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氮氧化物处理方法
浏览: 发布日期:2019-02-13
1光催化氧化法
  半导体光催化技术是近 3 O年发展起来的新型节能绿色环保技术, 目前研究过的光催化剂有 TiO2、ZnO、CdS、CuO、 WO3、SnO2 等,在众多的光催化剂中,二氧化钛以其化学性能稳定、反应条件温和、催化性能优良、安全无毒副作用、无二次污染等优点而被广泛使用。自从 I b u s u k i 首次报道了将二氧化钛应用于N O 的催化净化,这方面的研究很多, 邱星林等研制的含纳米级Ti O2的光催化环保涂料,在太阳光作用下,NO几乎全部被降解。
  关于 TiO2 的光催化机理一般认为:在波长小于380 n m光的照射下,TiO2的价带电子会被激发到导带形成电子一空穴对 ,电子一空穴对迁移到半导体颗粒表面,被表面物种捕获.光激导带电子与吸附在催化剂表面的O2结合形成·O2- HO2 · O-等活性自由基;空穴与吸附在 表面的水或覆盖在催化剂颗粒表层的羟基反应也能形成·O H自由基。
  NO的起始浓度、气体停留时间、 反应温度、 紫外光强度等因素对 NO的分解率有影响。·OH和 HO· 等自由基对NOx 的氧化起着非常重要的作用。O2是半导体导带光致电子的俘获剂,可有效地阻止电子与空穴的复合,同时O2通过俘获电产生的各种活性自由基, 在光催化过程中具有一定的促进作用。
  英国千禧化学公司最近研制出一种能协助清除NO的生态漆,其主要成分为Ti O2和CaCO微粒。Ti O2 微粒吸收太阳光中的紫外线将 NO 气体转化成硝酸,再利用 CaCO 于以中和。释放出的CO2、水和硝酸钙等副产物将被雨水等冲刷掉,NO去除率可达60 %。
  针对纳米催化剂存在易失活、 易团聚等问题。 采用将纳米二氧化钛固定在分子筛上的办法。既能提高催化剂的分散度也可以延长催化剂的使用寿命。并且分子筛对NO 具有一定的吸附作用,可以提高催化效率,通过对分子筛进行改性,可以提高其选择性,使NO 最大限度地分解为N2和O2 。
  2 生化法
  生化法是近10多年才发展起来的一种处理方法,因它是模仿自然界的自然净化过程而建立起来的一种处理方法,具有流程短,投资少,运行费用低,管理简便等特点而具有极大的发展潜力,已受到越来越多研究人员的重视。
  含NOx废气生化法处理的基本原理是气相中的NOx如NO和NO2首先通过溶解或吸附等传质过程转移至液相,如NO2通过形成NO3—或NO2—而溶于水中,NO被吸附在液相中的微生物或固体物表面而进入液相;然后在外加碳源的情况下借助于微生物的生命代谢活动,通过微生物对分布于液相中的含N化合物的吸收和微生物体内的氧化、还原、分解等生物谢作用,把部分吸收的含N化合物转化为微生物生长所需的营养物质,组成新的细胞,使微生物生长繁殖;另一部分含N化合物则被微生物分解为简单而无害的氮气或容易处理的NO3—或NO2—,同时释放出微生物生长和活动所需的能量。
  在废气的生物处理中 , 微生物的存在形式可分为悬浮生长系统和附着生长系统两种。悬浮生长系统即微生物及其营养物配料存在与液相中 , 气体中的污染物通过与悬浮物接触后转移到液相中而被微生物所净化, 其形式有喷淋塔、鼓泡塔等生物洗涤器。
  废气在增湿后进入生物滤床,通过滤层时, 污染物从气相中转移到生物膜表面并被微生物净化。悬浮生长系统及附着生长系统在净化NOx 方面各具有其优势; 前者相对后者来说 , 微生物的环境条件及操作条件易于控制 , 但因NOx中的 NO 占有较大的比例 , 而 NO又不易溶于水 , 使得NO的净化率不高。
  3低温等离子技术
  低温等离子体应用于固体废物、废水、废气的治理在近几年来备受瞩目。等离子体是一种导电流体,在宏观上呈现电中性. 对外加电磁场十分敏感,等离子体中富含大量内能较大的各种微观粒子, 其理化性质相当活泼,极易与其他物质发生相互作用。低温等离子体的电子温度可达 104K以上,而离子和中性粒子的温度只有 3 0 0 — 5 0 0 K,体系的表观温度较低。常用的气体低温等离子体产生方法为放电法,即在电场作用下气体被击穿而导电, 由此产生电离气体。其放电方式有辉光放电、电晕放电、介质阻挡放电、射频放电和微波放电。由于对气态污染物的治理,一般要求在常压下进行,而能在常压下产生低温等离子体的只有电晕放电和介质阻挡放电两种形式, 目前的研究以这两种放电方式为主 其中电晕放电利用非对称电极放电产生等离于体.但难以获得大体积的等离子体,介质阻挡放电可以在很宽的气压、电压及频率范围内使用 ,另外由于它可以在较大的区域内形成等离子体区,所以允许有较大的气体流量。
  低温等离予体净化NO的作用机理是粒子非弹性碰撞的结果。利用外电场放电产生的高能电子撞击尾气中的气体分子(NOx、N2、O 2和 H 2O等) ,使之获得能量。并得以激活 、 分解、电离,产生氧化能力很强的自由基原子氧( O ) 、原子氮( N ) 、 臭氧( O3 ) 等 . 这些强氧化物质可迅速与尾气中的NOx作用,又会产生其它种类的活性物质,导致一系列复杂化学反应的发生。
  氧气对 N O的脱除存在抑制作用。放电增强了物种的活性,一些常温常压没有催化剂很难或根本就不能发生的化学过程得以实现。在反应过程中, 高能电子起着决定性作用。 而这主要取决于电子的平均能、电子密度、气体温度等条件。
  采用低温等离子体技术不仅节约能源和设备、易于实现。且具有处理效果好、处理范围广、能同时处理多种污染物、净化彻底、无二次污染等优点,因此在废气治理领域逐渐引起人们的重视。广阔的发展前景

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