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深度剖析——氮氧化物(NOX)

更新時間: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R虼?,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來源于自然和人為活動的排放。


大氣中的氮氧化物主要來源于兩個方面:自然產(chǎn)生與人為排放。

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

氮氧化物主要指一氧化氮NO和二氧化氮NO2兩種,大部分來源于礦物燃料的高溫燃燒過程。一氧化氮相對無害,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制品也可以直接釋放二氧化氮。一般來說機動車排放是城市氮氧化物主要來源之一。


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煙霧、酸雨、光化學臭氧等嚴重的大氣污染現(xiàn)象。

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

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

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

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


1.呼吸系統(tǒng):長期吸入氮氧化物會刺激呼吸道,引起咳嗽、喉嚨疼痛、氣短等呼吸系統(tǒng)癥狀,嚴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):氮氧化物會影響心血管系統(tǒng),導致心臟病、高血壓、動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,導致頭痛、眩暈、疲勞等癥狀,嚴重者可能產(chǎn)生神經(jīng)衰弱、癡呆等疾病。

對兒童來說,氮氧化物可能會造成肺部發(fā)育受損。研究指出長期吸入氮氧化物可能會導致肺部構(gòu)造改變,但仍未可確定導致這種后果的氮氧化物含量及吸入氣體時間。

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


氮氧化物(NOX)在大氣環(huán)境中經(jīng)光化學反應、氧化反應、自由基反應等而發(fā)生變化的過程。氮氧化物和碳氫化合物在陽光照射下通過一系列反應形成光化學煙霧,是大氣污染化學的重要內(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,形成NO2,因此大氣中的氮氧化物一般是NO2的形式??諝庵械?/span>NONO2通過光化學反應和相互轉(zhuǎn)化來平衡。

在存在較大溫度或云的情況下,NO2會進一步與水分子一起作用,形成酸雨-硝酸 (HNO3) 中第二重要的酸。當催化劑存在時,如果添加適當?shù)奶鞖鈼l件,N02將以加速的速度轉(zhuǎn)化為硝酸。特別是當NO2SO2同時存在時,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干法和濕法進行凈化處理。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用較多。

氧化還原吸收法

用O3、ClO2等強氧化劑在氣相中把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。在同一塔中可同時脫去煙氣中SOx和NOX, 脫硫率99%,脫氮率達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行處理。

氮的氧化物怎么處理?

氮的氧化物是嚴重的大氣污染物,可以通過以下方法處理:

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,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熱解產(chǎn)物發(fā)生反應生成N0x,燃料中氮并非全部轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>NOX,它存在一個轉(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)降低燃燒的過量空氣系數(shù)和局部氧濃度。

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