NO2的危害及其治理方法.doc

NO2的危害及治理目 录一、NO2的概念.3二、NO2的简介.4三、NO2的理化特性.4四、NO2的来源.4五、NO2的危害.4六 NO2 净化治理.8九、参考文献.11摘要 随着社会的不断工业化，经济的快速增长，人民的生活水平不断提高，但生态环境却在不断的恶化。从酸雨严重化、广泛化，到光化学烟雾事件，NO2对人类和自然的危害越来越大了。对含NO2的废气的净化治理已刻不容缓。本文着重研究NO2的危害及治理关键词 NO2；酸雨；光化学烟雾;健康；危害；烟气脱硝技术前言含氮化合物在人类及自然界中扮演着举足轻重的角色，可由于人类的生态环保意不够，很多人都以损害环境为代价去谋取经济利益，导致大气中的二氧化氮浓度远远高于了其自净化能力，从而引发各种各样的环境问题。在遭受了大自然的惩罚时，我们不得不好好反省自己的行为，力图改善已被恶化的环境。一、NO2的概念化学品中文名称： 二氧化氮 化学品英文名称：nitrogen dioxide 分子式： NO2 分子量： 46.01 分子结构： 二氧化氮 分子是V形分子、极性分子。 二氧化氮 (NO2)在21.1温度时为红棕色刺鼻气体.有毒气体.密度比空气大易液化.易溶于水;在21.1以下时呈暗褐色液体。在-ll以下温度时为无色固体，加压液体为四氧化二氮。分子量92，熔点-11.2，沸点 21.2，蒸气压101.3lkPa(2l)，溶于碱、二硫化碳和氯仿，易溶于水。性质较稳定。 二氧化氮溶于水并与水反应生成硝酸 3NO2+H2O=2HNO3+NO 4NO2+2H2O+O2=4HNO3 但二氧化氮溶于水后并不会完全反应,所以会有少量二氧化氮分子存在,为黄色. 因此硝酸溶液会呈现黄色.这个反应可以认为其为可逆反应，因为硝酸同时会分解。二、NO2的简介又称为过氧化氮，是大键结构的典型分子。大键含有三个电子，其中两个进入成键轨道，一个进入反键轨道。二氧化氮室温下为红棕色气体，易溶于水且具有刺激性气味。吸入二氧化氮可能对肺组织产生强烈的刺激作用和腐蚀作用。由于其结构的不稳定性，通常情况下与其二聚体形式四氧化二氮(无色气体)混合存在，构成一种平衡态混合物。二氧化氮转化而四氧化二氮放热。升高温度，平衡向二氧化氮合成的方向移动；降低温度，平衡向四氧化二氮合成的方向移动。三、NO2的理化特性主要成分： 纯的NO2 外观与性状： 黄褐色液体或气体，有刺激性气味。 熔点()： -9.3 沸点()： 22.4 相对密度(水=1)： 1.45 相对蒸气密度(空气=1)： 3.2 饱和蒸气压(kPa)： 101.32(22) 临界温度()： 158 临界压力(MPa)： 10.13 溶解性： 溶于水。 主要用途： 用于制硝酸、硝化剂、氧化剂、催化剂、丙烯酸酯聚合抑制剂等。 四、NO2的来源二氧化氮除自然来源外，主要来自于燃料的燃烧、城市汽车尾气。此外，工业生产过程也可产生一些二氧化氮。据估计，全世界人为污染每年排出的氮氧化物大约为5300万吨。 另外,闪电也可以产生NO2,在闪电时,由于空气中电场极强,空气分子被撕裂而导电,雷电电流通过时产生大量的热,使已经呈游离状态的空气成分N2、O2结合。 N2+O2=2NO，NO进一步与空气中O2反应，生成NO2 2NO+O2=2NO2，NO2与云结合成HNO3，3NO2+H2O=2HNO3+NO，与雨水一起落下，成为天然氮肥五、NO2的危害1、 它是酸雨的来源之一酸雨：主要指pH值小于5.6的雨水，其主要是含有硫酸和硝酸氮的氧化物溶于水形成酸： a.NOHNO3（硝酸） 2NO+O22NO2 3NO2+H2O2HNO3+NO 总的化学反应方程式： 4NO+2H2O+3O24HNO3 b.NO2HNO3 总的化学反应方程式： 4NO2+2H2O+O24HNO3 正常雨水(含雨、霜、露、雹、雾等)由于存在CO2原因其pH值约为5.6 。在水中当pH值小于5.5时,大部分鱼类难以生存;当降到小于5时,各种鱼类和两栖动物及昆虫、水草及浮游生物面临灭绝 酸雨有哪些危害？