催化转化法净化气态污染物

第四章 净化气态污染物的方法我们都知道，大气污染物分类为气态污染物和颗粒状污染物，本章是针对于气态污染物的处理方法进行学习。

工程上净化气态污染物的方法主要有以下几种：利用溶液的溶解作用所组成的气体吸收净化；利用固体表面吸附作用的吸附净化；利用某些催化剂的催化转化；有机物的高温焚烧等方法。

§1 吸收法净化气态污染物吸收法净化气态污染物是利用气体混合物中各种成分在吸收剂中的溶解度不同，或者与吸收剂中的组分发生选择性化学反应，从而将有害组分从气流中分离出来的操作过程。

吸收分为物理吸收和化学吸收两大类。

吸收过程无明显的化学反应时为物理吸收，如用水吸收氯化氢。

用水吸收二氧化碳的感。

吸收过程中伴有明显化学反应时为化学吸收，如用碱液吸收难以达到排放标准，因此大多数采用化学吸收。

吸收法不但能消除气态污染物对大气的污染，而且开可以使其还可以使其转化为有用的产品。

并且还有捕集效率高、设备简单、一次性投资低等优点，因此，广泛用于气态污染物的处理。

如处理含有SO 2、H 2S 、HF 和NO x 等废气的污染物。

一、吸收平衡理论物理吸收时，常用亨利定律来描述气液两相间的平衡，即i i i x E p =* 式中*i p ——i 组分在气相中的平衡分压，Pa ；i x ——i 组分在液相中的浓度，mol%；i E ——i 组分的亨利系数，Pa 。

若溶液中的吸收质（被吸收组分）的含量i c 以千摩尔/米3表示，亨利定律可表示为： i i i H c p =*或i i i p H c =i H ——i 气体在溶液中的溶解度，kmol/m 3·Pa 。

亨利定律适用于常压或低压下的溶液中，且溶质在气相及液相中的分子状态相同。

如被溶解的气体在溶液中发生某种变化（化学反应、离解、聚合等），此定律只适用于溶液中未发生化学变化的那部分溶质的分子浓度，而该项浓度决定于液相化学反应条件。

二、双膜理论吸收是气相组分向液向转移的过程，由于涉及气液两相间的传质，因此这种转移过程十分复杂，现已提出了一些简化模型及理论描述，其中最常用的是双膜理论，它不仅用于物理吸收，也适用于气液相反应。

大气污染控制技术04521复习资料（广东省2009-2015年自考考试真题）第一章概论一、填空题1.（考）碳氢化合物是由碳、氢两种元素组成的各种有机化合物的总称，包括烷烃、烯烃和芳香烃类等。

2.（考）自然状况下的大气由混合气体、水汽和悬浮颗粒组成。

3.（考）我国环境空气质量标准分为三级，一类区执行一级标准。

4.干洁空气的平均分子量为28.966，在标准状态下，其密度为 1.293kg/m 3。

5.根据影响范围，大气污染可分为四类：局部地区污染、地区性污染、广域污染、全球性大气污染。

6.全球性大气污染问题包括温室效应、臭氧层破坏和酸雨等三大问题。

7.大气污染物的种类很多，根据其存在的特征可分为气溶胶状态污染物和气体状态污染物两大类。

8.气溶胶状态污染物按照气溶胶的来源和物理性质，可将其分为粉尘、烟、飞灰、黑烟、雾。

在大气污染控制中，根据大气中颗粒物的大小，又将其分为飘尘、降尘和总悬浮微粒。

9.大气中气体状态污染物又简称为气态污染物，它是以分子状态存在的。

其种类很多，包括:含硫化合物（SO 2、H 2S）、含氮化合物（NO、NH 3）、碳的氧化物（CO、CO 2）、碳氢化合物（烷烃、烯烃和芳香烃类）、卤族化合物（HF、HCl）五大类。

