二氧化氮转化吸收的条件优化研究

二氧化氮和氧气的混合气体被水完全吸收转化为硝酸的化学方程式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:二氧化氮和氧气的混合气体与水反应是一种重要的化学反应过程，该反应可以产生硝酸，是工业生产硝酸的主要途径之一。

在这个反应过程中，二氧化氮和氧气被水完全吸收转化为硝酸，这个过程不仅具有重要的工业应用，还在环境保护方面具有重要意义。

本文将详细探讨二氧化氮和氧气混合气体与水的反应过程，以及化学方程式转化为硝酸的过程，并探讨该反应的应用和未来研究方向。

通过深入研究这一化学反应过程，可以更好地理解硝酸的生产机制，为相关领域的研究和应用提供参考。

{"1.2 文章结构": {"本文将分为三个主要部分来掐制化二氧化氮和氧气的混合气体被水完全吸收转化为硝酸的化学方程式。

首先，我们将介绍二氧化氮和氧气的混合气体的特性，包括其组成和性质。

然后，我们将探讨水对二氧化氮和氧气混合气体的吸收过程，分析反应的机理和条件。

最后，我们将详细讨论化学方程式转化为硝酸的过程，从反应方程式到实际操作步骤。

通过这些内容的介绍，读者将对该化学反应过程有一个全面的了解，并能够更好地理解其应用和未来研究方向。

"}1.3 目的本文旨在探讨二氧化氮和氧气混合气体在与水反应时形成硝酸的化学方程式。

通过分析混合气体的特性、水对混合气体的吸收过程以及化学方程式转化为硝酸的过程，我们将深入了解这一化学反应的机理和结果。

同时，我们将探讨混合气体化学转化为硝酸的应用，并展望未来可能的研究方向。

通过本文的研究，我们希望能够为相关领域的研究和应用提供一定的理论和实践指导，推动该领域的发展和进步。

未来研究方向": {} }}}请编写文章1.3 目的部分的内容2.正文2.1 二氧化氮和氧气的混合气体特性二氧化氮（NO2）和氧气（O2）的混合气体是一种常见的空气污染物，也是一种重要的化学物质。

在大气环境中，二氧化氮主要是由汽车尾气、工厂排放和烟草燃烧等活动产生的。

二氧化氮转为四氧化二氮1.引言1.1 概述二氧化氮（NO2）是一种常见的空气污染物，其存在对人类健康和环境造成了严重威胁。

随着全球环境问题的日益严重以及环保意识的增强，寻找有效的解决方案以减少二氧化氮对环境的影响变得尤为重要。

在这个背景下，将二氧化氮转化为四氧化二氮（N2O4）这一研究课题逐渐引起了人们的关注。

二氧化氮转化为四氧化二氮的过程是通过一系列化学反应实现的。

简单来说，当二氧化氮暴露在特定的条件下，如高温、光照和催化剂存在的情况下，它会发生氧化反应并转化为四氧化二氮。

这一转化过程具有重要的应用价值和意义。

首先，四氧化二氮作为一种相对较稳定的氮气化合物，能够被更容易地处理和控制。

相比之下，二氧化氮对环境的危害更大，因此将其转化为四氧化二氮可以有效减少空气中的污染物浓度。

其次，四氧化二氮还具有广泛的应用场景。

它可以用作一种重要的化学中间体，参与到多种化学反应中，如有机合成、金属表面处理和能量储存等领域。

此外，四氧化二氮还被广泛应用于半导体和光学材料制备过程中，因其独特的光学性质和稳定性而备受青睐。

尽管二氧化氮转化为四氧化二氮拥有广阔的发展前景和潜在应用，但目前仍面临一系列挑战和难题。

其中包括反应条件的选择、反应效率的提高以及副产物的控制等方面。

因此，未来的研究工作需要进一步深入探索和挖掘，以促进该领域的发展和应用。

综上所述，二氧化氮转化为四氧化二氮的研究具有重要的意义和应用价值。

通过转化过程，我们可以减少环境中的二氧化氮污染物，同时获得一种稳定且多功能的氮气化合物。

随着相关技术的不断发展，相信二氧化氮转化为四氧化二氮将在环境保护和化学工业等领域发挥更大的作用。

1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：文章结构部分旨在介绍本篇文章的组织和安排。

通过清晰地呈现文章的结构，读者可以更好地理解文章的目的和内容。

本文的结构主要分为三个部分，即引言、正文和结论。

1.引言部分（Introduction）：引言部分首先对本文要讨论的主题进行概述，即二氧化氮转化为四氧化二氮的过程。

《调节NO_x氧化度协同化学吸收—生物还原法脱除烟气中NO_x的性能研究》调节NO_x氧化度协同化学吸收—生物还原法脱除烟气中NO_x的性能研究摘要：本文研究了调节NO_x氧化度与化学吸收—生物还原法相结合的烟气脱除技术。

