烟气脱硝条件探究 本章自我评价 17张PPT
文档属性
| 名称 | 烟气脱硝条件探究 本章自我评价 17张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 3.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-03-15 12:05:36 | ||
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文档简介
(共17张PPT)
烟气脱硝条件探究
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目录页
我国NOX的主要来源、危害及应对策略
（1）火力发电烟气：我国是煤炭消费大国，2016 年煤炭消量达3.78×109t，其中约50%用于发电。
（2）硝酸工业尾气
（3）汽车尾气
来
源
①GB 13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》规定2014 年6 月1 日新建成锅炉NOx排放标准为100 mg /m3；②“十三五”节能减排方案要求到 2020 年NOx 排放量控制在1 574 万 t 内， 较 2015 年下降 15%
应对策略
（1）影响动植物生长 （2）光化学烟雾（3）形成酸雨
危害
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我国NOX的主要来源及应对策略
神华福建龙岩发电有限责任公司
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学习任务一 烟气中NOX的含量测定
测定:1.传统分析实验测定 2.现代仪器分析——烟气分析仪
传统实验方法能否直接测定烟气样品中NOx的含量？
该如何测定？
方法1：NOx被H2O2溶液吸收后生产硝酸，用标准NaOH溶液滴定，可测出NOx含量。
试着写出NO被H2O2氧化的化学方程式
2NO+3H2O2=2HNO3+2H2O
3Fe2++NO3?+4H+ =NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2O72? + 6Fe2+ +14H+ =2Cr3+ +6Fe3++7H2O
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学习任务二 烟气脱硝的方法
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如何降低烟气中NOX的含量？从物质转化角度分析。
1.干法处理 ：
①非选择性催化还原法（NSCR）：以H2、CH4、C2H4等为还原剂；
②选择性催化还原法（SCR）：以NH3为还原剂；
③选择性非催化还原法（SNCR）：以尿素或NH3为还原剂。
2.湿法处理：
①碱液脱硝法：以石灰乳、 NaOH溶液等为吸收液；
②氧化脱硝法：以H2O2、 NaClO2 、Na2S2O8等溶液为吸收液。
3.电解法
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学习任务二 烟气脱硝的方法
SCR技术对烟气NOx控制效果十分显著，是目前最成熟的烟气脱硝技术，脱硝效率可达到80~90%。
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学习任务三 烟气脱硝条件的选择
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4NO + 4NH3 + O2 ? 4N2 + 6H2O ΔH<0
NO + NO2 + 2NH3 ? 2N2 + 3H2O ΔH<0
4NH3 +5 O2 ? 4NO+6H2O
2NH3 +2 O2 ? N2O+3H2O
脱硝原理
主要副反应
工业上烟气脱硝应考虑哪些问题？
哪些措施有利于提高脱硝率？
可能发生哪些副反应？
学习任务三 烟气中NOX的脱硝条件选择
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目前选择性催化还原法所用的催化剂有：V2O5 、MoO3、 WO3等
（1）催化剂的催化机理、V2O5/TiO2及温度选择
哪一步反应决定脱硝反应速率？
为扩大烟气与催化剂的接触面积，工业上以TiO2作为载体嵌入V2O5 ，并将催化剂制成波纹板、蜂窝等形状。
V2O5为何能提高反应速率？
结合速率方程ν=kCNO1CNH30CO20（k为速率常数）进行解释。
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（1）催化剂的催化机理、V2O5/TiO2及温度选择
氨氮比为1.0，氧气体积分数为5%时，V2O5与TiO2的质量比制成的催化剂的脱硝率随温度变化情况如下图
反应温度应如何选择？选择的理由有哪些？
应选择哪种质量比的催化剂？请说明理由。
V2O5/TiO2为1.0%，
温度为315~400℃
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（2）氨氮比的选择
氨氮比为何值时脱硝效果好？能否进行解释？
4NO + 4NH3 + O2 ? 4N2 + 6H2O
NO + NO2 + 2NH3 ? 2N2 + 3H2O
[NH3]/[NOx]为1.0时脱硝效果好
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（2）氨氮比的选择
一定条件平衡时N2和NO的体积分数随氨氮比的变化如下图
氨氮比由较小值增大到1.0时，脱硝主要反应平衡如何移动？氨气的转化率如何变化？
NO的体积分数为什么会程现先减小后增加的趋势？
4NO + 4NH3 + O2 ? 4N2 + 6H2O
NO + NO2 + 2NH3 ? 2N2 + 3H2O
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（3）氧气含量的选择
氧气含量应如何选择？
在380℃，氨氮比为1.0时，脱硝率随氧气所占体积分数的变化情况如左图
保持氧气体积分数为5.0%左右
氧气含量过高可能引发什么后果？
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总结：SCR技术脱硝条件的选择
催化剂：V2O5
V2O5/TiO2为1.0
温度：315~400℃
氨氮比：1.0
氧气体积分数：5.0%
选择性催化还原法（SCR）
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践行绿色发展 建设美丽中国
绿水青山，就是金山银山
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练习
将v L气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化为NO3?，加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液，加入v1 mL c1 mol·L?1 FeSO4标准溶液（过量），充分反应后，用c2 mol·L?1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+，终点时消耗v2 mL。滴定过程中发生下列反应：
3Fe2++NO3?+4H+ NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2O72? + 6Fe2+ +14H+ 2Cr3+ +6Fe3++7H2O
