汽車(chē)尾氣已成為城市空氣的主要污染源,治理汽車(chē)尾氣的SCR(選擇性催化還原)和NSR(NOx儲(chǔ)存還原)技術(shù)均可有效降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中排放的NOx。
(1)SCR工作原理
①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3和CO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 CO(NH2)2+H2O △ 2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O △ 2NH3+CO2。
②反應(yīng)器中NH3還原NO2的化學(xué)方程式是 8NH3+6NO2 催化劑 7N2+12H2O8NH3+6NO2 催化劑 7N2+12H2O。
(2)NSR(NOx儲(chǔ)存還原)的工作原理如圖所示,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)在稀燃(O2充足、柴油較少)和富燃(O2不足、柴油較多)條件下交替進(jìn)行,通過(guò)BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)NOx的儲(chǔ)存和還原。
①BaO吸收NO2的反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是 1:41:4。
②富燃條件下Pt表面反應(yīng)的化學(xué)方程式是 2CO+2NO 催化劑 N2+2CO22CO+2NO 催化劑 N2+2CO2。
③若柴油中硫含量較高,在稀燃過(guò)程中,BaO吸收氮氧化物的能力下降至很低水平,結(jié)合化學(xué)方程式解釋原因:稀燃過(guò)程中,柴油中的硫被氧化為SO2,2SO2+O2+2BaO=2BaSO4,BaSO4穩(wěn)定,不易分解,也難與NOx反應(yīng)稀燃過(guò)程中,柴油中的硫被氧化為SO2,2SO2+O2+2BaO=2BaSO4,BaSO4穩(wěn)定,不易分解,也難與NOx反應(yīng)。
④研究發(fā)現(xiàn):尾氣中的CO2對(duì)BaO吸收氮氧化物有影響。一定溫度下,測(cè)得氣體中CO2的體積分?jǐn)?shù)與氮氧化物吸收率的關(guān)系如圖所示。則:一定范圍內(nèi),氮氧化物吸收率隨CO2體積分?jǐn)?shù)的增大而下降,原因是 BaO與CO2反應(yīng)生成BaCO3,覆蓋在BaO表面,阻止BaO進(jìn)一步吸收NOxBaO與CO2反應(yīng)生成BaCO3,覆蓋在BaO表面,阻止BaO進(jìn)一步吸收NOx;當(dāng)CO2體積分?jǐn)?shù)達(dá)到10%~20%時(shí),氮氧化物吸收率依然較高,原因可能是 BaO與CO2反應(yīng)生成BaCO3在一定程度上也能吸收NOxBaO與CO2反應(yīng)生成BaCO3在一定程度上也能吸收NOx。
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催化劑
催化劑
催化劑
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【考點(diǎn)】氧化還原反應(yīng)的基本概念及規(guī)律.
【答案】CO(NH2)2+H2O 2NH3+CO2;8NH3+6NO2 7N2+12H2O;1:4;2CO+2NO N2+2CO2;稀燃過(guò)程中,柴油中的硫被氧化為SO2,2SO2+O2+2BaO=2BaSO4,BaSO4穩(wěn)定,不易分解,也難與NOx反應(yīng);BaO與CO2反應(yīng)生成BaCO3,覆蓋在BaO表面,阻止BaO進(jìn)一步吸收NOx;BaO與CO2反應(yīng)生成BaCO3在一定程度上也能吸收NOx
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催化劑
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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