通过对不同氧化度NO_x的调控，以及化学吸收与生物还原两阶段的协同作用，探讨了该技术在烟气治理中的性能表现。

实验结果表明，该方法在降低NO_x排放、提高脱除效率方面具有显著优势。

一、引言随着工业化的快速发展，烟气排放中的NO_x问题日益严重，对环境和人体健康构成威胁。

因此，开发高效、环保的烟气脱除技术成为当前研究的重点。

化学吸收—生物还原法作为一种新兴的烟气治理技术，具有成本低、效率高、环境友好等优点，成为研究的热点。

本文旨在研究调节NO_x氧化度与化学吸收—生物还原法相结合的烟气脱除技术的性能。

二、方法与材料1. 材料：实验采用不同种类的吸收液、生物还原菌种等。

2. 方法：通过调节烟气中NO_x的氧化度，利用化学吸收法对NO_x进行初步处理，再通过生物还原法将吸收液中的NO_x还原为无害物质。

三、实验过程与结果分析1. NO_x氧化度的调节：通过改变烟气中的氧气含量、温度和催化剂等因素，实现对NO_x氧化度的有效调节。

实验发现，适当的氧化度有利于提高化学吸收效率。

氮氧化物和一氧化氮二氧化氮的转化下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

文档下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!本店铺为大家提供各种类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you! In addition, this shop provides you with various types of practical materials, such as educational essays, diary appreciation, sentence excerpts, ancient poems, classic articles, topic composition, work summary, word parsing, copy excerpts, other materials and so on, want to know different data formats and writing methods, please pay attention!氮氧化物和一氧化氮二氧化氮的转化引言氮氧化物（NOx）是指氮气和氧气在高温燃烧过程中生成的一类气体，主要包括一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）。

