選擇性催化還原法(SCR)工藝是目前應用最廣泛的脫硝技術,該工藝原理是以NH3為還原劑,在催化劑作用下選擇性地與NO發(fā)生氧化還原反應生成無害化的H2O和N2。
(1)醛類、O3、PAN(過氧硝酸乙酰)等污染物氣體和顆粒物所形成的煙霧稱為光化學煙霧。某研究性學習小組為模擬光化學煙霧的形成,用紫外線照射裝在密閉容器內的被污染空氣樣品,所得物質的濃度隨時間的變化如圖1所示。請你根據(jù)光化學煙霧的形成原理,對減少光化學煙霧的發(fā)生提出一個合理建議 減少機動車有害氣體尾氣的排放減少機動車有害氣體尾氣的排放。
(2)SCR技術的另一主要反應為4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)?4N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1627.2kJ?mol-1。NO和NH3在有氧條件及Ag2O催化作用下,當反應溫度升高到550~700℃,NO轉化率明顯下降,NO2產率明顯上升(見圖2)的可能原因是 4NH3+5O2═4NO+6H2O、2NO+O2═2NO2或4NH3+7O2═4NO2+6H2O4NH3+5O2═4NO+6H2O、2NO+O2═2NO2或4NH3+7O2═4NO2+6H2O。(用化學方程式表達)
(3)目前,科學家還在研究一種以乙烯作為還原劑的脫硝(NO)原理,其脫硝機理示意圖如圖3,脫硝率與溫度、負載率(分子篩中催化劑的質量分數(shù))的關系如圖4所示。
①寫出該脫硝原理總反應的化學方程式 6NO+3O2+2C2H4 催化劑 3N2+4CO2+4H2O6NO+3O2+2C2H4 催化劑 3N2+4CO2+4H2O。
②為達到最佳脫硝效果,應選擇的條件是 350℃、負載率3%350℃、負載率3%。
(4)目前煙氣脫硝采用的技術有選擇性非催化還原法(SNCR)脫硝技術和選擇性催化還原法(SCR)脫硝技術。若用NH3作還原劑,則主要反應可表示為4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)?4N2(g)+6H2O ΔH<0,其中體系溫度對SNCR技術脫硝效率的影響如圖5所示:
①SNCR技術脫硝的最佳溫度為 925℃925℃,SNCR與SCR技術相比,SCR技術的反應溫度不能太高,其原因是 溫度太高,會降低催化劑的活性溫度太高,會降低催化劑的活性。
②由題給信息分析,當體系溫度過高時,SNCR技術脫硝效率降低,其可能的原因是 溫度過高時,使SNCR脫硝技術的主要反應的平衡逆向移動,導致脫硝效率降低溫度過高時,使SNCR脫硝技術的主要反應的平衡逆向移動,導致脫硝效率降低。
催化劑
催化劑
【答案】減少機動車有害氣體尾氣的排放;4NH3+5O2═4NO+6H2O、2NO+O2═2NO2或4NH3+7O2═4NO2+6H2O;6NO+3O2+2C2H4 3N2+4CO2+4H2O;350℃、負載率3%;925℃;溫度太高,會降低催化劑的活性;溫度過高時,使SNCR脫硝技術的主要反應的平衡逆向移動,導致脫硝效率降低
催化劑
【解答】
【點評】
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