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二氧化氯湿法洗涤脱除一氧化氮文献综述 环工0802 徐亚武 摘 要：阐明了二氧化氯性质以及我们氮氧化物污染现状和一系列对大气处理控制措施。关键词：二氧化氯、氮氧化物、脱硝0.前言 我国是以燃煤为主的发展中国家,其能源构成以煤炭为主,消耗量占一次能源消费量的76%左右。随着经济的快速发展,煤耗的增加,燃煤造成的大气污染日趋严重,而氮氧化物(NOx)是其主要成分之一。NOx是NO、NO2、N2O、N2O4、N2O5等物质的总称,由其引起的环境问题以及对人体健康的危害有以下几方面:NOx对人体有致毒作用、对植物有损害作用;NOx是形成酸雨、酸雾的主要原因;NOx与碳氢化合物共同作用可形成光化学烟雾;NOx参与臭氧层的破坏。因此,NOx对大气的污染已成为一个不容忽视的重要问题,控制和治理NOx污染已迫在眉睫,燃煤烟气脱硝是控制NOx污染的一个重要途径。 1. 氮氧化物排放标准1.11 杜尧国，李俊奇，徐德志.关于我国大气环境质量标准中的氮氧化物标准问题J：411.2从整个排放标准体系来看,对于固定源,排放标准主要是根据设备的种类来区分的,对于移动源,排放标准主要是根据车种分类来区分的,即都是根据排放氮氧化物的设备或设施的不同来区分的,且排放标准在时间上都体现了新源比旧源严格的思想。2 吴旸，朱庚富.日本氮氧化物的排放标准研究J.环境科学与管理，2008-11，33（11）：35排放标准针对不同的行业或各类污染源的具体特点有所不同。2.氮氧化物污染现状2.1氮氧化物(nitrogen oxides)是大气中主要的气态污染物之一。氮氧化物包括多种化合物,如氧化亚氮(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。大气中存在的含量比较高的氮氧化物主要包括N2O、NO和NO2。其中,NO和NO2是大气中主要的氮氧化物,以NOx表示。大气中的NOx主要来源于2个方面,分别是自然源和人为源。人为源排放的NOx绝大部分源于燃烧过程。燃烧源又可分为流动燃烧源和固定燃烧源。现代火电厂是最大的固定燃烧源,机动车辆是主要流动燃烧源。城市大气中的NOx一般有2/3来自汽车等流动燃烧源的排放, 1/3来自固定燃烧源的排放。无论是流动燃烧源还是固定燃烧源,燃烧产生的NOx主要是NO,占90%以上;NO2的数量很少,仅占5% 10%。目前,我国的NOx年排放量仅次于美国。随着国民经济发展、人口增长和城市化进程的加快,我国NOx排放量将继续稳步增长。若不采取进一步的排放控制措施,到2020年和2030年,中国NOx排放总量将分别达到2 900和4 000万t。3 徐青，郑章靖，李军等.氮氧化物污染现状和控制措施J.安微农业科学.38（29）2.2改革开放以来,我国社会经济迅速发展,伴随而来的是无法避让的环境问题,尤其是SO2和NOx。NOx排放总量,1980年为468万t,到2000年增至1177万t,年均增加4.6%;到2004年又增至1600万t,年均增长10.6%。4王长会.我国氮氧化物的污染现状和治理技术的发展及标准介绍J.机械工业标准化与质量，2008-3随着中国人口的不断增加、国民经济的持续稳定增长和人民物质文化生活水平的不断提高,未来30年中国NOx排放量将呈现稳步增长的趋势。如果不采取进一步的控制措施,到2010年、2020年和2030年,全国能源消费导致的NOx排放总量将分别达到1677万t1853万t、2363万t2914万t和3154万t4296万t。预测到2020年前后将超过美国成为世界第一大NOx排放国,如此巨大的排放量将给公众健康和生态环境带来灾难性的后果。3.NOx污染物的防治措施3.1在大气中的NOx污染物主要来源于燃料燃烧。因此NOx污染物的防治技术是根据燃烧过程的特点来设计的，目前正在用的减少NOx排放量的措施有三种，即燃烧前的处理、燃烧技术的改进和燃烧后的治理。3.2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。5 黄明强.大气污染控制工程M.54.大型锅炉NOx排放评价及其标准我国的300-600MW机组大多采用直流燃烧器四角切圆燃烧方式，其次是旋流燃烧器前后对冲墙式燃烧方式和燃烧器拱顶布置的W型火焰燃烧方式。表1-3分别表示不同燃烧方式的大型锅炉(300-600MW)NOx排放浓度水平。从表1-3可看出NOx(排放与煤种和燃烧方式关系很大(如图1所示)，当然也与所采取的低NOx措施有关。6 曾汉才,姚斌,王湘江等.大型锅炉排放评价及其标准修订的建议J.2001，14（6）：20-215. 二氧化氯的性质二氧化氯在室温下以气体形式存在，呈黄绿色，但在更低温度下，也可呈液态，分子量为67.45，气体在水中的溶解度为2.9以L(22)，熔点为一59，沸点为n，气态二氧化氯的密度为0.003g/c耐(n)，液态二氧化氯的密度为1.64以cm3。