NO促进碱液吸收NO的作用机理第 12卷第 5期过程工程学报 Vol.12 No.52012 年 10 月 The Chinese Journal of Process Engineering Oct. 2012 NO 促进碱液吸收 NO 的作用机理2高放, 刘芳, 张俊丰, 黄妍, 杨柳春湘潭大学环境科学与工程系,湖南湘潭 411105摘要:在鼓泡床反应器中实验研究了碱液吸收 NO 过程中 NO 对 NO 吸收的促进作用,考察了 NaOH 浓度、NOx 2 x6体积分数、NO/NO 体积比及反应温度283?358 K对 NO 吸收效率的影响. 结果表明,在 NO ≥600×10 ?, NO/NO2 x x 2≤2 ?的条件下, NO 有效促进了碱液对 NO 的吸收,且吸收 NO的效率高于NO反应体系气相与液相产物分析表明,2 2吸收过程产生的暂态中间活性组分存在类催化作用,其反应机理为 NO 与气相中 H O 反应生成 HONO+M,其部分在液膜分解生成 NOaq和?OH,生成的 NOaq进入液相,?OH与气相中的 NO反应,促进了 NO的吸收关键词:氮氧化物;一氧化氮;碱液吸收;机理中图分类号:X511文献标识码:A文章编号:1009?606X201205 ?0796?07[3] [4?7]而去除国内外很多学者针对 NO研发出不同的湿1 前言式脱硝方法,如碱液吸收、液相还原吸收法、液相氧化“十一五”期间,我国SO 的排放量得到了有效控吸收法和络合吸收法等. 由于烟气/废气中低浓度 NO被2制,从 2007年开始逐年递减,但 2010年我国发生较重氧化为 NO 的速度缓慢、化学强制氧化 NO成本过高等2酸雨降水 pH 均值5.0和重酸雨降水 pH 均值4.5的原因, NO 氧化吸收脱NO 法尽管成熟但工业应用不多x[1]城市比例与 2009 年基本持平我国“十一五”期间氮本工作提出直接向烟气中配加 NO 量 70% ?90% ?的氧化物NO 的排放量急剧增加, 2005年为 191万 t, 2010 NO 配合脱除 NO,添加的 NO 可为成品 NO 由硝酸生2 2 2年则超过了 2000万 t,NO 逐渐取代 SO 成为酸雨的主产企业提供,在生产硝酸的吸收塔前侧线引出含 NOx 2 2要前驱体. 我国在“十二五”环境规划中提出了对 NO 的原料气,加压灌装即可得到,也可采用氨NH 就地x 3的总量控制要求催化氧化制得,该法运行成本远低于将烟气/废气中低浓烟气/废气中 NO 占 NO 排放总量的 90% ?95% ω, 度 NO氧化为 NO 所需的氧化剂成本. 无论是传统的碱x 2[2]NO 易溶于水较易脱除 ,因此烟气/废气脱硝主要是脱液吸收法还是配 NO 吸收 NO 法,都需要特别关注22除 NO. 根据 NO, NO 含量不同,可采用不同的脱硝方NO /NO体积比,通常认为该值在 1.3 ?1.0 之间时,NO2 2 x法,以 NO 为主的 NO 废气可用吸收法净化,而以 NO 的吸收效果最好. 文献[8 ?10]在研究水吸收 NO 传质2 x x为主的 NO 废气可将 NO 部分化学氧化或催化氧化为反应的基础上,总结了碱液吸收 NO 的反应机理,图 1x xNO 再吸收治理,也可将 NO 催化还原为无害的 N 进表明 NO 能以 N O , N O , NO 等形式多途径被吸收,而2 2 2 2 4 23 2kk 611 62NO+O 2NO , NaNO +NaNO +H O,2 2 2NO +2NaOH2 23 2pNOxc kk Ci 72p NaNO +NaNO +H O, 7NO N O +2NaOHxi 2 4 2 3 22NO 2N O , 222 4pPartial pressure of NO in gas bulkNO xx-c pPartial pressure of NO in gas filmOH NO xxik33NO+NON O , cConcentration of NO in liquid film 2 2 3 c NO xLC xi?k cConcentration of OH in liquid bulk8 OH82NaNO +H O,N O +2NaOHk 2 3 2 24cConcentration of product in liquid film NO+NO +H O 4 Ci2HNO ,2 2 2kc cConcentration of product in liquid bulk9 LCNOxiHNO +NaOH NaNO +H O, 9k 2 2 25HNO +HNO , 52NO +H O 3 22 2k1010HNO +NaOH NaNO +H O.3 3 2Gas bulk Gas film Liquid film Liquid bulkFilm图1 NO 在 NaOH溶液中的吸收机理xFig.1 Aqueous absorption mechanism of nitric oxide with sodium hydroxide in aqueous solution收稿日期:2012 ?07 ?13,修回日期:2012 ?10 ?08基金项目:湖南省自然科学基金资助项目编号:12JJ3020作者简介:高放1987 ?,男,吉林省长春市人,硕士研究生,主要从事大气污染治理新技术开发与应用研究,E-mail: cs911kj@163;张俊丰,通讯联系人,Fax: *************,E-mail: xtuzhjf@163. 第 5期高放等: NO 促进碱液吸收 NO 的作用机理7972NO必须转化为 NO 或与 NO 配合成 N O 后再被吸收. 高纯 NO纯度≥99.9%和 NO 纯度≥99.99%模拟废气2 2 2 3 2受 NO 与 NO 生成 N O 反应平衡的限制,理论上生成以 NaOH化学纯与去离子水配成吸收液2 2 3的 N O 量远小于 NO 与 NO 被碱液吸收的量;若仅以 2.2 实验装置和分析仪器2 3 2N O 形式吸收 NO,则碱液对 NO 的吸收效率很难高于实验以内径 20 mm、高 500 mm的鼓泡床作为吸收2 3NO ,但实际情况并非如此,原因有待研究. 以往的研反应器,实验系统如图2 所示,分为配气、反应、加热2究大多仅测定了 NO 总的吸收效率与氧化度之间的关保温及在线监测几个部分. 实验过程中,钢瓶气体N ,x 2系,而未将 NO和 NO 的脱除效率分开考察,不便于了 O , NO/N , NO /N 通过减压、调节流量配制成模拟废2 2 2 2 2解 NO和 NO 各自的脱除效果,更无从深究其吸收速率气,混合均匀后进入鼓泡床吸收器,吸收后的尾气经在2的关系;同时,以往的研究大多通过 NO的氧化来调整线监测、尾气处理瓶吸收后排空. 实验中采用美国热电NO 的氧化度,缺乏对氧化度的准确调控. 公司 42i-HL 型 NO 分析仪对废气中的 NO 和 NO 进行x x 2本工作向模拟气流中通入定量 NO ,精确调节 NO 在线分析. 反应后的吸收液采用 WYIC 6000 型离子色2 x中NO /NO 体积比后进行碱液吸收,分别对NO和NO 谱仪Ionchromatography,安徽皖仪科技股份有限公司2 2在碱液中的吸收效率进行测定,同时分析吸收液中的离对液相中的离子成分和含量进行分析. NO 的氧化效率子成分和含量,研究碱液吸收 NO 的机理,特别是 NO γ、NO 和 NO 吸收率η的计算如下:x 2 2促进碱液吸收 NO 的作用机理. 