则气样中NOx折合成NO2的含量为_________mg·m?3。
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欢迎指正
烟气脱硝条件探究
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我国NOX的主要来源、危害及应对策略
（1）火力发电烟气：我国是煤炭消费大国，2016 年煤炭消量达3.78×109t，其中约50%用于发电。
（2）硝酸工业尾气
（3）汽车尾气
来
源
①GB 13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》规定2014 年6 月1 日新建成锅炉NOx排放标准为100 mg /m3；②“十三五”节能减排方案要求到 2020 年NOx 排放量控制在1 574 万 t 内， 较 2015 年下降 15%
应对策略
（1）影响动植物生长 （2）光化学烟雾（3）形成酸雨
危害
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我国NOX的主要来源及应对策略
神华福建龙岩发电有限责任公司
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学习任务一 烟气中NOX的含量测定
测定:1.传统分析实验测定 2.现代仪器分析——烟气分析仪
传统实验方法能否直接测定烟气样品中NOx的含量？
该如何测定？
方法1：NOx被H2O2溶液吸收后生产硝酸，用标准NaOH溶液滴定，可测出NOx含量。
试着写出NO被H2O2氧化的化学方程式
2NO+3H2O2=2HNO3+2H2O
3Fe2++NO3?+4H+ =NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2O72? + 6Fe2+ +14H+ =2Cr3+ +6Fe3++7H2O
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学习任务二 烟气脱硝的方法
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如何降低烟气中NOX的含量？从物质转化角度分析。
1.干法处理 ：
①非选择性催化还原法（NSCR）：以H2、CH4、C2H4等为还原剂；
②选择性催化还原法（SCR）：以NH3为还原剂；
③选择性非催化还原法（SNCR）：以尿素或NH3为还原剂。
2.湿法处理：
①碱液脱硝法：以石灰乳、 NaOH溶液等为吸收液；
②氧化脱硝法：以H2O2、 NaClO2 、Na2S2O8等溶液为吸收液。
3.电解法
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学习任务二 烟气脱硝的方法
SCR技术对烟气NOx控制效果十分显著，是目前最成熟的烟气脱硝技术，脱硝效率可达到80~90%。
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学习任务三 烟气脱硝条件的选择
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4NO + 4NH3 + O2 ? 4N2 + 6H2O ΔH<0
NO + NO2 + 2NH3 ? 2N2 + 3H2O ΔH<0
4NH3 +5 O2 ? 4NO+6H2O
2NH3 +2 O2 ? N2O+3H2O
脱硝原理
主要副反应
工业上烟气脱硝应考虑哪些问题？
哪些措施有利于提高脱硝率？
可能发生哪些副反应？
学习任务三 烟气中NOX的脱硝条件选择
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目前选择性催化还原法所用的催化剂有：V2O5 、MoO3、 WO3等
（1）催化剂的催化机理、V2O5/TiO2及温度选择
哪一步反应决定脱硝反应速率？
为扩大烟气与催化剂的接触面积，工业上以TiO2作为载体嵌入V2O5 ，并将催化剂制成波纹板、蜂窝等形状。
V2O5为何能提高反应速率？
结合速率方程ν=kCNO1CNH30CO20（k为速率常数）进行解释。
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（1）催化剂的催化机理、V2O5/TiO2及温度选择
氨氮比为1.0，氧气体积分数为5%时，V2O5与TiO2的质量比制成的催化剂的脱硝率随温度变化情况如下图
反应温度应如何选择？选择的理由有哪些？
应选择哪种质量比的催化剂？请说明理由。
V2O5/TiO2为1.0%，
温度为315~400℃
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（2）氨氮比的选择
氨氮比为何值时脱硝效果好？能否进行解释？
4NO + 4NH3 + O2 ? 4N2 + 6H2O
NO + NO2 + 2NH3 ? 2N2 + 3H2O
[NH3]/[NOx]为1.0时脱硝效果好
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（2）氨氮比的选择
一定条件平衡时N2和NO的体积分数随氨氮比的变化如下图
氨氮比由较小值增大到1.0时，脱硝主要反应平衡如何移动？氨气的转化率如何变化？
NO的体积分数为什么会程现先减小后增加的趋势？
4NO + 4NH3 + O2 ? 4N2 + 6H2O
NO + NO2 + 2NH3 ? 2N2 + 3H2O
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（3）氧气含量的选择
氧气含量应如何选择？
在380℃，氨氮比为1.0时，脱硝率随氧气所占体积分数的变化情况如左图
保持氧气体积分数为5.0%左右
氧气含量过高可能引发什么后果？
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总结：SCR技术脱硝条件的选择
催化剂：V2O5
V2O5/TiO2为1.0
温度：315~400℃
氨氮比：1.0
氧气体积分数：5.0%
选择性催化还原法（SCR）
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践行绿色发展 建设美丽中国
绿水青山，就是金山银山
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练习
将v L气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化为NO3?，加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液，加入v1 mL c1 mol·L?1 FeSO4标准溶液（过量），充分反应后，用c2 mol·L?1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+，终点时消耗v2 mL。滴定过程中发生下列反应：
3Fe2++NO3?+4H+ NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2O72? + 6Fe2+ +14H+ 2Cr3+ +6Fe3++7H2O
则气样中NOx折合成NO2的含量为_________mg·m?3。
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