a、对人体的直接危害，首先是它的刺激性，其次是它会形成硫酸雾和硫酸盐雾,其毒性比SO2大,能浸入人的肺部,引起肺水肿等疾病而使人致死;b、引起河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动物生长c、破坏土壤、植被、森林；d、腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料等；e、渗入地下，可引起地下水酸化，酸化后的地下水中铝、铜、锌、镉等对人体有害金属元素的含量会偏高我国的酸雨主要为硫酸雨，其发展速度很快，在23个调查的省、市及自治区中有20个出现过酸雨，有不少地区的酸雨已相当严重且逐年增加，据2001年4月9日南京晨报报导：国家环保总局局长解振华讲我国相当多的城市空气污染程度超标，酸雨区面积为国土面积的30%，全国七大水系中有1/3的河段达不到使用功能要求2 形成光化学烟雾的主要因素之一光化学烟雾指的是一系列对环境和健康有害的化学品。它们称之为光化学烟雾是因为它们由最初的污染物质光解而产生的。光化学烟雾是一种淡蓝色烟雾，属于大气中二次污染物。 大气中的氮氧化物与碳氢化合物经过紫外线照射发生反应就形成了光化学烟雾。通常所有这些都是高度易反应并/或氧化，因此光化学烟雾被认为是现代工业化的难题。 而大气中的氮氧化物主要来源于化石燃料的燃烧和植物体的焚烧，以及农田土壤和动物排泄物中的的转化。其中，以汽车尾气为主要来源。形成臭氧的活性有机物和氮氧化物的主要来源是汽车排放的尾气。通过对光化学烟雾形成的模拟实验，已经初步明确在碳氢化合物和氮氧化物的相互作用方面主要有以下过程：污染空气中 NO2的光解是光化学烟雾形成的起始反应。碳氢化合物被HO、O等自由基和O3氧化，导致醛、酮、醇、酸等产物以及重要的中间产物RO2、HO2、RCO等自由基的生成。过氧自由基引起NO向NO2的转化,并导致O3和PAN等的生成(见大气污染物的相互作用)。这些基本反应可以用最简化的化学反应模式表示：有人以具体的有机物，如丙烯、正丁烷、乙烯等作为有机物的代表，列出详尽的机理模式，其化学反应可多达242个。 此外,污染空气中的二氧化硫(SO2)会被HO、HO2和O3等氧化而生成硫酸(H2SO4)和硫酸盐,成为光化学烟雾中气溶胶的重要成分。碳氢化合物中挥发性小的氧化产物也会凝结成气溶胶液滴而使能见度降低光化学烟雾的成分非常复杂，但是对人类、动植物和材料有害的主要是臭氧、PAN和丙烯醛、甲醛等二次污染物。臭氧、PAN等还能造成橡胶制品的老化、脆裂，使染料褪色，并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等。 有害影响主要表现在以下几个方面： a 损害人和动物的健康人和动物受到主要伤害是眼睛和粘膜受刺激、头痛、呼吸障碍、慢性呼吸道疾病恶化、儿童肺功能异常等。 臭氧是一种强氧化剂，在0.Ippm浓度时就具有特殊的臭味。并可达到呼吸系统的深层，刺激下气道黏膜，引起化学变化，其作用相当于放射线，使染色体异常，使红血球老化。PAN、甲醛、丙烯醛等产物对人和动物的眼睛、咽喉、鼻子等有刺激作用，其刺激域约为0.1ppm。此外光化学烟雾能促使哮喘病患者哮喘发作，能引起慢性呼吸系统疾病恶化、呼吸障碍、损害肺部功能等症状，长期吸入氧化剂能降低人体细胞的新陈代谢，加速人的衰老。PAN 还是造成皮肤癌的可能试剂。在1943年美国洛杉矶发生的首宗事件曾引起400多人死亡。 PAN、PBN的结构式光化学烟雾明显的危害是对人眼睛的刺激作用。在美国加利福尼亚州，由于光化学烟雾的作用，曾使该州3/4的人发生红眼病。日本东京1970年发生光化学烟雾时期，有2万人患了红眼病。研究表明光化学烟雾中的过氧乙酰硝酸酯（PAN）是一种极强的催泪剂，其催泪作用相当于甲醛的200倍。另一种眼睛强刺激剂是过氧苯酰硝酸酯（PBN），它对眼的刺激作用比PAN大约强100倍。