同时,考察了操作条件γ /, 11NO NO 0NO2对碱液吸收 NO和 NO 的影响,计算出不同操作条件下2NO 和 NO 的传质速率,还初步分析了配加 NO 碱液吸η /, 122 2 NO 0NO NO 0NO收 NO 的可行性η /,13NO 0NO NO 0NO2 2 2 22 实验式中, γ为 NO 的氧化效率, η为 NO 的吸收效率,NO NO2.1 材料与试剂为进气口 NO的体积分数,为反应器出口处 NO0NO NO的体积分数, η为 NO 的吸收效率,为进气口实验采用工业纯氮气和氧气湖南省湘钢梅塞尔气NO 2 0NO2 2体产品有限公司为载气,以大连大特气体有限公司产 NO 的体积分数,为反应器出口处 NO 的体积分数2 NO 221. N22. O23. NO/N24. NO /N2 25. Rotameter6. Mass flowmeter7. Mixing bottle8. Absorption tube9. Heater10. Safe trap11. NO/NO analyzerx12. Absorption bottle of tail gas图 2 实验装置示意图Fig.2 Schematic diagram of experimental apparatusNO 和 NO 的传质速率 K计算如下:23 结果与讨论3.1 NaOH 吸收液吸收模拟气中 NOK ?' Q/22.4 ×3600A, 14 xNO NO在室温下,以 0.5 mol/L NaOH溶液为吸收液,气K ?' Q/22.4 ×3600A, 15NO NO2 2 ?6量为 40 L/h,进口 NO 体积分数为 300 ×10 ,调节氧气式中, ?' 为 NO 被吸收的体积分数, ?' 为 NO 被吸浓度,考察自然条件下不配加 NO 时,NO 在反应器中NO NO 2 22收的体积分数,Q 为气体流量计算时取标准状态,A 的氧化吸收效果,结果见图 3. 实验条件下,氧气浓度为 3% ?12% ?时,吸收塔内 NO 的最大转化效率为 9%,为鼓泡塔中接触面积 798 过程工程学报第 12卷[15?17]碱液对 NO 基本不吸收. 虽然 NO的氧化反应1在热力继续与气相中的 NO 合成 HONO,并释放出 NO :x 2Surface学上可自发进行,但由于反应速率 k 的限制,且作为主12NO+← H O?→+ HONO HNO , 1622 3要反应推动力的 NO 浓度较低,仅提高 O 浓度很难提2SurfaceHNO+← NO ?→+ HONO NO1732高 NO 的氧化效率由反应16, 17生成的 HONO 在低温时会分解出10 [18?21] [22]大量羟基自由基 ?OH同时, Ramazan 等在实验2.0室模拟 NO 水膜界面上的水解和异构化时证明,在气液821.5相界面上反应16依然可进行,而 ?OH 会与 NO 发生均6[23?25]相反应 :1.04OH+NO+M →HONO+M180.52[26]此外,Sarwar等研究发现,HONO+M会在光照0.0下分解成?OH与 NOaq,反应18表明 NO 作为难溶性气体除了以 N O 形式进入液相外,还可在 NO 的类催0 369 12 2 3 2化作用下进入液相Oxygen content %[27]Macneil 等研究贵金属催化氧化 ?碱液吸收 NO图 3 氧气浓度对 NO氧化度和吸收效率的影响时发现,液相中以 Si/C 基为催化剂时,NO 会与 OHFig.3 Effect of O content on NO conversion rate and2removal efficiency of NO发生如下反应:OH +HONO →NO +H O,19在相同条件下配加 NO ,调节 NO/NO 1 ?,NO 2 22 2吸收效率达 98%,且明显高于 NO 图 4,这与顾永祥2 HONO+M →OH +NOaq, 20[8]等的结论不同. 因为 NO 在碱液吸收过程中有较多的x2NOaq+4OH →2NO +2H O+2e 212 2气相、液相平行反应,可通过对吸收液液相进行分析,当混合气进入反应装置后,在砂层作用下形成均匀进而探寻吸收 ?反应途径,分别在 600, 1200, 1800 s时连续的气泡进入吸收液,并在液相主体中形成一段液泡? 对吸收液取样分析 NO 和 NO 浓度,结果如图 4所示, 2 3膜,导致部分 NO 和 NO 通过反应16 ?21被吸收. 同2?在 600 ?1800 s 的反应时间内,NO 浓度约为 NO 浓度2 3时,假设的中间产物 HONO+M的存在解释了 NO 在2的 2 倍,这与气体中吸收比例 NO/NO 1.7 ?相近,与2碱液中吸收量减少对 NO 吸收影响不大[11]Thomas等的结论一致. 在实验条件下,通过化学计量3.2 NaOH 浓度对脱硝效率的影响法对吸收反应物进行核算,发现无论是气相中 NO 的吸x6室温条件下,NO 体积分数为 600 ×10 , NO/NOx 2收效率,还是液相中的离子浓度都无法完全按图 1的反1 ?时,模拟烟气通入不同浓度的吸收液进行吸收实验应模式进行,说明文献报道的吸收机理存在不足吸收液中 NaOH 浓度C 对 NO 和 NO 吸收效NaOH 21.4率的影响如图 5 所示,当 C 0.5 mol/L 时,NO 的吸NaOH1001.2 收效率随 NaOH 浓度增大显著提高,这是因为液相中80 1.0 NaOH浓度增加后,提高了液相传质推动力,进而促进NO 60NO NO 的吸收;当 C 0.5 mol/L,对 NO 吸收的影响不0.8 NaOH2NO2大. 但随 NaOH 浓度增加 NO 的吸收效率却逐渐降低0.62 40NO3因 NO 是易溶性气体, 吸收过程主要为气膜控制, NaOH20.420[2]浓度增加对 NO 的吸收本就无明显促进作用 ,加之液20.20相粘度增大反而使 NO 吸收效率下降20.00 400 800 1200 1600 2000计算得出 NO 和 NO 在碱液中的传质速率如图 62Time s所示,将模拟废气按 NO/NO 1 ?通入反应器时,相同2图4 NaOH吸收脱出 NO 的效果x碱度下 NO 的传质速率小于 NO的传质速率,随 NaOH2Fig.4 Removal efficiency and quantity of NO by NaOHx浓度增大,传质速率呈先增大后减小的趋势. 