人和其他生物组织，破〗坏生物组织中的水，并产生腐蚀性的化学变化。 2.对人体的毒性作用它们与血液中的血红蛋白结合，使血液缺氧并引起中枢神经系统麻痹。吸〗入气管会产生硝酸，破坏血液中的血红蛋白，降低血液输送氧气的能力，并导致严重的缺氧。根据研究，人们的呼吸功∞能在被二氧化氮污染的区域会下◢降深圳废气处理工程 ，尤其是氮氧化物中的二氧化∑　氮会引起咳嗽和喉︾咙痛。如果再加上二ζ　氧化硫的影响，会加重支气管炎和哮喘。而肺气肿，则增加了呼吸器官的发生率。当暴︻露在阳光下的紫外线中时，碳氢化合物会产生一种有毒气体，称为光●化学烟雾。这些光化学烟雾可导致眼睛红肿疼痛，视力减弱，呼吸紧张，头痛，胸痛，全身瘫痪，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斑损害，但会抑制植物的光¤合作用。植物叶片的气孔吸收并溶解了二氧化氮，这将导致叶脉坏死，从而影响植物的生长发育并降低产量。长期暴露于2-3 ppm的高浓度下会对植物造成¤严重损害4.环境污染会与臭氧分子ω　发生反应，破坏臭氧层，并降低大气中的臭氧含量，从而削弱对有机物的屏蔽作用。紫外线辐射。紫外线辐射的增加将首先降低人体免疫系统的⊙功能，损害呼吸器官和眼睛，诱发慢性疾病，并增加皮肤癌的发病率。氮氧化物↘处理技术一、氮氧化物控制∏燃烧控制技术燃烧控制技术是指『诸如氧燃料燃烧，分级燃烧和烟气再循环方法之类的方法，它们通过改善燃烧过程来减少NOx的产生。

从1980年代到本世纪初，中国相继开发了旋流煤粉预燃烧器，钝体煤粉燃烧器，多功能船体煤粉燃烧器，双通道煤粉燃烧器和多级浓缩煤粉燃烧器，其中多功能船体煤粉燃烧器已成功应用于近200台锅炉中，NOx还原率高达50％?55％。同时，它节省了』点火油和燃油，并且ξ可以更好地稳定燃烧过程。 ？烟气再循环方法空气预热器之前的一部分烟气与燃烧空气混合，并通过燃烧器送入熔炉。由于较低温度的惰性烟√道气进入炉中，因▲此达到了同时降低炉中温度水平和氧气浓度的◤目的。烟气再循环方法使用不当会导致燃烧不稳定。另外，烟气再循环需要安装风扇，风道※和空间，这增加了投资，系统更复杂，并且经常影响对原始设备的修改。空间不足的限制。在空气和燃料的燃烧过程中，占空气79％的氮气①不利于燃烧。相反，大Ψ 量的氮被加热并排放到大气中，导致大量的热♀损失。最重要的◎是，高温下氧气会产生氮气。它占了燃烧的大部分产量。 ？分Ψ 级燃烧分级燃烧的主要原理是，不管是热反应类型还是燃烧类型，燃烧区中ㄨ的氧气浓度（即过量空气系数）都对产量产生很大影响。当过剩空气系数※α小于1时，燃烧区处于“富燃料燃▂烧”状态，对降低产◤量有显着影响。炉射︽流反硝化技术炉射流反硝化过程类似于注入钙炉内的脱硫过程，实际上是将某种物质注入炉的上部，在一定温度条件下▂可以还原，产生的NOx可以减少NOx的排放。

炉内喷射包括诸如水喷ㄨ射或蒸汽喷射，二次燃料喷射以及在炉内喷射氨的方法。 二、氮氧化物的处理固体吸附法固体吸附法不仅可以更彻底地消除污染，而且可以将其循环利用。固︾体吸附剂包括活性炭，硅胶和各种类型的分子筛。其主要缺点是：操作复杂，分子筛量大，能耗大。 ？活性炭吸附法：该方法◥伴随着NOx吸附过程中的化学反应。在将NOx吸附在活性炭的表面上之后，活性炭对NOx具有还原作用。反应公式如下：C？ 2不？ N 2？二氧化碳2C？ 2 NO2？ 2CO2？ N 2活性炭对低浓度的NOx具有高】吸附能力。吸附能力超过了分子筛和硅胶。但是其缺点是对↓NOx的吸附能力小，分析和再生很麻烦。活性炭在300°C以上可能会自燃，处♀理不当会造成二次污染，因此难以实际应用。 ？硅胶吸附法「：使用硅胶作为吸附剂，首先将NO氧化，然后再吸附，加热后解吸⊙。当浓度高于0. 1％时，NO浓度高于1％-1. 5％，效果很好，但是如果气体中包含固体杂质，则此方法不合适，因为固体杂质会堵塞吸附剂间隙，使吸附♂剂失去作用。 ？分子筛吸附法」：常用的吸附剂分子筛包Ψ括氢型丝光沸石，氢型皂沸々石等。

