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深度剖析——氮氧化物(NOX)

更新时间:2024-01-26 09:14:38


氮氧化物指的是只由氮、氧两种元素组成的化合物,包括多种化合物,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,其他氮氧化物均不稳定,遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮,一氧化氮又变为二氧化氮。因此,职业环境中接触的是几种气体混合物常称为硝烟(气),主要为一氧化氮和二氧化氮,并以二氧化氮为主。氮氧化物都具有不同程度的毒性。

NOX是氮氧化合物的总称,通常包括NO和NO2等,大气中的NOX来源于自然和人为活动的排放。


大气中的氮氧化物主要来源于两个方面:自然产生与人为排放。

人类活动产生的氮氧化物主要来源于燃烧过程,可分为固定源和移动源,是造成大气污染的主要污染源之一。固定源指来自工业生产的燃料燃烧,还有部分来自硝酸生产、硝化过程、炸药生产和金属表面硝酸处理等过程的排放,移动源指交通运输燃料燃烧的排放。

氮氧化物主要指一氧化氮NO和二氧化氮NO2两种,大部分来源于矿物燃料的高温燃烧过程。一氧化氮相对无害,但它迅速被空气中的臭氧氧化为二氧化氮。燃烧含氮燃料如煤和含氮化学制品也可以直接释放二氧化氮。一般来说机动车排放是城市氮氧化物主要来源之一。


1.大气污染。氮氧化物是大气污染的主要成分之一,对人类健康和环境产生重大影响。它们能够导致光化学烟雾、酸雨、光化学臭氧等严重的大气污染现象。

2.对植物和动物的影响。氮氧化物可以破坏植物的叶片和根部,影响植物的生长和发育,还可以影响动物的生态系统,例如,海洋生物的生长和繁殖。

3.对地球气候的影响。二氧化氮是温室气体之一,能够吸收地球辐射,对全球气候产生影响。

4.氮氧化物(NOX)还会造成土壤的酸化。排入大气中的氮氧化物(NOX)和二氧化硫会导致酸雨。

5.氮氧化物(NOX)还会通过雨水落在江河湖泊、海洋中,进入地下水,造成水体的富营养化。富营养化问题还能引起土壤化学成分改变,即土壤酸化以及生态系统失衡


1.呼吸系统:长期吸入氮氧化物会刺激呼吸道,引起咳嗽、喉咙疼痛、气短等呼吸系统症状,严重者还可能引起支气管哮喘、慢性阻塞性肺病等呼吸系统疾病。

2.心血管系统:氮氧化物会影响心血管系统,导致心脏病、高血压、动脉粥样硬化等心血管疾病。

3.神经系统:氮氧化物可以影响神经系统的正常功能,导致头痛、眩晕、疲劳等症状,严重者可能产生神经衰弱、痴呆等疾病。

对儿童来说,氮氧化物可能会造成肺部发育受损。研究指出长期吸入氮氧化物可能会导致肺部构造改变,但仍未可确定导致这种后果的氮氧化物含量及吸入气体时间。

除以上相对常见危害外,还可能导致其他,如口腔遗传、免疫系统异常、遗传能力丧失。如果有严重不适情况,建议及时就医。


氮氧化物(NOX)在大气环境中经光化学反应、氧化反应、自由基反应等而发生变化的过程。氮氧化物和碳氢化合物在阳光照射下通过一系列反应形成光化学烟雾,是大气污染化学的重要内容。

在高温燃烧条件下,氮氧化物主要以NO的形式存在,氮氧化物的初始排放量约为95%。然而,大气中的NO很容易与空气中的氧气发生反应,形成NO2,因此大气中的氮氧化物一般是NO2的形式。空气中的NONO2通过光化学反应和相互转化来平衡。

在存在较大温度或云的情况下,NO2会进一步与水分子一起作用,形成酸雨-硝酸 (HNO3) 中第二重要的酸。当催化剂存在时,如果添加适当的天气条件,N02将以加速的速度转化为硝酸。特别是当NO2SO2同时存在时,它们可以相互催化, 形成硝酸更快。


氮氧化物如何处理/去除?

氮氧化物处理主要通过干法和湿法进行净化处理。氮氧化物干法处理有催化还原法、吸附法等;氮氧化物湿法处理有直接吸收法、氧化吸收法、氧化还原吸收法、液相吸收还原法和络合吸收法等。

氮氧化物的处理主要有以下方法:

干法

主要有催化还原法、吸附法等。

催化还原法适用于治理各种污染源排放出的NOX

吸附法用分子筛等吸附剂,吸附硝酸尾气中的NOX,还可用于其他低浓度NOX废气的治理。

湿法

有直接吸收法、氧化吸收法、氧化还原吸收法、液相吸收还原法和络合吸收法等。

直接吸收法有水吸收、硝酸吸收、碱性溶液(氢氧化钠、碳酸钠、氨水等碱性液体)吸收,浓硫酸吸收等多种方法,此法可从尾气中回收80~90%的NOX

氧化吸收法

在氧化剂和催化剂作用下,将NO氧化成溶解度高的NO2和N2O3(三氧化二氮),然后用水或碱液吸收脱氮的方法,在湿法排烟脱氮工艺中应用较多。

氧化还原吸收法

用O3、ClO2等强氧化剂在气相中把NO氧化成易于吸收的NOX和N2O3,用稀HNO3或硝酸盐溶液吸收后,在液相中用亚硫酸钠(Na2SO3)、硫化钠(Na2S)、硫代硫酸钠(Na2S2O3)和尿素【(NH2)2CO】等还原剂将NO2和N2O3还原为N2。此法已用于加热炉排烟净化。在同一塔中可同时脱去烟气中SOx和NOX, 脱硫率99%,脱氮率达90%以上。

氮氧化合物怎么处理,按照净化作用原理的不同,可以采用催化还原法、吸收和吸附三类方法进行处理。

氮的氧化物怎么处理?

氮的氧化物是严重的大气污染物,可以通过以下方法处理:

催化还原法处理氮氧化物:2NO(g)2CO(g)=N2(g)2CO2(g)

活性炭还原法处理氮氧化物:C(S)+2NO(g)=N2(g)+CO2(g)

氮氧化物怎么处理可以降低排放量?

降低氮氧化物的排放量有以下几种措施:

1、在燃用挥发分较高的烟煤时,燃料型NOX含量较多,快速型NOX极少。燃料型NOX是空气中的氧与煤中氮元素热解产物发生反应生成N0x,燃料中氮并非全部转变为NOX,它存在一个转换率,降低此转换率控制NOX排放总量,可采取:(1)减少燃烧的过量空气系数;(2)控制燃料与空气的前期混合;(3)提高入炉的局部燃料浓度。

2、热力型NOX:是燃烧时空气中的N2和02在高温下生成的NOX,产生的主要条件是高的燃烧温度使氮分子游离增本化学活性;然后是高的氧浓度,要减少热力型NOX的生成,可采取:(1)减少燃烧高温度区域范围;(2)降低锅炉燃烧的峰值温度;(3)降低燃烧的过量空气系数和局部氧浓度。

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