实验结果文献[12 ?14]在研究大气中 NO 歧化反应时,发现进一步表明,图 1 中假设的吸收机理已无法完全解释2NO 与 H Og在相界面发生反应[式16],生成的 HNO NO 与 NO 在碱液中的吸收过程2 23 2Quantity mmolRemoval efficiency %NO conversion rate %Removal efficiency % 第 5期高放等: NO 促进碱液吸收 NO 的作用机理799210080806060C mol/LNaOH 40C mol/LNaOH0.1400.10.50.5201.0201.03.0 3.000 100 200 300 400 500 6000 100 200 300 400 500 600Time sTime s图5 NaOH浓度对 NO和 NO 吸收效率的影响2Fig.5 Effect of NaOH concentration on removal efficiency of NO and NO245C mol/LNaOH0.120.5C mol/LNaOH1.030.10.53.01.03.0140 80 120 16040 80 120 160Time s Time s图6 NaOH浓度对 NO和 NO 传质速率的影响2Fig.6 Effect of NaOH concentration on mass transfer rate of NO and NO2100100808060606NO ×10 ,x40 40040 NO ×10 , ?x5004006002050020700600800 7008000 100 200 300 400 500 600 0 100 200 300 400 500 600Time s Time s 图7 NO 体积分数对 NO和 NO 吸收效率的影响x 2Fig.7 Effect of feed concentration of NO on removal efficiency of NO and NOx 23.3 进口 NO 浓度对脱硝效率的影响应,所以碱液吸收主要以 NO 和 N O 的形式进行. NOx2 2 4 x6NO/NO 1 ?时,进口 NO 浓度对吸收效果的影响为 600 ×10 ?时,NO 吸收效果明显增强,这一方面是2 x6如图 7所示. NO 500 ×10 ?时, 碱液以吸收 NO 为主; 因为提高 NO 浓度会增大气相传质推动力,另一方面x 2 x6NO 600 ×10 ?时,碱液以吸收 NO 为主NO与 NO 生成的 N O 及由 NO 参与生成的 HONO浓x 2 2 3 26NO 500 ×10 ?时,平衡条件下 N O 含量为度增大,都促进了 NO 的吸收x 2 36 [2]0.2 ×10 ? ,且由于 NO 含量较低,在相界面上生成实验结果也能表明,NO与 NO 在吸收过程中不仅2 2的 HONO 分解出的?OH 极其微少,难与界面上的 NO反相互协同促进,同时还存在类催化作用. NO 为xRemoval efficiency of NO %4 2Removal efficiency of NO %K [×10 kmol/m ?s]NORemoval efficiency of NO % ?4 22 Removal efficiency of NO %K [×10 kmol/m ?s]2NO2800 过程工程学报第 12卷6600 ×10 ?时,NO 的吸收效率比 NO 高近 30%;NO 降低2 x6增至 800 ×10 ?时,吸收率差减小到 13%. 反应图 8为进口 NO 浓度对传质速率的影响. 随着 NOx x16 ?18一方面需要 NO 的参与,同时生成的 NO +M 浓度增大,NO和 NO 的传质速率增大,且 NO的增幅2 2 2会对 NO 进入液膜形成阻力,从而导致 NO 吸收效率大于 NO2 2 26556NO ×10 , ?6xNO ×10 , ?3x400500400600700800500226007008001 140 80 120 160 40 80 120 160Time sTime s图8 NO 浓度对 NO和 NO 传质速率的影响x 2Fig.8 Effect of NO feed concentration on mass transfer rate of NO and NOx 23.4 NO/NO 对脱硝效率的影响2100碱液对单独的 NO 无法吸收,当模拟气氛中只有80NO 时,吸收效率为 87%. 进一步调节 NO/NO ,其对2 21.0脱硝效率的影响如图 9所示. 逐渐增加气体中 NO 的比260例,NO 的吸收效率明显增强,当 NO/NO 1.0 ?时,240NO 吸收率最高,此后 NO 比例继续增加 NO吸收率无NO 0.5 2NO220明显变化;增大 NO/NO 比 NO 吸收率先增大后减小2 2证明了 NO+NO 在液相中除协同吸收外,还伴有类催化20 0.001 2 3 4作用. 因为 NO/NO 2 ?时,除少量 NO+NO 参与生成2 2NO/NO ?2N O 吸收外,还有足够的 NO 与 H Og反应生成2 3 2 2图9 NO/NO 对脱硝效率的影响HONO+M,而经 HONO+M光照分解的?OH可与 NO 2Fig.9 Effect of NO/NO on removal efficiency of NO and NO2 2在相界面反应吸收. 当 NO/NO 4 ?时,气相组分中26NO 只有 120 ×10 ?,NO 在气液传质中的推动力降 NO/NO 比对 NO 传质过程的影响如图 10 所示,2 2 2 x低,使 NO 吸收率降低;同时,由 NO 参与生成的可见, NO/NO 比对 NO传质速率的影响明显大于对 NO2 2 2 2的影响HONO+M和?OH 大幅下降,致使对 NO 基本无吸收4.05NO/NO ?3.5240.5 1.02.033.0NO:NO ?3.024.00.51.022.03.02.54.0140 80 120 160 40 80 120 160Time sTime s图10 NO/NO 比对 NO和 NO 传质速率的影响2 2Fig.10 Effect of NO/NO on mass transfer rate of NO and NO 2 2?4 24 2K [×10 kmol/m ?s]K [×10 kmol/m ?s]NONORemoval efficiency %4 24 2K [×10 kmol/m ?s]NO K [×10 kmol/m ?s]2NO2Ratio of absorption NO to NO2第 5期高放等: NO 促进碱液吸收 NO 的作用机理80123.5 吸收温度对脱硝效率的影响 NO/NO 0.5 ?2.0 ?时,NaOH 对 NO 的吸收效果可达2吸收温度对脱硝效率的影响如图 11 所示. 反应温 90%以上度升高至 358 K 的过程中,NO 的吸收率下降约 20%, 4温度升高不利于NaOH对 NO 的吸收,且对 NOx而 NO 的吸收率波动较小. 表明反应温度升高抑制了碱吸收的抑制作用大于 NO液对 NO 的吸收,难溶的 NO 的吸收受到了比 NO 更大x 2参考文献:的抑制. 而如果以文献[8]认为的反应进行,降低的 NO [1]. 2010 年中国环境状况公报 [R]. 中国环保部, 2010. 32[2] 童志权. 大气污染控制工程 [M]. 北京:中国机械出版社, 2006与 NO 吸收效率也应是 1:1. 这从另一方面说明, NO 除240 ?42与 NO 生成 N O 被吸收外,还会在 NO 的类催化作用2 23 2[3] 郭凤,余剑,朱剑虹,等. Mn ?Fe ?Ce/TiO 低温 NH 选择性催化还2 3下与液膜中的?OH 自由基反应而被吸收. 温度升高影响原 NO [J]. 过程工程学报, 2009, 96: 1193 ?1197[4] 夏斌,童志权,黄妍,等. CuSO ?CeO /TS 催化氧化 NO 及其抗4 2了 HONO+M的生成,与 NO 反应的?OH 自由基减少,H O和 SO 毒化性能 [J]. 