含氮化合物废气处理解决方案

氮氧化合物是以 N0 和 N02 为主的含氮化合物:大气中对环境有影响的含N污染物主要是 NO和NO2,其他还有NO2 、NO3及铵盐。NO 和 NO2 是对流层中危害最大的两种氮的氧化物。NO 的天然来源有闪电、森林或草原火灾、大气中氨的氧化及土壤中微生物的硝化作用等。NO2 的人为源主要来自化石燃料的燃烧(如汽车、飞机及内燃机的燃烧过程)、也来自硝酸及使用硝酸等的生产过程,氨肥厂、炸药厂、有色及黑色金属冶炼厂的某些生产过程等。氨在大气中不是重要的污染气体,主要来自天然源,它是有机废物中的氨基酸被细菌分解的产物。氨的人为源主要是煤的燃烧和化工生产过程中产生的。在许多气体污染物的反应和转化中,氨起着重要的作用,它可以和硫酸、硝酸及盐酸作用生成铵盐,在大气气溶胶中占有一定比例。【废气处理】

一、工业废气的主要来源

造成大气污染的废气及污染物主要来自工业污染源,在我国历年的《全国环境统计公报》中主要统计工业废气,包括燃料燃烧废气和生产工艺废气。历年来我国废气治理的重点是:燃料燃烧(主要是燃煤)废气、生产工艺废气,以及汽车尾气。

(一)燃料燃烧废气

作为一次能源的化石燃料的燃烧,化石燃料的燃烧,特别是不完全燃烧将导致由烟尘、硫氧化物、氮氧化物、碳氧化物的产生,引起大气污染问题,以燃煤引起的大气污染问题最为严重。我国使用的能源燃料中,以固体燃料煤占的比例最大。根据《中国统计年鉴》(1995)的能源结构资料,1984〜1993年10年统计,煤占75%-76%,石油占17%左右,天然气等占2.2%～2.4%(其余为水电)。可见煤和石油天然气的使用占中国能源使用的绝大比例。然而煤燃烧是烟尘、硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳等主要污染物的来源。因为不完全燃烧,燃烧天然气排放的废气天然气的主要成分是二氧化碳,也含有数量不定的乙烷和少量的氮、氦和甲烷。一般要求天然气加工厂回收可液化的组分并在去除硫化氢后方可使用。燃烧天然气一般过量空气率范围为10%~15%,但是一些大型锅炉却在较低的过量空气率下运行以增加燃烧效率和减少氮氧化物排放量。但当操作不当、混合不好、空气不充足时都可能产生大量的烟、一氧化碳和烃类等污染排放物。同时,在工厂加工时,为使人易于察觉,把含硫的硫醇加到天然气中,因此在燃烧过程中也会产生少量硫氧化物。【氮氧化物废气处理】

(二)工业生产源

1.煤炭工业源

煤炭加工主要有洙煤、炼焦及煤的转化等,在这些加工中均不同程度地向大气排放各种有害物质主要有颗粒物、二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物及挥发性有机物及无机物。

2.石油和天然气工业源

(1)石油炼制 :石油原油是以烧经、环焼径、芳烃等有机化合物为主的成分复杂的混合物。除烃类外,还含有多种硫化物、氮化物等。

(2)天然气的处理过程:从高压油井来的天然气通常经过井边的油气分离器去除轻凝结物和水。天然气中常含有天然气油、丁烷和丙烷,因此要经天然气处理装置回收这些可液化的成分方能使用。

3.钢铁工业

钢铁工业主要由采矿、选矿、烧结、炼铁、炼钢、轧钢、焦化以及其他辅助工序(例如废料的处理和运输等)所组成。各生产工序都不同程度地排放污染物。生产1t钢要消耗原材料6~7t,包括铁矿石、煤炭、石灰石、接矿等,其中约80%变成各种废物或有害物入环境。排入大气的污染物主要有粉尘、烟尘、S02、CO、N0x、氟化物和氯化物等。

4.有色金属工业

有色金属通常指除铁(有时也除铬和锰)和铁基合金以外的所有金属。有色金属可分为四类:重金属、轻金属、贵金属、和稀有金属。重有色金属在火法冶炼中产生的有害物以重金属烟尘和SO2为主,也伴有汞、镉、铅、砷等极毒物质。生产轻金属铝时,污染物以氟化物和沥青烟为主;生产镁和钛、锆、铪时,排放的污染物以氯气和金属氯化物为主。

5.建材工业

建筑材料种类繁多,其中用量最大最普遍的当属砂石、石灰、水泥、沥青混凝土、砖和玻璃等。它们的主要排放物为粉尘。【脱硝技术】

6.化学工业

化学工业又称化学加工工业,其中产量大、应用广的主要化学工业有无机酸、无机碱、化肥等工业。其排放的污染物,由原料,加工工艺,生产环境等方面决定。

二、氮氧化合物的危害

一氧化氮是一种无色、无刺激的不活泼气体。而二氧化氮则是棕红色、有刺激性臭味的气体。NO和NO2都是有毒气体,其中NO2比NO的毒性高4～5倍。

NO与血液中血红蛋白的亲合力非常强,生成亚硝基血红蛋白或亚硝基铁血红蛋白,降低血液输氧能力,引起组织缺氧和中枢神经麻痹。

NO2刺激呼吸系统后会引起急性或慢性中毒,主要表现为对肺的损害,此外还对心、肝、肾及造血组织等均有影响。由于NO2不易溶于水,因而能进入呼吸道深部组织,溶解成亚硝酸或硝酸后产生刺激和腐蚀作用。若发生高浓度NO2的急性中毒,则会迅速产生肺水肿,甚至导致窒息死亡;慢性中毒引发的是慢性支气管炎和肺水肿。

与SO2相似,NO2与气溶胶颗粒物具有协同作用。NO2与SO2和悬浮颗粒物共存时,其对人体的危害远大于NO2单独存在时,而且也大于各自污染物的影响之和。

自然环境中的NO2除了与碳氢化物反应形成光化学烟雾外,还能抑制植物的光合作用,使植物发育受阻,生长受到损害,并可能是人体致癌的有关因素。

三、NOx废气的净制

氮氧化物以燃料燃烧过程中所产生的数量最多,约占总数的80%以上,其中固定燃烧源的排放量可达50%以上,其余主要来自机动车污染。此外,一些工业生产过程中也有氮氧化物的排放,化学工业中如硝酸、塔式硫酸、教肥、染料、各种销化过程(如电键)和己 二酸等生产过程中都排放出氮氧化物。

脱除烟气中氮氧化物、称为烟气脱氮,有时也称烟气脱硝。净化烟气和其他废气中氮氧化物的方法很多,按照其作用原理的不同,可分为催化还原、吸收和吸附三类,按照工作介质的不同可分为干法和湿法两类。

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