硝酸生产尾气中n2o的脱除

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1、硝酸生产尾气中N2O的脱除N2O（nitrousoxide）是一种无色有甜味的气体，液化时成为无色液体，熔点点－90.8℃，沸点－88.5℃，气体密度为1.977kg/m3溶于乙醇、醚和浓硫酸，微溶于水，在高温时是强氧化剂，加热时能于氢、氨、一氧化碳或某些易燃物时可发生，不能与水、酸和碱反应，也不被氧气氧化，加热到500℃时明显分解，至900℃时完全分解为氮和氧，有麻醉作用，又称“笑气”。N2O兼有温室效应和对臭氧层破坏作用，和CO2、CH4一样，被列为3个最重要的温室效应气体之一，它造成全球变暖的潜在性比CO2高出310倍。N2O还是所有已知温

2、室效应气体中在大气中持留期最长的，达150年之久（CO2约100年，CH4约10年），易在大气中积累。目前大气中的N2O浓度大约为310nmol/mol，并且以每年0.2%-0.3％左右的速度增加，其增温潜势非常高。N2O与CO2不同，它还是化学活性气体，平流层臭氧的消耗主要是氮氧化物的催化反应造成的，平流层氮氧化物的水平是臭氧含量的最重要决定因子，作用层高度可达数公里至几十公里。N2O目前的发展趋势对人类居住环境构成很大的威胁，因而也是京都协议书（第六款）中明确规定限排的气体之一。正是由于N2O这种巨大的危害性，大气中N2O不断增高的问题引起了

3、各国的广泛关注，自90年代以来对N2O的减排和治理成为科学界最热门的研究课题之一。一、N2O排放的来源N2O主要来源有以下几个方面：1、硝酸生产；2、脂肪酸的生产（如己二酸等）；3、己内酰胺的生产；4、丙烯腈的生产；5、流化床燃烧；6、汽车尾气；7、SCRDeNOx（选择性催化还原法脱除氮氧化物）催化剂的老化；8、农业生产（如肥料的应用）。在硝酸生产过程的氨氧化阶段，会产生N2O，在后续的工艺生产中难以脱除，据估算，每年全球硝酸工厂排放的N2O达400000t，是产生N2O的最大源头。以一个日产1500吨的硝酸工厂来说，尾气流量为200000Nm

4、3，N2O含量高达1500ppmv，其限排潜力巨大。脂肪酸生产过程中产生的N2O浓度在尾气中达30vol.％每年排放N2O达140000t，通过采取各种措施，使减排效率高达95％－98％，但尾气中仍含有高达10000ppmv的N2O，远远高于硝酸生产尾气中的N2O含量。在己内酰胺的生产中，N2O产生的机理仍旧没有令人信服的解释，但是由己内酰胺的生产产生的N2O排放比由硝酸生产产生的N2O要少得多。煤炭等燃料在流化床锅炉燃烧也会产生N2O排放，在烧后的烟气中N2O的浓度达200ppmv，采用阶段燃烧方式，可以减排90％的N2O。汽车尾气中的N2O排

5、放也是产生大量N2O的一个重要因素，而且其治理相当困难；由于SCRDeNOx催化剂没有及时更换导致其老化，也会产生少量的N2O；而在农业生产过程中，肥料的应用会产生微量的N2O，这个来源非常广泛，很难消除。二、硝酸生产工艺和N2O排放硝酸是一种重要的化工原料，不仅用来制造肥料和炸药，也被作为一种氧化剂用于很多脂肪酸生产中。现在硝酸生产采用的均为oswald工艺，主要包括三个步骤：1、氨的催化氧化制NO；氨和进入氨氧化炉中空气发生反应，温度为800－950℃，压力约为1－6.5atm，氨氧化后生成NO和水，在贵金属催化剂作用下一般其转化率可达95％

6、－97％。但是在这个过程中，氨也会发生副反应，生成N2和N2O，约有2％的氨会氧化成N2O，即每生产1t硝酸会产生7kgN2O，硝酸生产中产生的N2O正来源于此。反应式如下：2、NO氧化制NO2;3、NO2被水吸收制硝酸。三、N2O治理(DeN2O)技术概述和其他的氮氧化物治理（脱硝，DeNOx）不同，针对N2O的治理还没有比较成熟的技术。随着环保意识和要求的提高，N2O排放控制技术发展很快，以硝酸生产为例，主要有以下方式：1、优化硝酸生产工艺，从源头上减少N2O的产生。如扩大氨氧化炉炉膛，更换催化剂等；2、N2O催化裂解工艺；3、N2O的催化还

7、原，包括非选择性催化还原法（NSCR）和选择性催化还原法（SCR）。可以选用H2、NH3、天然气（CH4）、丙烷等作为还原剂，将N2O转化成N2、CO或CO2和水；四、DeN2O技术的实际应用1、扩大氨氧化炉脱除N2O氨氧化炉内温度高达850－950℃，若有足够停留时间，N2O在次温度下会完全分解成N2和O2。扩大炉膛，增加了N2O在反应器内的停留时间，使N2O分解更充分，从而达到减少N2O生成的目的。NorskHydro在挪威的Porsgrunn硝酸工厂进行了如下试验，他扩大了氨氧化炉中催化床和换热器间的空间，使得气体在炉内停留时间增加了1到2

8、s，结果发现，尾气中N2O含量减少到200ppmv，N2O减排约70％。但是试验同时发现，以氨氧化炉材质为钢铁时，增加氨氧化炉空间，会同