以氢丝光沸石为例。该物质对NOx的吸附能力强。在有氧条件下▼，它可以氧化」NO使其被吸々附。分子筛吸附技◥术用于纯化氮氧化物是吸附方法中最有前途的方法之一。在国外工业设施中预处理硝酸尾气的催化还原方法的原理是在催化剂存在下进行还原。性物质将是不可还原的有害气体。 ？非选择性催化还原法：非选择性催化还原法，最早使用铂族金属作为载体催化※剂的主要成〓分。通过加热≡反应将其除去。该◤方法最早于1956年用于使硝酸装置的尾气脱色，即使用少量的还原剂将尾气中的红棕色还原为无色并排出。它并不能真㊣　正去除NOx，只是看不到黄色。 ？氨选择性催化还原法：该方法具有更多的实用优势①，技术成熟，在工业上有更多的应用。该方法中使用的催化剂可以是铂基或非铂基↘负载的催化剂ぷ。反应温度低◥于非选择性催化还原的温度。还原剂氮▅仅与NO反应，不与废气中的氧反应。这样可以节省大量氨气。金属-碳基催化剂的催化还原方法：该方法是目前中国较先进的方法①。以活性炭为▆载体，以碱金属为催化剂，可在低燃烧温度下彻底处理产品。该方法已应用于航天发射领域，处理⊙效果良好。液体吸收法←？ NaOH溶液吸收法：反应方程式：2 NOx？ 2氢氧化钠2O不？ 2号吗2氢氧化钠？ 2？ H 2O该方法主要用于处理硝酸生产尾气，硝化反应尾气以及利用硝酸处理金属产生的废气。

这种废气的浓度一般█在1000至有时高之间，但排放量不大吗？尿素-硝酸溶液吸收法：我国某航空发射中心负责填充系统和仓库产生的氮氧化物。废气以这种方式处理。经过多年使用，该处理系统已被证明在处理氮氧化物方面具有高效率和稳定的性能。 ？水硫酸亚铁两级【吸收法：氮氧化物废气通常通【过吸水处理。由于NO的吸水效率低和NO的吸收率高，形成了不稳定的配合物。反应方程为：FeSO 4？不？ Fe（NO）SO 4Fe-EDTA-S032-复合吸收法在固定燃烧装置排放的烟道气中╲的氮氧化物中，有90％以上是NO。如果被溶液吸收，则NO必须被氧化以达到良好的吸收效果。但是，如果使用Fe-EDTA络合物吸收NO，则可以将其直接＠与NO络合。在还原「剂的存在下，NO被还原◥为或可以被去除。国内尚无该方法的报道，国外仅在日本的中试工厂中使用过。我国现有的氮氧化物】处理技术目前，近年来开发的氮氧化△物废气处理方法主要◥包括电子束辐照，光催化氧化』，生化法，低温等离子体技术和液膜法。 2. 1电子束照射方法电子束照射方法的原理是向烟道气中添∩加少量氨，水蒸气或甲烷气，然后利用电◇子加速器产生的高能电子流直接辐射要处理的气№体，并通过高能电子。它与气体中的氧分子和水分子发生碰撞，以离解和电离形成不¤平衡等离子体。其中产◇生的大量活性颗粒（例如OH，O和HO2等）与污染物发ㄨ生反应，将其氧化并去除。

高能电子产生等离子体工艺是从工业烟气中去除NOx的有效方法之一。它的优点是不产生废←水，回收的副产物可以用作氮肥，可以同时去除SO2和NOx，去除率高。结合化学方法和等离子体方法的优点，一些研究〓已经采用在等离子体发射场中添加催化剂的方法来研究在催化剂和等离子体的联合⌒　作用下烟道气中NOx的去除。在该领域中↑已经开发出一批适合于反硝化过程的催化剂，例如Ti O 2、 Al 2O3颗粒催化剂，Al 2O3负载的贵金属催化剂和分子筛催化剂。近年来，有人提出了↓使用高压脉冲电源而不是电子加速№器的脉冲放电等离子体烟气脱硫和反硝化技术。陈卫华等。研究了使用脉冲放电等离子体装置并加入丙烯作为催化剂的脱硫和反硝化效果。 2. 2光催化氧化半导体光＠ 催化技术是近30年来开发的№一种新型的节能绿色环保技术。目前研究的光催化剂包括TiO 2、 ZnO，CdS，CuO，WO 3、 SnO2等。在许多光催化剂中，二氧化钛因其化学性质稳定，反应条件温和，催化性能⊙优异，安全性高而被广泛使用。无毒副作用，无二次污染。自从我第一次报道二氧化钛在NO的催化净化中的应用以来，在这一领域进行了∮大量的研究。邱兴林等人开发的含有纳米级Ti O2的光催化环保涂料在阳光的作用下几乎完全降解了NO。