10.大气污染物的发生源也简称为大气污染源，可以概括为两类：人为污染源和自然污染源。

在大气污染控制工程中，主要的研究对象是人为污染源。

11.根据对大气中主要污染物进行分类统计，人为污染源又可以分作3类：燃料燃烧，工业生产过程和交通运输。

12.在环境监测中又把污染源分为：点源、线源、面源。

13.目前我国的大气环境污染仍以煤烟型为主，主要污染物为TSP 和SO 2。

14.（考）我国大气污染的特征为煤烟型。

15.大气环境质量标准按用途可分为大气环境质量标准、大气污染物排放标准、大气污染控制技术标准以及大气污染警报标准等。

根据其适用的范围又分为国家标准、地方标准和行业标准。

16.在大气污染中，受到普遍重视的二次污染物主要有硫酸烟雾和光化学烟雾。

1.自然状态下的大气由干燥清洁的混合气体、水蒸气、悬浮颗粒组成。

去掉水蒸气和悬浮颗粒的大气称为干洁大气。

干洁空气主要由氮（N2，78.08%）氧(O2，20.95%)氩(Ar，0.93%)组成，占大气总体积的99.96%。

2.大气污染物（ISO）指由于人类活动或自然过程排入大气的并对人或环境产生有害影响的物质。

根据其存在的形态可以分为两大类：颗粒污染物和气态污染物。

3.颗粒污染物，常见的颗粒污染物有粉尘、总悬浮颗粒、降尘、飘尘、飞尘、黑烟、液滴、轻雾及重雾。

A.降尘指大气中粒径大于10um的固体粒子，靠重力作用能在较短时间内沉降到地面。

B.粉尘是指悬浮于气体介质中的微小固体粒子，受重力作用能够发生沉降，但在一定时间内也可以保持悬浮状态。

通常是由于固体物质的破碎、分级、研磨等机械过程形成的。

尺寸1-200um（微米）。

C.总悬浮颗粒指大气中粒径小于100um的固体粒子，能够较长时间的悬浮于空气中。

D.飘尘指大气中粒径在0.1-10um的固体粒子，能够长期在大气中漂浮，故又称为可吸入颗粒物。

E.黑烟指由燃烧产生的能见气溶胶，是燃烧不完全燃烧产生的碳粒，粒径约0.5um。

F.液滴指在静止条件下沉降、在紊流条件下保持悬浮，主要粒径范围在200um以下的小颗粒粒子。

G.雾泛指小液体颗粒的悬浮体，是由液体蒸汽的凝结、液体的雾化和化学反应等过程形成的，如水雾、酸雾、碱雾等。

4.气态污染物气态污染物包括气体和蒸汽。

其中，气体是在常温、常压下以气态形式存在的物质，常见的气体污染物有SO2,NO2，CO,NH3，H2S等。

蒸汽是某些固态或者液态物质受热后，引起固体升华或者液体挥发而形成的气态物质，如汞蒸气、苯蒸气、硫酸蒸汽等。

硫氧化物主要是SO2，SO3，它的腐蚀性极强，损坏植物叶片，影响生长；刺激呼吸系统，引起肺气肿和支气管炎，致癌作用；形成酸雨，生成二次污染物硫酸气溶胶危害更大。

氮氧化物主要指NO2，NO，NO和红血蛋白结合比CO亲和力大数百倍，NO2则具有腐蚀性和刺激作用，能损害农作物，引起呼吸道疾病，是形成光化学烟雾和酸雨的主要因素。

催化法净化气态污染物概述催化法是一种常用的净化气态污染物的方法，通过催化剂的作用，将污染物转化为无害的物质。

该方法在环保和工业领域得到广泛应用，具有高效、低成本和环保等优点。

催化法的原理催化法净化气态污染物的原理是利用催化剂对污染物进行氧化还原反应，将有害气态污染物转化为无害的气体或固体物质。

催化剂的选择和设计对反应效率和选择性有重要影响。

催化剂的分类•金属氧化物催化剂：如氧化铜、氧化锌等，常用于氧化反应。

•金属负载催化剂：将活性金属负载在载体上，如氧化铝、硅胶等。

•生物催化剂：利用微生物或酶类对污染物进行生物降解。

催化法的应用•汽车尾气处理：利用三元催化器将尾气中的一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物转化为二氧化碳、氮气和水。

