氮氧化物废气的治理

湖南有色全属第4卷第1期1988年1月氮氧化物废气的治理何海成(赣州有色金属冶炼厂)【提要】氮氧化物废气是致癌性强的一类致癌物质,对人类危害极大。掌握它的特性,认识它的毒理作用,开展对氮氧化物废气的治理,是环保工作中亚待解决的问题.木文对溶液吸收、尿素抑制、催化还原、吸附等多种治理方法,分别加以介绍。[关键词】氮氧化物、废气、治理。一、氮氧化物的性质氮氧化物主要有NO、N:0、N:o。、NOZ、N:O。,除NO:外,其余几种均不稳定,遇光、热和湿气就会变成NOZ,工业上遇到的主要是NO:和NO。NO是一种无色的气体,俗称笑气。有甜味和麻醉作用,能溶于水,能助燃。吸入较多的NO时,神经被麻醉,就会发生不能自控的笑声。NO:是一种红棕色有刺激性、有臭味的气体,0℃时密度为1.49克/厘米“,难溶于水,当温度为21。3℃时会分解。一般情况下,在地表滞留的时间为二周左右。自然界中,二氧化氮的主要自然来源为雷电、森林和枯草的失火及山崩、地震。而其人为的来源主要是硝酸制造、硝化甘油、炸药等化工业和炼油、合成纤维、冶金、化肥、金属表面处理、制药等工业过程中。二、氮氧化物的毒理作用和中毒现象由于二氧化氮比二氧化硫的毒性大,并约为一氧化氮的4一5倍,所以对人类的危害很大。氮氧化物进入人体有两条途径,一条是通过呼吸道。由于氮氧化物难溶于水,进入支气管和肺泡后,逐渐与粘膜中的水份起作用,形成硝酸及亚硝酸,剧烈的刺激、腐蚀肺组织,使肺部毛细管通透性增加,导之肺水肿。NOZ溶于血液后,其中大部分从尿中排出,小部分滞留在血液中,逐渐转化成硝酸盐和亚硝酸盐,引起高铁血红蛋白症和血管扩张,出现紫绪和呼吸困难,血压下降及中枢神经损坏。另一条途径是通过人的唾液,硝酸盐被唾液中的细菌转化为亚硝酸盐,随着唾液一道进入消化系统,引起咽喉、食管、肠胃的肿瘤。据试验,NOZ浓度为13ppm时,眼、鼻有急性刺激感,当超过16.gppm时,会使肺活量减少,肺部气流阻力增加。对心、肝、肾造血组织等重要器官,都有影响。形成肺水肿、血管扩张、血压下降和组织缺氧。与低浓度NO二接触,可引起轻微中毒,咳嗽、胸闷、呼吸不适,甚至有头痛、失眠、粘膜溃疡等症状。严重者还会咳出大量血性泡沫痰,甚至呼吸困难、昏迷,直至死亡。对植物来说,当空气中NO二浓度在2一3ppm时,即能引起植物产生急性受害的症状,出现叶片变小、叶色增浓、落叶以及发育受阻等现象。当浓度增大时,甚至会出现枯黄至死。NO;排空后,还会与大气中的飘尘形成第i期氮氧化物度气的治理硝酸盐。硝酸盐又有一部分还原为亚硝酸盐,在适当的条件下,亚硝酸盐与有机胺作用,可合成亚硝酸胺。亚硝酸胺是致癌性强的一类致癌物质,几乎能在生物体内所有内脏器官中引起癌瘤。有人对10多种亚硝胺进行过动物试验,发现有80多种有致癌性。在工业生产中,排放的NO:的最高浓度,可达100O0mg/M“,而国家允许空气中NO二(换算成N:0。)的最高浓度为smg/M“,看来NO二的净化治理,确实是当前环保工作中的一项重要课题。通过大量科研工作,提出了多种治理方法。笔者就其其中几种,进行简单介绍。表1是上海自动化仪表x厂用水吸收时的测定数据(反复淋洗多次)。表1水吸收测定数据’叫,{檬今黔~⋯’‘吸破/,’·”’;.⋯打:⋯:三、治理方法1.溶液吸收法NO二废气与吸收液之间的反应,是在各种吸收塔中进行的。为了提高吸收效率,除选择合理的设计参数(如空塔速度、喷淋密度等)外,可将吸收塔多级串联,反复淋洗,以提高吸收效率。吸收设备可采用喷淋塔、填料塔、泡沫塔、点波塔、湍球塔、斜孔板吸收塔、水浴式冲击塔、文氏管,旋风洗涤器等多种形式,吸收液从上方通过筛板上的填料,缓慢均匀的下淋,而NO二废气由下向上通过筛板填料与吸收液逆向运动,达到吸收净化的目的。当用水吸收时,NO二被水吸收生成硝酸和一氧化氮:3NO:+HZO一ZHNO3·奋一NO上述反应中,2/a的NO:转变成HNO。,1/3的NO:转变为NO,NO再和O:作用生成从表1可以看出,单用水反复淋洗多次,可获得一定的效果。但由于NO二难溶于水,当废气中的NO二含量较高时,尾气很难达到排放标准,仍然要进行化学法吸收处理。当用碱吸收时,将发生下述反应:NO+NO:+ZNaOH二ZNaNO:+HZOZNO:+ZNaOH=NaNO3+Na:N02+H:ONO+NO:+NaZCO。=ZNa:NO:+CO:个ZNO:+NaZCO3=NaZNO3、一NaNO:+CO:个为了使亚硝酸钠转化为硝酸钠,吸收液过滤后,送入泡沫反应器进行转化反应:3NaNO:+3HN03=3NaNO3+ZNO个+HZO将压缩空气鼓入泡沫反应器,使转化反‘/应生成的NO从溶液中溢出再吸收处理,转化后的溶液用Na:CO3中和,获得40~50%NaNO。溶液,经过蒸发结晶得硝酸