关于TiO2的光催化机理，一般认为，在波长■小于的光的照射下，TiO2的价带〖电子将被激发到导带，形成电子-空穴对，并且电子-空穴对迁移到半导体颗粒的表卐面。表面物种捕获。光诱导的导带电子与吸附在催化剂表面的O2结合形成·O-和其他活性自由基；空穴与吸附在表面的水或覆盖催化剂颗粒表面的羟基的反应也可形卐成·OH自由基。 NO的初始浓度ζ，气体停留时间，反应温度，紫外线强度等因素都会影响NO的分解♀速率。 ·OH和HO·以及其√他自由基在NOx的氧化中起着非常重要的作用。 O 2是半导体导带中的光诱导电子捕获剂，可有效防止电子与空穴的复合。同时，O 2捕获由电产生的各种活性自由基，这在光催∩化过程中具有一定的促进作用。英国千禧化学公司最∩近开发了一种可以帮助◆去除NO的生态涂料。它的主要成分是Ti O2和CaCO颗粒。 Ti O2颗粒在阳光下吸收紫外线，将NO气体转化为硝ω酸，然后使用CaCO进行中和。释放出的副产物，例如CO 2、水和硝酸钙将被雨水等冲走，NO去除率可达到60％。对于纳米催化剂，存在诸如容易失活和容易团聚的问题。采用了将纳米二氧化钛固定在∩分子筛上的』方法。

它不仅可以改善催化剂的分散性，而且可以延长催化剂的使用寿命。另外，分子筛对NO有一定的吸附作用，可以提高催化效率。通过修●饰分子筛，可以提〗高其选择性，并且可以最大程度地将NO分解为N2和O2。 2. 3生化方法生化方法是近十年来发展起来的一种治疗方∴法。由于它是通过模仿自∞然界的自然提纯过程而建立的处理方法，因此过程短∑　，投资少，运行成本低。它以其简单的管理等特点，具有巨大的发展潜力，引起了越来越多◢研究者的关注。含NOx废气的生︻化处理的基本原理是，气相中的NOx（例如NO和NO2）首先通过质量转移过程（例如溶解或吸附）转移到液相中。例如，NO 2通过形成NO 3-或NO 2-溶解在水中，并被NO 3吸收。然后在碳的添加下，借助于微生物对微生物分布在液相中的含氮化合物的吸收以及微生物中的氧化，还原，分解和代谢，借助微生物的生命代谢活动其他生物效应，将部分吸★收的含氮化合物转化为微生物生长所需的营养¤物，形成新细胞，从而使微生物得以生长和繁殖；另一部分含氮化合物被微生物分解成简单无害的氮或易于处理的NO3或NO2，同时释放了微生物生长和活性所需的能量。

在废气的生物处理□　中，微生物的存在可以分为两种类型：悬浮生长系统和附着生长系统。悬浮生长系统是指微生物及其营养成分以液相形式存在，气体中╳的污染物通过与悬浮物接触而转移到液相⊙中，从而被微生∏物净化，呈喷雾塔，气泡塔的形式。和其他生物。洗涤器。废气经╳过加湿后进入生物滤床。当通过过滤层〇时，污染物从气相转移到生物膜的表面并被微生物净化。悬浮液生长系统和附着的生长系统在净化NOx方面有其自身的优势。前者相对容易控制微卐生物的环境和操作条件，但由于NOx在NOx中所占比例较大氧化废气处理，并且由于水不易溶解，因此NO的净化率不高。 2. 4低温等离子体技术近◣年来，低温等离子体在固体√废物，废水和废气处理中的应用备受关注。等离子▲体是一种导电流体，在宏观上呈现出电中性。它对外部电磁场非常敏感，等离子体中富含大量具有大量内部能量的各种微观粒子。它的物理和化学①性质非常活泼，并且易于与其他物质相互作用。低温等离子体的电子温度可以达到104K以上，而离子和中性粒→子的温度只有300-500 K，系统的表观温度相对较低。气体低温等离子体产生的常用方〓法是放电法，即气体在电场作用下分解并♀导电，从而产生电离气体。

