Снижение концентрации оксидов азота и серы в приземном слое воз­духа, страница 6

          Предложено много способов очистки газов различного состава от оксидов азота. Ряд из них применяется в про­мышленных масштабах, некоторые проходят опытную про­верку, другие пока лишь запатентованы. Все эти методы мож­но разделить на 2 группы: сорбционные и каталитические. В свою очередь сорбционные методы можно классифициро­вать по характеру сорбции на абсорбционные и адсорбционные.        Каталитические методы можно также разделить на каталитические с окислением оксидов азота до диоксида и ка­талитические с восстановлением оксидов до молекулярного азота. Все эти методы могут осуществляться как в мокром (с поглощением растворами), так и в сухом виде (поглоще­ние N0х сухими сорбентами или с протеканием реакций в газовой фазе). У каждой из групп методов очистки имеются как достоинства, так и недостатки. Существенно различаются они и по экономическим показателям и эффективности очистки.

3.2.   Абсорбционные методы

         Оксиды азота в той или иной степени растворяются в обычной воде по реакциям:

ЗN02 + Н20 = 2НN03 + N0;

       ЗN204 + 2Н20 = 4НN03 + 2N0;

     ЗN2Оз + Н20= 2НN03 + 4NО.

          Из оксидов азота только N0 химически не реагирует с водой, хотя и растворяется в ней. Для полного поглощения N0Х необходимо окисление N0 до N02. В качестве окисли­теля может быть использован пероксид водорода Н202. При этом степень превращения N0х в НN03 составляет 90—95%. Остаточная концентрация N0х в очищенном газе составляет 200—300 ррт (частей на млн.).

          Более эффективная очистка газов от N0х осуществляется при их контакте с растворами щелочей по реакциям:

2 N02 + 2NаОН = NaNO3 + NaNO2 + Н20;

NO + N02 + 2NаОН = 2NаN02 + Н20;

2NO2 + Na2С03 = NаNO2 + NаNOз + С02;

NО + NO2 + Nа2СОз= 2NaN02 + С02.  

3.3.   Адсорбционные методы

        С физической точки зрения процесс адсорбции происхо­дит благодаря взаимодействию поверхностных сил притяжения адсорбируемой молекулы. Часто физическая адсорбция сопровождается капиллярной конденсацией и хемосорбцией. С ростом температуры адсорбция снижается. Вещества с низ­кой температурой кипения адсорбируются хуже, чем вещест­ва с высокой tкип.    Интенсивность процесса адсорбции повы­шается с увеличением молекулярной массы, поэтому NO2 адсорбируется интенсивнее, чем N0.

На интенсивность адсорбции влияет пористость сорбента. Оптимальная пористость находится в пределах 4·10-10— 8·10-10 м. Чем ниже концентрация NOх в дымовых газах, тем больше необходимо время пребывания газа в адсорбере. При концентрации N0х на входе до 0,2% степень поглощения N0х  достигает 95—98%.

        В качестве адсорбентов применяются активированные уг­ли, приготовленные из каменноугольного кокса, древесный уголь, активированный полукокс бурых углей и торфа. В ка­честве десорбента могут быть использованы вода или водя­ной пар. Применение адсорб­ционных методов также связано со значительными капиталь­ными затратами и трудностью сбыта получаемых продуктов.

3.4.   Каталитические методы

        При температуре выше 620°С все высшие оксиды азота диссоциируют до No. При  температуре 900—1000°С возмож­на диссоциация N0 по реакции

2NO ↔ N2 + O2 + 181 кДж/моль.

        Однако реакция эта протекает очень медленно (время по­лураспада N0 при 1000°С составляет около 4000 с). Для ускорения процесса разложения оксидов азота применяют различные катализаторы — оксиды ряда металлов (Со, Си, Ni, Ре, Сг, Zn). Однако, катализаторы очень быстро дезакти­вируются из-за адсорбции ими кислорода, содержащегося в дымовых газах. Более перспективны процессы восстановле­ния оксидов азота на катализаторах. В качестве восстановителей могут быть использованы газы: Н2, СН4, NH3, СО, а также твердый углерод.

4.    Вредное воздействие диоксида серы на окружающую среду

       Диоксид серы SO2 представляет собой бесцветный газ с резким удушающим запахом и плотностью 2,93 г/нм3, SO2 растворяется в воде в соответствии с законом Генри.

При растворении с водой диоксид серы частично взаимодействует с водой, образуя слабую сернистую кислоту, которая диссоциирует на ионы водорода и сульфита: