浅谈空气中的氮氧化物的污染及其治理

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1、浅谈空气中的氮氧化物的污染及其治理摘要氮氧化物是只由氮、氧两种元素组成的化合物，包括氧化二氮，一氧化氮，三氧化二氮，二氧化氮，四氧化二氮，五氧化二氮。氮氧化物是大气的主要污染物之一，是治理大气污染的一大难题。本文介绍了氮氧化物的来源以及治理氮氧化物的主要方法，分析了这些方法处理氮氧化物的优点或缺点，并预测未来处理氮氧化物方法的发展趋势。关键词氮氧化物产生危害治理天然排放的氮氧化物，主要来自土壤和海洋中有机物的分解，属于自然界的氮循环过程。人为活动排放的氮氧化物，大部分来自化石燃料的燃烧过程，如汽

2、车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程；也來G生产、使用硝酸的过程，如氮肥厂、冇机中间体厂、冇色及黑色金属冶炼厂等。据80年代初估计,全世界每年由于人类活动向大气排放的氮氧化物，约5300万吨。氮氧化物对环境的损害作用极大，它既是形成酸雨的主要物质之一,也是形成大气屮光化学烟雾的重耍物质和消耗臭氧的一个重耍因子。其危害主耍包括：1.NOx对人体及动物的致毒作用。N0对血红蛋白的亲和力非常强，是氧的数十万倍。一旦K0进入血液中，就从氧化血红蛋白中将氧驱赶出来，与血红蛋白牢固地结合在一起。K吋间暴露在

3、N0环境屮较易引起支气管炎和肺气肿等病变。这些毒害作用还会促使早衰、支气管上皮细胞发生淋巴组织增生，甚至是肺癌等症状的产生。2.对植物的损害作用，氮氧化物对植物的毒性较其它大气污染物耍弱，一般不会产生急性伤害，而慢性伤害能抑制植物的生长。危害症状表现为在叶脉间或叶缘出现形状不规则的水溃斑，逐渐坏死，而后干燥变成白色、黄色或黄褐色斑点，逐步扩展到整个叶片。3.N0x是形成酸雨、酸雾的主要原因之一。高温燃烧生成的N0排人大气后大部分转化成N0,遇水生成11NO3、IIN02,并随雨水到达地面，形成酸

4、雨或者酸雾。酸雨危害是多方而的，包括对人体健康、生态系统和建筑设施都冇宵接和潜在危害。酸W可使儿童免疫功能卜*降，慢性咽炎、支气管哮喘发病率增加，同时可使老人眼部、呼吸道患病率増加。酸雨使农作物人幅度减产，特别是小麦，在酸雨影响下可减产13%至34%。大豆、蔬菜也容易受酸雨危害，导致蛋白质含量和产量下降。酸雨对森林和其它楨物危害较大，常使森林和其它植物叶子枯黄、病虫害加重，最终造成大而积死亡。1.氮氧化物与碳氢化合物形成光化学烟雾。NO排放到大气后宥助于形成03导致光化学烟雾的形成。光化学烟雾对

5、生物有严重的危害，如1952年发生在美W洛杉矶的光化学烟雾事件致使大批居民发生眼睛红肿、咳嗽、喉痛、皮肤潮红等症状，严重者心肺衰竭，冇几丙名老人因此死亡。该事件被列为世界十大环境污染事故之一。2.氮氧化物亦参与臭氧层的破坏。N20能转化为N0,破坏臭氧层，其过程可以用以下几个反应表示：N20+0——N2+02,N2+02——2N0,NO+Oa——N02+02N02+0——i+02,03+0——202上述反应不断循环，使03分解，臭氧层遭到较大的破坏。由于NOx对大气环境以及生物群体有着各种各

6、样的危害，因此学者以及研究人员正在努力寻找着科学高效的治理方法，其主要方法归纳如下：()液体吸收法此法是利用氮氧化物通过液体介质时被溶解吸收的原理，除去NOx废气。此方法设备简单、费用低、效果好，故被化工行业广泛采用，现在主耍的方法宥：(一)吸收法：1.碱液吸收法：比较各种碱液的吸收效果，以NaOH作为吸收液效果最好，但考虑到价格、来源、操作难笏以及吸收效率等因素，工业上应用最多的吸收液是Na2C03。2.仲辛醇吸收法此法采用蓖麻油裂解的副产物-仲辛醇作为吸收液处理NOx尾气仲辛醇不但能有效地吸

7、收NOx,且自身被氣化成~系列的屮间产物，该系列屮间产物可以氣化得到重要的化工原料己酸。吸收过程中，NOx有一小部分被还原成NH3,大部分被还原成n2。（二）固体吸附法固体吸附法主要包括分子筛法、泥煤法、硅胶法。1.分子筛法常用的分子筛主耍冇丝光沸也Na2AbSiloO247H20该物质对NOx冇较高的吸附能力，在宥氧条件下，能够将NO氧化为N02加以吸附。2.泥煤法国外采用泥煤作为吸附剂来处理NOx废气，吸附NOx后的泥煤，可直接用作肥料不必再生，但是机理很复杂，气体通过床层的压力较大，目前仍

8、处于实验阶段。3.硅胶法以硅胶作为吸附剂先将NO氧化为N02再加以吸附，经过加热便可解吸附。当N02的浓度高于0.1%,NO的浓度高于1%〜1.5%时,效果良好,但是如果气体含固体杂质吋，就不宜用此方法，因为固体杂质会堵塞吸附剂空隙而使吸附剂失去作用。（三）催化反应法1.选择催化还原（SCK）法此法的原理为:使用适当的催化剂，在一定条件卜，用氨作为催化反应的还原剂，使氮氧化物转化成无害的氮气和水蒸气。反应如下：6N0+4NH3一5N2+6H206N02+8NH3->7N2+12H2O选择性还原所