二氧化氯具有很强的氧化性，其氧化能力是氯气的2.63倍。二氧化氯以自由基单体存在，氯一氧键表现出明显双键特征。7 卢万民，陈锋才.二氧化氯生产综述J.2002，1：5二氧化氯通过强烈的氧化作用，可产生杀菌消毒作用。工业上生产二氧化抓的方法有:亚氯酸钠与氯水反应;氯酸钠与二氧化硫反应;氯酸钠与盐酸反应。但这些方法生产的二氧化氯极不稳定，甚至还会发生爆炸。为了解决其稳定性问题，便于运输和使用，国内外又研制出稳定性强的二氧化氯，就是在二氧化氯中加人硼酸钠、过硼酸盐等稳定剂。8 杨国强.二氧化氯的性质及在雨水集流工程中的推广应用J.2004，2：26该产品为无毒、无味、透明或淡黄色的水溶液，具有很强的氧化性，是一种性能优良的多用途杀菌消毒剂，它的应用范围较广，已涉及人们日常生活的各个方面。6.二氧化氯的制备经过30年的发展，二氧化氯的制备技术已经发展了由R1到R12共12种还原或电解法，其中R8法的设备和工艺最简单、资金投入量最小，生产的ClO2纯度高，成为最为广泛的生产方法。9 ECF漂白以及二氧化氯的制备J，热点关注，2003，3：46制浆造纸工业中ClO2的生产工艺主要有综合法（有代表性的为R6法）及还原法（有代表性的为用甲醇作还原剂的R8法）。6.1综合法综合法是由电解NaCl、ClO2制取和盐酸合成三步组成，其化学反应式如下：NaCl电解：2NaCl+6H2O+Electricity2NaClO3+6H2ClO2制取：2NaClO3+4.8HCl1.8ClO2+2NaCl+2.4H2O+1.5Cl2盐酸合成：2.4H2+2.4Cl24.8HCl总反应：Cl2+4H2O+Electricity2ClO2+4H2从总反应式可以看出，综合法ClO2制备所需的原料仅为Cl2、水和电。同时系统中没有连续性的有害物质排出。6.2甲醇法(R8法)甲醇法是用NaClO3与CH3OH在浓硫酸条件下发生反应生成ClO2,同时生成副产品倍半硫酸钠（也称酸性芒硝，Na3H(SO4)）2,反应式如下：12NaClO3+8H2SO4+3CH3OH12ClO2+9H2O+4Na3H(SO4)2+3CO27.二氧化氯的应用及前景7.1国内外大量的研究表明，二氧化氯是作为取代氯气的最佳消毒剂，它是目前使用的化学消毒剂中最理想的消毒剂，被联合国卫生组织(WHO)列为AJ级消毒剂，已被国际上发达国家广泛应用，且应用领域范围越来越广。10 尚华.二氧化氯消毒剂的特性及应用前景D.吴忠仪表股份有限公司，2003-4：107.2稳定性二氧化氯具有高效、广谱、快速杀灭微生物的特性，而对人和动物无毒、无害，也不产生刺激副作用，它无残留，不污染环境，性质稳定，不易燃易爆，使用安全。目前全省大约有600万眼水窖，如果全部推广使用稳定性二氧化氯杀菌消毒，每年需要300t以上的二氧化氯，而且稳定性二氧化氯的应用已从水处理领域发展到医疗行业和食品行业。其市场缺口很大，因此扩大稳定性二氧化氯生产规模，开发其潜在的市场，前景广阔，值得尝试。7.3从卫生学的角度看，在达到更好的消毒效果下，复合二氧化氯溶液的投加剂量要低于传统和的用量，且减少了反应过程中消毒副产物的产生量（一般高于）。因此，在再生水的消毒领域具有一定的竞争力。11 樊金红，王红武，马鲁铭.复合二氧化氯的制备及其用于城市污水回用消毒J.化工学报，2012，63（2）：5837.42008年国家颁布实施了新的制浆造纸工业水污染物排放标准，将可吸附有机卤素和二恶英指标增列为强制性标准，现采用的氯气漂白工艺难以满足新标准要求。现有造纸企业要达到这一排放标准，以二氧化氯取代氯气漂白已是当务之急。12 福建纸业信息J,2010，（12）：158. 烟气脱硝8.1烟气脱硝是近期内NOx控制措施中最重要的方法,探求技术上先进、经济上合理的烟气脱硝技术是现阶段工作的重点。 13 侯建鹏，朱云涛，唐燕萍.烟气脱硝技术的研究J.电力环境保护，2007-6，23（3）：248.2烟气脱硝技术按治理工艺可分为湿法脱硝技术和干法脱硝技术两种。14 高凤，杨嘉谟.燃煤烟气脱硝技术的应用与进展J.环境保护科学，33（3）：118.3选择性催化还原(SCR)是最早实现工业化应用的氮氧化物脱除技术15 王海强，吴忠标.烟气氮氧化物脱除技术的特点分析J.能源与环境，2004,其过程要求严格控制NH3/NO比率。有关催化分解法及催化还原法这两类反应的催化剂虽然研究得很多,但是仍与实际要求有很大的距离。寻找新型催化材料,探索新的催化剂制备技术以及设计新的催化工艺流程以求得突破,是目前具有实际意义的研究工作。9.结束语为了减少烟气中NOx对大气的污染,一方面要改进燃烧技术抑制其生成,另一方面要加强对排烟中NOx的净化治理。我国的烟气脱硝技术研究还处于起步阶段,目前的大部分技术还处于