过程工程学报, 2010, 101: 143 ?1482 2导致 NO 的吸收率下降较大[5] 周春琼,邓先,徐伟,等. 乙二胺合钴/尿素湿法同时吸收 SO 和2NO [J]. 化工学报, 2006, 573: 646 ?649[6] Owusu S O, Adewuyi Y G. Sonochemical Removal of Nitric Oxidefrom Flue Gases [J]. Ind. Eng. Chem. Res., 2006, 4513: 4475 ?448590[7] 史占飞,熊源泉,谢红银,等. 尿素、碳酸氢铵/添加剂同时脱硫脱硝试验研究 [J]. 东南大学学报, 2011, 413: 592 ?59680[8] 顾永祥,谭天恩. 氢氧化钠水溶液吸收氧化氮传质 ?反应过程 [J] NONO70 高校化学工程学报, 1990, 42: 158 ?1672[9] Thomas D, Vanderschuren J. The Absorption ?Oxidation of NO withx60Hydrogen Peroxide the Treatment of Tail Gases [J]. Chem. Eng. Sci., 1996, 5111: 2649 ?265450[10] Chen G Q, Gao J H, Gao J M, et al. Simultaneous Removal of SO2280 290 300 310 320 330 340 350 360and NO by Calcium Hydroxide at Low Temperature: Effect of SOx 2Temperature KAbsorption on NO Removal [J]. Ind. Eng. Chem. Res., 2010, 4923: 212140 ?12147图 11 吸收温度对脱硝效率的影响[11] Thomas D, Vanderschuren J. Analysis and Prediction of the LiquidFig.11 Effect of temperature on removal efficiencyPhase Composition for the Absorption of Nitrogen Oxides intoof NO and NOAqueous Solutions [J]. Sep. Purif. Technol., 2000, 184: 37 ?45[12] Kurtenbach R, Becker K H, Gomes J A G, et al. Investigations of4 结论Emissions and Heterogeneous Formation of HONO in a Road Traffic Tunnel [J]. Atmos. Environ., 2001, 3526: 3385 ?3394向含 NO 烟气中配加 NO ,分析了气相 NO 中 NO2 x[13] Kotamarthi V R, Gaffney J S, Marley N A, et al. Heterogeneous NOx和 NO 在碱液中的吸收效率,结合吸收液中液相组成与2Chemistry in the Polluted PBL [J]. Atmos. Environ., 2001, 3526: 含量,研究了鼓泡床中 NO 对 NO 在碱液吸收中的促进24489 ?4498机理,并对操作条件进行了研究,得到以下结论: [14] Finlayson-Pitts B J, Wingen L M, Sumner A L. The Heterogeneous Hydrolysis of NO in Laboratory Systems and in Outdoor and Indoor 21在自然条件下,烟气中 O 氧化 NO 的幅度十分2Atmospheres: An Integrated Mechanism [J]. Phys. Chem. Chem有限,O 对配加 NO 碱液吸收 NO 的影响不大. NO 和2 2Phys., 2003, 52: 223 ?242NO 不是简单地以 N O 的形式吸收,NO 在碱液吸收2 23 2 [15] Rivera-Figueroa A M, Sumner A L, Finlayson-Pitts B J. LaboratoryStudies of Potential Mechanisms of Retoxification of Tropospheric NO 过程中存在类催化作用,与 NO 生成非稳定的中间Nitric Acid [J]. Environ. Sci. Technol., 2003, 373: 548 ?554物质,促进了 NO的吸收. 配加 NO 吸收脱除 NO 在理2[16] Fairbrother D H, Sullivan J D, Johnston H S. Global Thermodynamic论上是可行的Atmospheric Modeling: Search for New Heterogeneous Reactions [J]Phys. Chem. A, 1997, 10140: 7350 ?73582 用 0.1 ?3.0 mol/L NaOH 溶液吸收 NO x[17] Noyholt J, Jorth J H, Raes F. Formation of HNO on Aerosol2NO/NO 1, ?,0.5 mol/L NaOH对 NO 的吸收效率最2Surfaces during Foggy Periods in the Presence of NO and NO [J]2高,高于 0.5 mol/L 的 NaOH 对 NO 的吸收无明显促进Atmos. Environ., 1992, 262: 211 ?217作用;0.1 mol/L NaOH 对 NO 的吸收效率最高,NaOH [18] Alicke B, Platt U, Stutz J. Impact of Nitrous Acid Photolysis on the2Total Hydroxyl Radical Budget during the Limitation of Oxidant 浓度增大,NO 吸收率反而下降2Production/Pianura Padana Produzione di Ozone Study in Milan [J]. J3 NO/NO 1 ?条件下,碱液吸收不同浓度的2Geophys. Res., 2002, 10722: 8196 ?8213?6NO ,NO 600 ×10 ?时,碱液以吸收 NO 为主,NOx x 2 x [19] Stutz J, Alicke B, Neftel A. Nitrous Acid Formation in the Urban6 ?6Atmosphere: Gradient Measurements of NO and HONO over Grass2600 ×10 ?时, NO的吸收率高于 NONO 600 ×10 ?,2 xRemoval efficiency %。