空气中的飘尘在眼刺激剂作用方面能起到把浓缩眼刺激剂送入眼中的作用。 b 影响植物生长臭氧影响植物细胞的渗透性，可导致高产作物的高产性能消失，甚至使植物丧失遗传能力。植物受到臭氧的损害，开始时表皮褪色，呈蜡质状，经过一段时间后色素发生变化，叶片上出现红褐色斑点。PAN使叶子背面呈银灰色或古铜色，影响植物的生长，降低植物对病虫害的抵抗力。 c 影响材料质量光化学烟雾会促成酸雨形成，造成橡胶制品老化、脆裂，使染料褪色，建筑物和机器受腐蚀，并损害油漆涂料、纺织纤维和塑料制品等。 d 降低大气的能见度光化学烟雾的重要特征之一是使大气的能见度降低，视程缩短。这主要是由于污染物质在大气中形成的光化学烟雾气溶胶所引起的。这种气溶胶颗粒大小一般多在0.31.0m范围内。由于这样大小的颗粒实际上不易因重力作用而沉降，能较长时间悬浮于空气中，长距离迁移；它们与人视觉能力的光波波长相一致，且能散射太阳光，从而明显地降低了大气的能见度。因而妨害了汽车与飞机等交通工具的安全运行，导致交通事故增多。 e 其他危害光化学烟雾会加速橡胶制品的老化和龟裂，腐蚀建筑物和衣物，缩短其使用寿命3对人体健康危害很大二氧化氮对人体的危害很大，即使暴露于二氧化氮的时间很短，肺功能也会受到损害；如果长时间暴露于二氧化氮，呼吸道感染的机会就会增加，而且可能导致肺部永久性器质性病变。 对儿童、老人和患呼吸系统疾病的人群受二氧化氮的影响更大。二氧化氮污染指数小于200时，短期接触对人体不会产生不利影响；污染指数为201-300时，儿童、老人和呼吸道疾病患者应当减少户外剧烈的锻炼活动；污染指数大于300时，儿童、老人和哮喘病等呼吸道疾病患者应当减少一切户外活动。不同浓度的NO2对人体健康的影响六 NO2 净化治理一. 选择性催化还原法（SCR） 催化剂：贵金属、碱性金属氧化物 还原反应 潜在氧化反应各种低燃烧技术是降低燃煤锅炉排放值最主要亦较经济的技术。但一般只降低排放50%左右。据环保法对排放的要求，应低于40%方可，故应考虑燃烧后的烟气脱硝处理技术。干法烟气脱:使用催化剂来促进还原反应的选择性催化脱硝法（SCR）、电子束照射法和同时脱硫脱硝法。烟气SCR脱硝法采用催化剂促进氨与还原反应。若使用钛和铁氧化物类催化剂，其反应温度为300oC至400oC，当采用活性焦炭时，其反应温度为100oC至150oC。根据CATA. 反应器在锅炉尾部烟道的位置,有三种方案:(1)在空气预热器前350摄氏度位置.(2) 在静电除尘器和空气预热器之间 (3) 布置在FGD(湿法烟气脱硫装置)之后二. 选择性非催化还原法（SNCR）尿素或氨基化合物作为还原剂，较高反应温度，化学反应：同样，需要控制温度避免潜在氧化反应发生三. 吸收法.同时脱硫脱硝的湿式系统（1）-石灰/石膏法:采用生石灰,消石灰和微粒碳酸钙制成吸收液,加入少量硫酸,将其PH调制4-4.5,在洗涤塔内反应如下: Ca(OH)2+SO2-CaSO3+H2O CaSO3+SO2+H2O-Ca(HSO3)2 NO+2Ca(HSO3)2+H2O-1/2N2+2CaSO4.2HO+2SO2 NO2+2Ca(HSO3)2+2H2O-1/2N2+2CaSO4.2HO+2SO2-氨/石膏法(2)二氧化氯氧化吸收(3)臭氧氧化吸收 NO+O3-NO2+O2 2NO+O3-N2O5 N2O5 +H2O-2HNO3(4)高锰酸钾氧化吸收法（5） 碱液吸收必须首先将一半以上的NO氧化为NOxNO/NO21效果最佳 强硫酸吸收四 吸附法吸附剂：活性炭、分子筛、硅胶、含氨泥煤NOx和SO2联合控制技术吸附剂：浸渍碳酸钠的g-Al2O3 Nox和SO2联合控制技术反应式当然，最好变事后处理为事前预防保护环境从我做起1节能减排2植树造林3开发新的 环境友好资源参考文献：1 黄岳元 保宇化工环境保护与安全技术概论 2006 5.2 郝吉明等编著.大气污染控制工程北京.高等教育出版社.19893 刘天齐主编.环境保护.北京. 高等教育出版社.19924 网络资源11