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氮氧化合物的产生 电厂氮氧化物是怎么产生的?

来源:朵拉利品网  |  2019-10-28 11:49:41

1, 电厂氮氧化物是怎么产生的?



在氮氧化物中, NO 占有 90% 以上,二氧化氮占 5%-10% ,产生机理一般分为如下三种:
(a). 热力型
燃烧时,空气中氮在高温下氧化产生,其中的生成过程是一个不分支连锁反应。其生成机理可用捷里多维奇 (Zeldovich) 反应式表示。
随着反应温度 T 的升高,其反应速率按指数规律增加。当 T 1500 ℃ 时 ,T 每增加 100 ℃ , 反应速率增大 6-7 倍。
热力型氮氧化物生成机理: O2 + N ->2O + N
O + N2 ->NO + N
N + O2 ->NO + O
在高温下总生成 : N2 + O2 ->2NO
2NO + O2 ->NO2
(b). 瞬时反应型 ( 快速型 )
快速型 NOx 是 1971 年 Fenimore 通过实验发现的。在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时,在反应区附近会快速生成 NOx 。
由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的 CH 自由基可以和空气中氮气反应生成 HCN 和 N ,再进一步与氧气作用以极快的速度生成,其形成时间只需要 60ms ,所生成的与炉膛压力 0.5 次方成正比 , 与温度的关系不大。
上述两种氮氧化物都不占 NOx 的主要部分,不是主要来源。
分支连锁反应。其生成机理可用捷里多维奇 (Zeldovich) 反应式表示速率增大 6-7 倍。
(c). 燃料型 NOx
由燃料中氮化合物在燃烧中氧化而成。由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度,在600 - 800 ℃ 时就会生成燃料型,它在煤粉燃烧 NOx 产物中占 60 - 80 %。
在生成燃料型 NOx 过程中,首先是含有氮的有机化合物热裂解产生 N、CN、HCN 和等中间产物基团,然后再氧化成 NOx 。由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成,故燃料型的形成也由气相氮的氧化(挥发份)和焦炭中剩余氮的氧化(焦炭)两部分
摘自中国电力网

2, 氮氧化物是怎样形成的?



氮氧化物 (nitrogen oxides)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。除二氧化氮以外,其他氮氧化物均极不稳定,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。
大气中闪电可以使氮气被氧化
工厂里人工合成氨气,进而进行氧化形成氮氧化物和硝酸
土壤中铵盐(可能来自于固氮菌或自然/人工的施肥)被微生物(一般是硝化细菌)氧化成硝酸盐,不过其中应该没有氮氧化物生成。

3, 氮氧化合物的来源是什么?(高悬赏)



