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深度剖析——氮氧化物(NOX)

更新時(shí)間:2024-01-26 09:14:38


氮氧化物指的是只由氮、氧兩種元素組成的化合物,包括多種化合物,如一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等。除一氧化二氮及二氧化氮以外,其他氮氧化物均不穩(wěn)定,遇光、濕或熱變成二氧化氮及一氧化氮,一氧化氮又變?yōu)槎趸?。因此,職業(yè)環(huán)境中接觸的是幾種氣體混合物常稱為硝煙(氣),主要為一氧化氮和二氧化氮,并以二氧化氮為主。氮氧化物都具有不同程度的毒性。

NOX是氮氧化合物的總稱,通常包括NO和NO2等,大氣中的NOX來(lái)源于自然和人為活動(dòng)的排放。


大氣中的氮氧化物主要來(lái)源于兩個(gè)方面:自然產(chǎn)生與人為排放。

人類活動(dòng)產(chǎn)生的氮氧化物主要來(lái)源于燃燒過(guò)程,可分為固定源和移動(dòng)源,是造成大氣污染的主要污染源之一。固定源指來(lái)自工業(yè)生產(chǎn)的燃料燃燒,還有部分來(lái)自硝酸生產(chǎn)、硝化過(guò)程、炸藥生產(chǎn)和金屬表面硝酸處理等過(guò)程的排放,移動(dòng)源指交通運(yùn)輸燃料燃燒的排放。

氮氧化物主要指一氧化氮NO和二氧化氮NO2兩種,大部分來(lái)源于礦物燃料的高溫燃燒過(guò)程。一氧化氮相對(duì)無(wú)害,但它迅速被空氣中的臭氧氧化為二氧化氮。燃燒含氮燃料如煤和含氮化學(xué)制品也可以直接釋放二氧化氮。一般來(lái)說(shuō)機(jī)動(dòng)車排放是城市氮氧化物主要來(lái)源之一。


1.大氣污染。氮氧化物是大氣污染的主要成分之一,對(duì)人類健康和環(huán)境產(chǎn)生重大影響。它們能夠?qū)е鹿饣瘜W(xué)煙霧、酸雨、光化學(xué)臭氧等嚴(yán)重的大氣污染現(xiàn)象。

2.對(duì)植物和動(dòng)物的影響。氮氧化物可以破壞植物的葉片和根部,影響植物的生長(zhǎng)和發(fā)育,還可以影響動(dòng)物的生態(tài)系統(tǒng),例如,海洋生物的生長(zhǎng)和繁殖。

3.對(duì)地球氣候的影響。二氧化氮是溫室氣體之一,能夠吸收地球輻射,對(duì)全球氣候產(chǎn)生影響。

4.氮氧化物(NOX)還會(huì)造成土壤的酸化。排入大氣中的氮氧化物(NOX)和二氧化硫會(huì)導(dǎo)致酸雨。

5.氮氧化物(NOX)還會(huì)通過(guò)雨水落在江河湖泊、海洋中,進(jìn)入地下水,造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化。富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題還能引起土壤化學(xué)成分改變,即土壤酸化以及生態(tài)系統(tǒng)失衡


1.呼吸系統(tǒng):長(zhǎng)期吸入氮氧化物會(huì)刺激呼吸道,引起咳嗽、喉嚨疼痛、氣短等呼吸系統(tǒng)癥狀,嚴(yán)重者還可能引起支氣管哮喘、慢性阻塞性肺病等呼吸系統(tǒng)疾病。

2.心血管系統(tǒng):氮氧化物會(huì)影響心血管系統(tǒng),導(dǎo)致心臟病、高血壓、動(dòng)脈粥樣硬化等心血管疾病。

3.神經(jīng)系統(tǒng):氮氧化物可以影響神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能,導(dǎo)致頭痛、眩暈、疲勞等癥狀,嚴(yán)重者可能產(chǎn)生神經(jīng)衰弱、癡呆等疾病。

對(duì)兒童來(lái)說(shuō),氮氧化物可能會(huì)造成肺部發(fā)育受損。研究指出長(zhǎng)期吸入氮氧化物可能會(huì)導(dǎo)致肺部構(gòu)造改變,但仍未可確定導(dǎo)致這種后果的氮氧化物含量及吸入氣體時(shí)間。

除以上相對(duì)常見危害外,還可能導(dǎo)致其他,如口腔遺傳、免疫系統(tǒng)異常、遺傳能力喪失。如果有嚴(yán)重不適情況,建議及時(shí)就醫(yī)。