氮氧化物和二氧化氮的转换关系解释说明1. 引言1.1 概述氮氧化物（NOx）和二氧化氮（NO2）是在工业和日常生活活动中排放的重要大气污染物之一。

它们不仅对人类健康产生直接和间接的危害，还对大气环境和生态系统造成严重影响。

因此，研究氮氧化物与二氧化氮之间的转换关系，对于减少空气污染、改善环境质量具有重要意义。

1.2 文章结构本文将首先介绍氮氧化物的生成和释放机制，以及二氧化氮形成的机制。

然后，我们将探讨氮氧化物与二氧化氮之间的转换关系，并分析其重要性。

在此基础上，我们将讨论影响这种转换过程的因素，包括温度和压力、催化剂作用以及环境条件对转换过程的影响。

接着，在第四部分中，我们将介绍一些常见的治理技术和应用案例，比如选择性催化还原（SCR）技术、选择性非催化还原（SNCR）技术等。

最后，在结论与展望部分，我们将对本文的主要内容进行总结，指出存在的问题并展望未来氮氧化物转换领域的发展趋势。

1.3 目的本文的目的是全面解释和说明氮氧化物与二氧化氮之间的转换关系，并探讨影响这种转换过程的因素。

通过对相关技术和应用案例的介绍，我们希望能提供一些治理和减排方面的参考，并为空气质量改善和环境保护提供科学依据。

2. 氮氧化物和二氧化氮的转换关系2.1 氮氧化物的生成与释放:氮氧化物包括一系列氮和氧元素组成的化合物，主要有NO (一氧化氮) 和NO₂(二氧化氮)。

它们在大气中主要由燃烧过程产生，包括汽车尾气、发电厂废气和工业过程中的燃烧排放等。

此外，其他源头例如农业活动和天然现象（例如雷电）也会贡献少量的NOx（总称NO和NO₂）排放。

2.2 二氧化氮的形成机制:在大部分情况下，NO 和NO₂之间存在着相互转换关系。

最直接且常见的转换途径是通过三步骤反应进行：第一步：内酰胺（ROOH）、硝酸或亚硝酸与NO反应生成亚硝酰胺（RONO）或亚硝基离子（NO₂⁻）。

第二步：亚硝酰胺或亚硝基离子进一步与O₂反应生成具有更高活性的自由基（如HONO²）。

火力发电厂氮氧化物和二氧化硫气体的吸附和转化探究摘要：随着全球能源需求的增长和环境保护的重要性日益凸显，火力发电厂的氮氧化物（NOx）和二氧化硫（SO2）排放成为环境管理的焦点。

研究火力发电厂中氮氧化物和二氧化硫气体的吸附和转化机制，对于减少污染物排放、提高燃料利用率和改善大气质量具有重要意义。

基于此，以下对火力发电厂氮氧化物和二氧化硫气体的吸附和转化措施进行了探讨，以供参考。

关键词：火力发电厂；氮氧化物和二氧化硫气体；吸附和转化探究引言火力发电厂中氮氧化物和二氧化硫气体的排放对环境和健康造成了严重影响。

为了降低这些污染物的排放浓度，研究氮氧化物和二氧化硫气体的吸附和转化机制至关重要。

通过理解吸附和转化的过程，可以开发出有效的排放控制技术，减少大气污染和保护生态环境。

本文将介绍火力发电厂中氮氧化物和二氧化硫气体的吸附和转化原理，评估不同技术在减少污染物排放方面的效果，并探讨其在实际应用中的挑战和潜力。

1火力发电厂中氮氧化物和二氧化硫气体的吸附和转化原理1.1氮氧化物（NOx）的吸附和转化原理典型的吸附剂包括活性炭、分子筛等。

氮氧化物在吸附剂表面发生吸附，从气相转移到固相中。

吸附后的氮氧化物经过一系列的化学反应，发生还原、氧化和解离等过程。

一种常用的氮氧化物还原技术是选择性催化还原（SCR），通过将还原剂（如氨或尿素）引入氮氧化物排放气流中，在催化剂的作用下，使氮氧化物与还原剂发生反应生成氮气和水。

1.2二氧化硫（SO2）的吸附和转化原理典型的吸附剂包括石灰石、活性炭等。

二氧化硫在吸附剂表面发生吸附，并形成硫化物或硫酸盐等化合物。

吸附后的二氧化硫经过反应，可以发生氧化、还原、水合等变化。

一种常用的脱硫技术是燃烧后氧化法（WetFGD），即将石灰石作为吸收剂引入烟气中，与二氧化硫反应生成石膏（CaSO4·2H2O）。

在火力发电厂中，通过设计合理的脱硫除尘设备和运行工艺，以及选用适当的吸附剂和催化剂，可以实现对氮氧化物和二氧化硫的吸附和转化。

第61卷 第11期 化 工 学 报Vo l 61 No 112010年11月 CIESC Jo ur nal N ov ember 2010研究论文SO 2对钙基吸收剂吸收NO 的作用机理高继慧,陈国庆,付晓林,杜 谦,高建民,秦裕琨(哈尔滨工业大学燃烧工程研究所,黑龙江哈尔滨150001)摘要:针对低温条件下SO 2对Ca(O H)2吸收N O 的影响进行了实验研究,分析了烟气中O 2和H 2O 对SO 2促进Ca(OH )2吸收NO 的影响。

