氮氧化物废气处理

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1、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主要控制方法，包括电子束照射法，光催化氧化法，生化法，低温等离子体技术，液膜法。关键词：氮氧化物；处理技术；1、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

2、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500×106t,人类活动产生的NOx每年约50×106t。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

3、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,

4、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。2.我国氮氧化物的处理技术　目前,近些年发展起来的处理氮氧化物废气的方法主要有电子束照射法，光催化氧化法，生化法，低温等离子体技术，液膜法。2.1电子束照射法电子束照射法的原理是在烟气中加入少量氨气、水蒸气或甲烷气,再利用电子加速器产生的高能电子流,直接照射待处理的气体,通过高能电子与气体中的氧分子及水分子碰撞,使之离

5、解、电离,形成非平衡等离子体,其中所产生的大量活性粒子(如OH、O和HO2等)与污染物进行反应,使之氧化去除。高能电子产生等离子体工艺是工业烟气中去除NOx的有效方法之一。其优点是不产生废水,回收副产物NH4NO3可作氮肥加以利用,能同时脱除SO2和NOx,且具有较高的脱除率。结合化学方法和等离子体方法的优点,有研究采用了一种在等离子体发射场中加催化剂的方法,来研究催化剂、等离子体共同作用下烟气中NOx的脱除情况。该领域已开发了一批适用于脱氮过程的催化剂,如TiO2、Al2O3颗粒催化剂、Al2O3负载贵金属型催化剂和分子筛

6、催化剂等。近年来有人提出了用高压脉冲电源代替电子加速器的脉冲放电等离子体烟气脱硫脱硝技术,陈伟华等研究了利用脉冲放电等离子体装置,在添加丙烯作催化剂下的脱硫脱硝效果。2.2光催化氧化法半导体光催化技术是近3O年发展起来的新型节能绿色环保技术，目前研究过的光催化剂有TiO2、ZnO、CdS、CuO、WO3、SnO2等，在众多的光催化剂中,二氧化钛以其化学性能稳定、反应条件温和、催化性能优良、安全无毒副作用、无二次污染等优点而被广泛使用。自从Ibusuki首次报道了将二氧化钛应用于NO的催化净化，这方面的研究很多，邱星林等研制的

7、含纳米级TiO2的光催化环保涂料，在太阳光作用下，NO几乎全部被降解。关于TiO2的光催化机理一般认为：在波长小于380nm光的照射下，TiO2的价带电子会被激发到导带形成电子一空穴对，电子一空穴对迁移到半导体颗粒表面，被表面物种捕获．光激导带电子与吸附在催化剂表面的O2结合形成·O2-HO2·O-等活性自由基；空穴与吸附在表面的水或覆盖在催化剂颗粒表层的羟基反应也能形成·OH自由基。NO的起始浓度、气体停留时间、反应温度、紫外光强度等因素对NO的分解率有影响。·OH和HO·等自由基对NOx的氧化起着非常重要的作用。O2是半

8、导体导带光致电子的俘获剂，可有效地阻止电子与空穴的复合，同时O2通过俘获电产生的各种活性自由基，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研制出一种能协助清除NO的生态漆，其主要成分为TiO2和CaCO微粒。TiO2微粒吸收太阳光中的紫外线将NO气体转化成硝酸，再利用CaCO于