氮氧化物(NOX)在大氣環(huán)境中經(jīng)光化學(xué)反應(yīng)、氧化反應(yīng)、自由基反應(yīng)等而發(fā)生變化的過(guò)程。氮氧化物和碳?xì)浠衔镌陉?yáng)光照射下通過(guò)一系列反應(yīng)形成光化學(xué)煙霧,是大氣污染化學(xué)的重要內(nèi)容。

在高溫燃燒條件下,氮氧化物主要以NO的形式存在,氮氧化物的初始排放量約為95%。然而,大氣中的NO很容易與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng),形成NO2,因此大氣中的氮氧化物一般是NO2的形式。空氣中的NONO2通過(guò)光化學(xué)反應(yīng)和相互轉(zhuǎn)化來(lái)平衡。

在存在較大溫度或云的情況下,NO2會(huì)進(jìn)一步與水分子一起作用,形成酸雨-硝酸 (HNO3) 中第二重要的酸。當(dāng)催化劑存在時(shí),如果添加適當(dāng)?shù)奶鞖鈼l件,N02將以加速的速度轉(zhuǎn)化為硝酸。特別是當(dāng)NO2SO2同時(shí)存在時(shí),它們可以相互催化, 形成硝酸更快。


氮氧化物如何處理/去除?

氮氧化物處理主要通過(guò)干法和濕法進(jìn)行凈化處理。氮氧化物干法處理有催化還原法、吸附法等;氮氧化物濕法處理有直接吸收法、氧化吸收法、氧化還原吸收法、液相吸收還原法和絡(luò)合吸收法等。

氮氧化物的處理主要有以下方法:

干法

主要有催化還原法、吸附法等。

催化還原法適用于治理各種污染源排放出的NOX。

吸附法用分子篩等吸附劑,吸附硝酸尾氣中的NOX,還可用于其他低濃度NOX廢氣的治理。

濕法

有直接吸收法、氧化吸收法、氧化還原吸收法、液相吸收還原法和絡(luò)合吸收法等。

直接吸收法有水吸收、硝酸吸收、堿性溶液(氫氧化鈉、碳酸鈉、氨水等堿性液體)吸收,濃硫酸吸收等多種方法,此法可從尾氣中回收80~90%的NOX。

氧化吸收法

在氧化劑和催化劑作用下,將NO氧化成溶解度高的NO2和N2O3(三氧化二氮),然后用水或堿液吸收脫氮的方法,在濕法排煙脫氮工藝中應(yīng)用較多。

氧化還原吸收法

用O3、ClO2等強(qiáng)氧化劑在氣相中把NO氧化成易于吸收的NOX和N2O3,用稀HNO3或硝酸鹽溶液吸收后,在液相中用亞硫酸鈉(Na2SO3)、硫化鈉(Na2S)、硫代硫酸鈉(Na2S2O3)和尿素【(NH2)2CO】等還原劑將NO2和N2O3還原為N2。此法已用于加熱爐排煙凈化。在同一塔中可同時(shí)脫去煙氣中SOx和NOX, 脫硫率99%,脫氮率達(dá)90%以上。

氮氧化合物怎么處理,按照凈化作用原理的不同,可以采用催化還原法、吸收和吸附三類方法進(jìn)行處理。

氮的氧化物怎么處理?

氮的氧化物是嚴(yán)重的大氣污染物,可以通過(guò)以下方法處理:

催化還原法處理氮氧化物:2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g);

活性炭還原法處理氮氧化物:C(S)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)

氮氧化物怎么處理可以降低排放量?

降低氮氧化物的排放量有以下幾種措施:

1、在燃用揮發(fā)分較高的煙煤時(shí),燃料型NOX含量較多,快速型NOX極少。燃料型NOX是空氣中的氧與煤中氮元素?zé)峤猱a(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)生成N0x,燃料中氮并非全部轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>NOX,它存在一個(gè)轉(zhuǎn)換率,降低此轉(zhuǎn)換率控制NOX排放總量,可采取:(1)減少燃燒的過(guò)量空氣系數(shù);(2)控制燃料與空氣的前期混合;(3)提高入爐的局部燃料濃度。

2、熱力型NOX:是燃燒時(shí)空氣中的N2和02在高溫下生成的NOX,產(chǎn)生的主要條件是高的燃燒溫度使氮分子游離增本化學(xué)活性;然后是高的氧濃度,要減少熱力型NOX的生成,可采取:(1)減少燃燒高溫度區(qū)域范圍;(2)降低鍋爐燃燒的峰值溫度;(3)降低燃燒的過(guò)量空氣系數(shù)和局部氧濃度。

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