放电方法包括辉光放电，电晕放电，介电势①垒放电，射频Ψ 放电和微波放电。由于通常需要在常压下进行气态污染物的处◎理，因此电晕放电和介电势垒放电只有两种形式，它们可以在常压下产生低温等离子体。当前的研究集中在这两种放电方法上。其中，电晕放※电使用不对称电极放电产生等离子体。但是，难以获得大体积ㄨ的等离子体。介电势垒放电可以在很大的压力，电压和频率范围内使用。另外，由于它可以在较大的区域中形成等离子体区，因此→允许较大的气流。低温等离子ㄨ体净化NO的作用机理是颗粒发生非弹性碰撞的结果。由外部电场放电产生的高能电子被用来撞击排气中的气体分子（NOx，N 2、 O 2和H 2O等）以获得能量。它可以被活▃化，分解和离子化，产生具有强氧化能力的自由基原子氧（O），原子氮（N），臭氧（O3）等。这些强氧化性物质可与废气中的NOx快速反应，并产生其他种类的活性物质，从而导致一系列复杂的化学反应。氧气对NO的去除具有抑制≡作用。放电增强了物◥种的活性，并且可以实现一些在没有催化剂的情况下在室温和压力下难以或不可能发生的化学过程。在反应过程中，高能电子起决定性作用。而这主♀要取决于电子的平均能量，电子密度，气体温度等条件。

使用低温等离子体技术不仅可以节省能源和设备，而且易】于实施。它具有处理效果好，处理↓范围广，多种污染物同时处理，净化彻底，无二次污染等优点，因此在废气处理领域已逐渐引起人们的关注。发展♂前景广阔。 2. 5液膜法⊙净化烟气的液膜法是由美国能源部的能源技术中心（PETC）开发的。国外如美国，加拿大，日本等国家对液膜法进行了大量研究。液膜是水性液体。原则上，任何∏可以吸收NOX的液体都可以用作液膜，但是在使用前必须进行测试以证明该气体具有良好的渗透性。与固体膜（电渗析，反渗透等）相比，液体膜具有其独特的优势。例如，由于液体表▼面张力的作用，液体膜在膜表面上没有Ψ针孔。它们具有大的表面积；膜的厚度极薄；膜本身可以重复使用多次；乳化液膜不需要支撑物；没有清洁，维护和使用寿命问题；节能；液膜渗透速度々快，选择性高，柔韧性大。可根据不同要求进行设计。分离过程的种类。总结与展望中国进入了节能减排的新时代。为了『减少烟道气中NOx对大气的▲污染，一方面需要改善燃≡烧技术以抑制其产生，另一方面必须加强废气中NOx的净化和处理。我国烟气脱硝技术的研究仍处于起步阶段，目前大多数技术仍处于实验∞室研究阶段。有必要改善现有工艺，确定◥最佳应用条件，并加ぷ强对新工艺的研究。

根据我国国情，特别是经济承受①能力，应选择控制技㊣　术，使其适应↘当地条件，充分利用当地资源，在经济上可行，技术成熟，运行可靠。可以相信，随着NOx的排放和某些烟气反硝化技术的成熟，我国的烟气反硝化将进入一个新的发展时期。氮氧化物的控制↙措施是否适当，将在未来我国经济，政治和环境的可持续发展中发挥至关重要的作用。随着人们对环境污染控制的关注和某些高新技术的开发与应用，不可避免地会有⊙更多的新技术应用于NOx的处理，而高效，低投入，资源利用，无二次污染的NOx防治技术将成为未来研究的主流，也将为我国的氮氧化物处理提供更经济，有效和可行的技术方法。洁净煤技术的研究，开发㊣和应用已成为当务之急。必须开发和研究适合我国国情的高效低污染燃烧技术，并加强高效，防结渣，低排放的高性能燃烧器的开发和应用。参考文献：[1]易红红。宁平。氮氧化物废气处理技术[J]。深圳 科技大学环境与化学工程，1998，（4）：17?2 0. [2]孙德荣。吴兴武。我国氮氧化物烟气处理技术的现状与发展趋势[J] ]。 深圳 环境科学，2003，22（3）：47?5 0. [3]王海燕。苏志兴。吴洪波。新技术在氮氧化物处理中的应用[J]。科技信息，2006，（1。 1）：10?1 2. [4]曹军。含▓氮氧化物（NOx）废气的处理方法[J]。哈尔滨联恒异氰酸酯有限公司，2007，（2)：97?10 1. [5]李玉云。金相夫。高全喜。匡武。化学废气的处理技术及发展[J]。能源与环境2008，（5)：51?5 4.