实验结果表明,当烟气不含SO 2时,Ca(OH )2对N O 基本无吸收作用;烟气中SO 2的存在对N O 吸收具有促进作用。

H 2O 和O 2对SO 2促进N O 吸收有显著影响;当烟气不含O 2时,即使大量的SO 2被吸收,N O 吸收效率仍较低;只有SO 2与O 2和H 2O 共存才能促进N O 吸收。

脱硫产物CaSO 3对N O 无氧化作用;NO 、H 2O 和SO 2未在吸收剂表面产生可分解释放NO 2的大分子中间配合物。

分析认为在脱硫过程中产生了可以促进N O 与O 2反应的非稳定中间活性组分。

关键词:NO 氧化;钙基吸收剂;脱硫脱硝中图分类号:X 701 3 文献标识码:A文章编号:0438-1157(2010)11-2836-07Effect of SO 2on N O removal by calciu m hydroxideG AO Jihui,CH EN Guoqing,FU Xiaolin ,DU Qian,GAO Jianmin ,QIN Yukun(Resear ch I nstitute of Combustion Engineer ing ,H ar bin I nstitute of T echnolog y ,H arbin 150001,H eilongj iang,China )Abstract:The effect of SO 2on NO removal by Ca (OH )2w as inv estig ated at a low temper ature The influence o f H 2O and O 2o n the enhancement effect of SO 2on NO r em oval w as analy zed T he exper im ental results show ed that N O remo val w as neg ligible in the absence of SO 2 SO 2co uld enhance NO remov al H 2O and O 2have great influence on the enhancement o f SO 2on N O remo val NO could not be absorbed by Ca(OH )2in the absence of O 2,even though a high SO 2remov al could be attained SO 2could enhance NO removal w hen H 2O and O 2w er e present in the flue g as simultaneously CaSO 3,a ty pical desulfurization reactio n pro duct,could no t ox idize NO to NO 2 The m ulti molecular intermediate species,w hich co uld decom po se to NO 2,w as no t formed from the adso rption o f NO,H 2O and O 2on the surface of absorbent There may be some unstable intermediate species formed fro m the desulfurization reaction,w hich can accelerate the reactio n of NO and O 2Key words:NO ox idization;Ca based absor bent;remov al of SO 2and NO2010-01-27收到初稿,2010-04-02收到修改稿。

NHD吸收水煤气中二氧化碳填料塔的传质性能优化设计填料塔是一种常用于化工工艺中的设备，用于气液传质操作。

在NHD吸收水煤气中二氧化碳的过程中，填料塔的传质性能对操作效率以及资源利用率至关重要。

为了优化传质性能，我们可以采取一系列措施。

在本文中，我们将探讨此方面的优化设计。

首先，为了提高传质效果，我们可以选择合适的填料材料。

填料材料应具有较大的表面积、良好的润湿性和亲水性。

一种常用的填料材料是泡沫塑料，它具有高度的亲水性和较大的表面积，可以提供更多的接触面积来促进传质。

另外，我们还可以考虑使用结构更加复杂的填料材料，如骨架填料和环网填料，这些填料具有更多的通道和空隙，能够增加气液交换的机会，从而提高传质效果。

其次，填料塔的塔板设计也是优化传质性能的重要因素。

塔板的设计应该能够保证足够的接触时间和接触面积。

一种常用的设计是使用薄塔板和小孔径，以增加接触时间和增加气液间的接触面积。

此外，我们还可以考虑使用多孔塔板或波动塔板来增加气液间的混合程度，从而提高传质效果。

此外，塔内流体的流动方式也会对传质性能产生影响。

通过优化气液的流动方式，可以改善传质效果。

在设计中，我们应考虑流体的速度、流量和分布，以确保流体能够充分接触并混合。

可以采用多孔吸附板、喷嘴、电喷雾等技术来实现更均匀的流体分布和更好的气液接触。

此外，优化塔的操作条件也可以改善传质性能。

操作条件包括温度、压力以及溶剂选择等。

对于NHD吸收水煤气中二氧化碳的过程，我们可以通过增加温度或压力来提高传质速率。

另外，选择合适的溶剂也对传质性能具有重要影响。

根据实际情况，我们可以考虑使用具有较低黏度和较高溶解度的溶剂，以提高传质效果。

最后，为了优化填料塔的传质性能，我们还可以采用先进的模拟和优化方法。

通过数值模拟，可以模拟和预测NHD吸收水煤气中二氧化碳的流动和传质过程。

结合优化方法，可以快速找到最佳的设计参数和操作条件，以达到传质性能的最大化。

综上所述，针对NHD吸收水煤气中二氧化碳填料塔的传质性能优化设计，我们可以从填料材料、塔板设计、流体流动方式、操作条件以及模拟和优化方法等方面进行优化。