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澳门威斯尼斯人平台21网址|登陆系统中氮氧化物的前世今生

发布时间:2021-03-01 08:45:00 点击:

澳门威斯尼斯人平台21网址|登陆焚烧炉澳门威斯尼斯人平台21网址|登陆RCO专业生成厂家无锡泽川环境2021年3月1日讯 本文从笑气开始为大家讲述澳门威斯尼斯人平台21网址|登陆系统设计中关于氮氧化物的前世今生。

笑气就是一氧化二氮,无色有甜味气体,是一种氧化剂,在一定条件下能支持燃烧,但在室温下稳定,有轻微麻醉作用,并能致人发笑。一氧化二氮是约瑟夫·普利斯特里在1772年发现的,汉弗莱·戴维自己和他的朋友,包括诗人柯尔律治和罗伯特·骚塞在18世纪90年代试验了这种气体。他们发现一氧化二氮能使病人丧失痛觉,而且吸入后仍然可以保持意识,不会神志不清。


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不久后笑气就被当作麻醉剂使用,尤其在牙医师领域。因为通常牙医师无专职的麻醉师,而诊疗过程中常需要病患保持清醒,并能依命令做出口腔反应,故此气体给牙医师带来极大的方便。

在YIHEAC做过的工业有机废气治理过程中,常见的氮氧化物有:NO,NO2,N2O、N2O3,N2O4,N2O5等,但在燃烧过程中生成的氮氧化物,几乎全是NO和NO2。通常把这两种氮的氧化物称为NOX。

NO是无色无臭的气体,分子量为30.01,其熔点为-161℃,沸点为-152℃。NO略溶于水,在空气中易氧化为NO2。

NO2是一种红棕色有害的恶臭气体。其含量为0.1ppm时即可嗅到,1~4ppm时,有恶臭,而达到25ppm时,则恶臭难闻。它的分子量为46.01。密度约为空气的1.5倍。

氮氧化物进入大气后发生一系列变化,它在空气中的含量始终处在变动之中,既有日变化,又有季节变化。在一天中,其含量早上最高,傍晚次高,午后最低;在一年中,冬季高,夏季低。

澳门威斯尼斯人平台21网址|登陆产生氮氧化物中最常见的生成形式有热力型NOx、燃料型NOx、快速型NOx。


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相较于环保行业,燃煤行业对氮氧化物的控制研究比较早,得出的数据相对更加值得参考,如上图是燃煤行业炉膛温度和NOx质量浓度之间的关系,由图可以看出只有在超过1100℃以上才有可能产生热力型和快速型NOx,而贯穿整个澳门威斯尼斯人平台21网址|登陆燃烧过程中,假设VOCs组分中不含氮元素或者氮氧化物的话,唯一的可能就是燃烧机火焰附近,温度会超过1100℃,可能会产生热力型和快速型NOx。

其中热力型NOx是燃烧时空气中的氮(N2)和氧(O2)在高温下生成的NO和NO2;快速性NOx为1971年费尼莫尔(Fenimore)通过实验发现的,根据碳氢燃料预混火焰的轴向NO分布的实验结果,认为在反应区附近会快速生成NO,于是起名为“快速”NO。称费尼莫尔的反应机理。燃料燃烧时产生CH原子团撞击N2分子而生成CN类化合物,然后再被氧化成NOx 。

因此从澳门威斯尼斯人平台21网址|登陆系统设计而言,业主尽可能提供最准确的VOCs组分、风量、浓度等参数显得格外重要,我们根据这些参数进行理论计算,从而选择最经济安全的澳门威斯尼斯人平台21网址|登陆型式和大小,减少燃烧机由于VOCs浓度不足自持燃烧而长时间工作带来的微量氮氧化物浓度升高。

如此,燃烧机火焰附近产生的热力型和快速型氮氧化物几乎可以忽略不计,但是如果VOCs组分中含有氮元素或者氮氧化物,就需要注意在氮氧化物的减排方面做出相应的澳门威斯尼斯人平台21网址|登陆设计以及后处理措施了。


最常用的后处理措施就是洗涤塔,那么在洗涤氮氧化物的过程中,是否具备完全除尽氮氧化物的可能性呢?我们从化学反应的本身开始说起。

首先,二氧化氮和水的反应实质是:

1、NO2在水中发生歧化反应,生成HNO3和HNO2(亚硝酸):

2NO2+H2O=HNO3+HNO2

2、HNO2再发生分解反应:

2HNO2=NO↑+NO2↑+H2O

此反应也可以看作亚硝酸先分解得到亚硝酸酐(N2O3,即三氧化二氮),N2O3再分解:

2HNO2=N2O3↑+H2O,

N2O3=NO+NO2

(也有资料认为是HNO2进一步发生歧化反应:3HNO2=HNO3+2NO↑+H2O)


将以上两个反应合写起来,就得到NO2溶于水的反应:

3NO2+H2O=2HNO3+NO↑

实际上,只有高浓度的HNO2在水中才能分解或者歧化反应,低浓度的HNO2在水中有相当稳定性,因此上述NO2溶于水的反应,只有在NO2和水都是大量的情况下,才是主要反应,例如工业氨氧化制硝酸,吸收塔中的反应就以3NO2+H2O=2HNO3+NO为主,因此吸收过程中要补充空气。

但在实验室中,少量NO2气体溶于大量水,实际上发生的主要反应只有第一步反应:

2NO2+H2O=HNO3+HNO2

HNO2在稀溶液中是比较稳定的,难于分解或者歧化放出NO,因此少量NO2在大量水中可能完全或者接近完全溶解。

如果用碱液(NaOH溶液、KOH溶液等)代替水,HNO2会生成更稳定的亚硝酸盐,NO2更会完全被吸收:

2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O

进一步说,在稀溶液中,HNO2的分解实际是一个可逆反应:

2HNO2⇌NO↑+NO2↑+H2O

也就是说,在大量水的情况下,下列反应也是可以发生的:

NO+NO2+H2O=2HNO2

(可以看作NO+NO2=N2O3,N2O3+H2O=2HNO2)

少量NO2和极少量的NO一起通入大量水中,也有完全吸收的可能性。

如果用碱液代替水,NO2和NO更容易一起被吸收:

NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O





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所以通过以上实验分析,在澳门威斯尼斯人平台21网址|登陆氧化之后的后处理措施中,氮氧化物被完全吸收是可能的,根据业主提供的氮元素或者氮氧化物的在VOCs中的含量,YIHEAC可以计算出洗涤塔需要配置的参数和级数,从而达到完全脱出氮氧化物的目的。

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