燃煤煙氣中SO2和NOx是大氣污染物的主要來源,脫硫脫硝技術(shù)是煙氣治理技術(shù)的研究熱點(diǎn)。
(1)尿素/H2O2溶液脫硫脫硝。尿素[CO(NH2)2]是一種強(qiáng)還原劑。60℃時(shí)在一定濃度的尿素/H2O2溶液中通入含有SO2和NO的煙氣,煙氣中有毒氣體被一定程度吸收。
尿素/H2O2溶液對(duì)SO2具有很高的去除效率,寫出尿素和H2O2溶液吸收SO2,生成硫酸銨和CO2的化學(xué)方程式為 SO2+CO(NH2)2+H2O2+H2O═(NH4)2SO4+CO2SO2+CO(NH2)2+H2O2+H2O═(NH4)2SO4+CO2。
(2)除去煙氣中的NOx,利用氫氣選擇性催化還原(H2-SCR)是目前消除NO的理想方法。H2-SCR法的主反應(yīng):2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g)ΔH1
副反應(yīng):2NO(g)+H2(g)═N2O(g)+H2O(g)ΔH2<0
①已知H2(g)+12O2(g)═H2O(g)ΔH3=-241.5kJ/mol;N2(g)+O2(g)═2NO(g) ΔH4=+180.5kJ/mol,則ΔH1=-663.5-663.5kJ/mol。
②H2-SCR在Pt-HY催化劑表面的反應(yīng)機(jī)理如題圖1所示:
已知在HY載體表面發(fā)生反應(yīng)的NO、O2物質(zhì)的量之比為4:1,反應(yīng)中每生成1molN2,轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為 33mol。
(3)V2O5/羰基材料(活性炭、活性焦、活炭纖維)也可以脫硫脫硝。V2O5/羰基材料脫硫原理是:SO2在炭表面被吸附,吸附態(tài)SO2在炭表面被催化氧化為SO3,SO3再轉(zhuǎn)化為硫酸鹽等。
①V2O5/羰基材料脫硫時(shí),通過紅外光譜發(fā)現(xiàn),脫硫開始后催化劑表面出現(xiàn)了VOSO4的吸收峰,再通入O2后VOSO4吸收峰消失,該脫硫反應(yīng)過程可描述為 SO2與V2O5作用形成具有VOSO4結(jié)構(gòu)的中間體,VOSO4中間體與氣相的O2反應(yīng)生成SO3和V2O5(或描述為:3SO2+V2O5+O2═2VOSO4+SO3,4VOSO4+O2═2V2O5+4SO3)SO2與V2O5作用形成具有VOSO4結(jié)構(gòu)的中間體,VOSO4中間體與氣相的O2反應(yīng)生成SO3和V2O5(或描述為:3SO2+V2O5+O2═2VOSO4+SO3,4VOSO4+O2═2V2O5+4SO3)。
②V2O5/羰基材料脫硫時(shí),控制一定氣體流速和溫度,考查了煙氣中O2的存在對(duì)V2O5/羰基材料催化劑脫硫脫硝活性的影響,結(jié)果如題圖2所示,當(dāng)O2濃度過高時(shí),去除率下降,其可能原因是 氧氣濃度過高時(shí),O2、SO2和NO分子會(huì)產(chǎn)生競爭吸附的局勢,當(dāng)O2分子占據(jù)催化劑過多活性位時(shí),剩余的SO2、NO分子就不能很好地被吸附,導(dǎo)致脫硫脫硝率下降氧氣濃度過高時(shí),O2、SO2和NO分子會(huì)產(chǎn)生競爭吸附的局勢,當(dāng)O2分子占據(jù)催化劑過多活性位時(shí),剩余的SO2、NO分子就不能很好地被吸附,導(dǎo)致脫硫脫硝率下降。
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【考點(diǎn)】二氧化硫的污染及治理;氮氧化物的相互轉(zhuǎn)化.
【答案】SO2+CO(NH2)2+H2O2+H2O═(NH4)2SO4+CO2;-663.5;3;SO2與V2O5作用形成具有VOSO4結(jié)構(gòu)的中間體,VOSO4中間體與氣相的O2反應(yīng)生成SO3和V2O5(或描述為:3SO2+V2O5+O2═2VOSO4+SO3,4VOSO4+O2═2V2O5+4SO3);氧氣濃度過高時(shí),O2、SO2和NO分子會(huì)產(chǎn)生競爭吸附的局勢,當(dāng)O2分子占據(jù)催化劑過多活性位時(shí),剩余的SO2、NO分子就不能很好地被吸附,導(dǎo)致脫硫脫硝率下降
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:128引用:2難度:0.6
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1.認(rèn)識(shí)和利用SO2的性質(zhì)可有效防治SO2對(duì)環(huán)境的污染,并實(shí)現(xiàn)SO2的綜合利用。某研究團(tuán)隊(duì)提出的SO2煙氣脫硫工藝流程如圖,該流程中脫硫劑反復(fù)循環(huán),可實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣中SO2的持續(xù)脫除。已知:脫硫塔中發(fā)生的主要反應(yīng)為2CaS+3SO2=2CaSO3+3S、2CaSO3+O2=2CaSO4。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是( ?。?br />
發(fā)布:2024/11/21 13:0:1組卷:80引用:1難度:0.7 -
2.自然界“酸雨”形成的原因主要是( )
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