氮氧化物指的是只由氮、氧两种元素组成的化合物。常见的氮氧化物有一氧化氮(NO,无色)、二氧化氮(NO2,红棕色)、笑气(N2O)、五氧化二氮(N2O5)等,其中除五氧化二氮常态下呈固体外,其他氮氧化物常态下都呈气态。作为空气污染物的氮氧化物(NOx)常指NO和NO2。 氮氧化物(NOX)种类很多,包括一氧化二氮(N20)、一氧化氮(NO)、二氧化氮 (NO2)、三氧化二氮(N203)、四氧化二氮(N204)和五氧化二氮(N205)等多种化合物, 但主要是NO和N02,它们是常见的大气污染物。
氮氧化物
天然排放的N0X,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NO,大部分来自化石燃料的燃烧过程,如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程;也来自生产、使用硝酸的过程,如氮肥厂、有机中间体厂、有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N0X约5300万吨。N0X对环境的损害作用极大,它既是形成酸雨的主要物质之一,也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗O3的一个重要因子。 在高温燃烧条件下,N0X主要以NO的形式存在,最初排放的N0X中NO约占95%。 但是,NO在大气中极易与空气中的氧发生反应,生成N02,故大气中N0X普遍以N02的形式存在。空气中的NO和N02通过光化学反应,相互转化而达到平衡。在温度较大或有云雾存在时,N02进一步与水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分——硝酸(HN03)。在有催化剂存在时,如加上合适的气象条件,N02转变成硝酸的速度加快。特别是当N02与S02同时存在时,可以相互催化,形成硝酸的速度更快。 此外,N0X还可以因飞行器在平流层中排放废气,逐渐积累,而使其浓度增大。N0X再与平流层内的O3发生反应生成N0与03,N0与O进一步反应生成NO2和02,从而打破O3平衡,使O3浓度降低,导致O3层的耗损。
理化性质 除五氧化二氮为固体外, 其余均为气体。分子式NOx。其中四氧化二氮是二氧化氮二聚体,常与二氧化氮混合存在构成一种平衡态混合物。一氧化氮和二氧化氮的混合物,又称硝气(硝烟)。相对密度:一氧化氮接近空气,一氧化二氮、二氧化氮比空气略重。熔点: 五氧化二氮为30℃,其余均为零下。均微溶于水, 水溶液呈不同程度酸性。一氧化氮、二氧化氮水中分解生成硝酸和氧化氮。一氧化二氮300℃以上才有强氧化作用, 其余有不同程度氧化性,特别是五氧化二氮,在-10℃以上分解放出氧气和硝气。氮氧化物系非可燃性物质,但均能助燃,如一氧化二氮(N2O)、二氧化氮和五氧化二氮遇高温或可燃性物质能引起爆炸。

4, 产生氮的氧化物的主要原因



就全球来看,空气中的氮氧化物主要来源于天然源,但城市大气中的氮氧化物大多来自于燃料燃烧,即人为源,如汽车等流动源,工业窑炉等固定源。
据计算,各种燃料燃烧产生的氮氧化物量为:
1吨天然气,6.35公斤
1吨石油, 9.1-12.3公斤
1吨煤, 8-9公斤
而以汽油、柴油为燃料的汽车,尾气中氮氧化物的浓度相当高。在非采暖期,北京市一半以上的氮氧化物来自机动车排放。
氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐,随着降水和降尘从空气中去除。硝酸是酸雨的原因之一;它与其它污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染。

名词解释


二氧化氮

二氧化氮(化学式:NO2),是氮氧化物之一。室温下为有刺激性气味的红棕色顺磁性气体,易溶于水,溶于水部分生成硝酸和一氧化氮。二氧化氮吸入后对肺组织具有强烈的刺激性和腐蚀性。 在常温下(0~21.5℃)二氧化氮与四氧化二氮混合而共存。溶于浓硝酸中而生成发烟硝酸。能叠合成四氧化二氮。与水作用生成硝酸和一氧化氮。与碱作用生成硝酸盐。能与许多有机化合物起激烈反应。二氧化氮在臭氧的形成过程中起着重要作用。人为产生的二氧化氮主要来自高温燃烧过程的释放,比如机动车尾气、锅炉废气的排放等。 二氧化氮还是酸雨的成因之一,所带来的环境效应多种多样,包括:对湿地和陆生植物物种之间竞争与组成变化的影响,大气能见度的降低,地表水的酸化、富营养化(由于水中富含氮、磷等营养物藻类大量繁殖而导致缺氧)以及增加水体中有害于鱼类和其它水生生物的毒素含量。

氮氧化物

氮氧化物是指由氮、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。除二氧化氮以外,其他氮氧化物均极不稳定,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。

一氧化氮

一氧化氮是氮的化合物,化学式NO,分子量30,氮的化合价为+2,是一种无色、无味、难溶于水的有毒气体。 由于一氧化氮带有自由基,这使它的化学性质非常活泼。当它与氧气反应后,可形成具有腐蚀性的气体——二氧化氮(NO2),二氧化氮可与水反应生成硝酸。方程式为:3NO2+H2O==2HNO3+NO。

 
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