•工业废气处理：对含硫化氢、苯、甲醛等有机污染物的废气进行处理。

•燃煤废气净化：将燃煤产生的氮氧化物、二氧化硫等转化为无害气体。

催化法的优势•高效：催化反应速度快，能够高效转化污染物。

•环保：采用催化法净化气态污染物，可降低排放的有害物质，保护环境。

•经济：与其他净化方法相比，催化法成本较低，易于操作和维护。

催化法的挑战•催化剂失活：催化剂在长期使用中可能受到中毒、烧结等影响而失活，需要定期更换或再生。

•反应选择性：催化剂的选择和设计会影响反应的选择性，需要在优化设计中克服这一挑战。

•温度和压力控制：部分催化反应需要特定的温度和压力条件才能高效进行。

结论催化法净化气态污染物是一种高效、环保且经济的方法，广泛应用于汽车尾气处理、工业废气净化等领域。

在未来的研究中，应重点关注催化剂的设计和再生技术，以提高反应效率和选择性，实现更清洁的生产和排放。

大气污染控制技术考试试题一、选择题（每题 2 分，共 40 分）1、以下哪种气体不属于大气污染物？（）A 二氧化硫B 氮气C 一氧化碳D 颗粒物2、大气污染的主要来源不包括（）A 工业排放B 农业活动C 自然现象，如火山喷发D 家庭烹饪3、以下哪种技术不属于气态污染物的控制技术？（）A 吸收法B 吸附法C 重力沉降法D 催化转化法4、静电除尘器主要去除大气中的（）A 大颗粒污染物B 小颗粒污染物C 气态污染物D 细菌和病毒5、以下哪种燃料燃烧产生的二氧化硫排放量相对较少？（）A 煤B 石油C 天然气D 木材6、以下关于大气污染对人体健康影响的描述，错误的是（）A 可能导致呼吸道疾病B 可能引发心血管疾病C 对免疫系统没有影响D 可能影响神经系统7、布袋除尘器的主要优点是（）A 除尘效率高B 阻力小C 设备简单D 运行成本低8、以下哪种措施不能有效减少大气中的氮氧化物排放？（）A 提高燃烧温度B 采用低氮燃烧技术C 安装尾气脱硝装置D 优化燃烧过程9、活性炭吸附法常用于去除大气中的（）A 二氧化硫B 氮氧化物C 挥发性有机物D 颗粒物10、大气中的臭氧层主要吸收（）A 紫外线B 红外线C 可见光D 微波11、以下哪种气象条件不利于污染物的扩散？（）A 大风B 高湿度C 逆温D 降雨12、以下关于汽车尾气排放标准的描述，正确的是（）A 排放标准越严格，对空气质量改善越有利B 排放标准只针对汽油车，不包括柴油车C 排放标准一旦制定，不会再进行修订D 较低的排放标准可以降低汽车生产成本13、湿法脱硫技术中，常用的脱硫剂是（）A 石灰B 碳酸钠C 氨水D 以上都是14、以下哪种设备可以用于测量大气中的颗粒物浓度？（）A 气相色谱仪B 分光光度计C 颗粒物监测仪D 质谱仪15、大气污染综合防治的核心是（）A 减少污染物排放B 增加绿化面积C 加强环境监测D 提高公众环保意识16、以下哪种能源属于清洁能源？（）A 核能B 太阳能C 风能D 以上都是17、以下关于大气污染的全球性问题，描述错误的是（）A 酸雨问题只在局部地区存在B 温室效应导致全球气温升高C 臭氧层破坏会增加紫外线辐射D 大气污染可以通过大气环流进行跨境传输18、以下哪种方法可以用于评估大气污染控制措施的效果？（）A 成本效益分析B 环境影响评价C 污染物浓度监测D 以上都是19、以下关于大气污染控制技术的发展趋势，描述正确的是（）A 更加注重单一技术的应用B 逐渐减少对末端治理技术的依赖C 对新技术的研发投入减少D 不再关注能源结构的调整20、以下哪种行业对大气污染的贡献较大？（）A 电力行业B 纺织行业C 食品行业D 电子行业二、填空题（每题 2 分，共 20 分）1、大气污染物按存在状态可分为（）污染物和（）污染物。