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燃煤煙氣中SO2和NOx是大氣污染物的主要來源,脫硫脫硝技術(shù)是煙氣治理技術(shù)的研究熱點。
(1)尿素/H2O2溶液脫硫脫硝。尿素[CO(NH22]是一種強還原劑。60℃時在一定濃度的尿素/H2O2溶液中通入含有SO2和NO的煙氣,煙氣中有毒氣體被一定程度吸收。
尿素/H2O2溶液對SO2具有很高的去除效率,寫出尿素和H2O2溶液吸收SO2,生成硫酸銨和CO2的化學(xué)方程式為
SO2+CO(NH22+H2O2+H2O═(NH42SO4+CO2
SO2+CO(NH22+H2O2+H2O═(NH42SO4+CO2
。
(2)除去煙氣中的NOx,利用氫氣選擇性催化還原(H2-SCR)是目前消除NO的理想方法。H2-SCR法的主反應(yīng):2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g)ΔH1
副反應(yīng):2NO(g)+H2(g)═N2O(g)+H2O(g)ΔH2<0
①已知H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(g)ΔH3=-241.5kJ/mol;N2(g)+O2(g)═2NO(g)  ΔH4=+180.5kJ/mol,則ΔH1=
-663.5
-663.5
kJ/mol。
②H2-SCR在Pt-HY催化劑表面的反應(yīng)機理如題圖1所示:
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已知在HY載體表面發(fā)生反應(yīng)的NO、O2物質(zhì)的量之比為4:1,反應(yīng)中每生成1molN2,轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為
3
3
mol。
(3)V2O5/羰基材料(活性炭、活性焦、活炭纖維)也可以脫硫脫硝。V2O5/羰基材料脫硫原理是:SO2在炭表面被吸附,吸附態(tài)SO2在炭表面被催化氧化為SO3,SO3再轉(zhuǎn)化為硫酸鹽等。
①V2O5/羰基材料脫硫時,通過紅外光譜發(fā)現(xiàn),脫硫開始后催化劑表面出現(xiàn)了VOSO4的吸收峰,再通入O2后VOSO4吸收峰消失,該脫硫反應(yīng)過程可描述為
SO2與V2O5作用形成具有VOSO4結(jié)構(gòu)的中間體,VOSO4中間體與氣相的O2反應(yīng)生成SO3和V2O5(或描述為:3SO2+V2O5+O2═2VOSO4+SO3,4VOSO4+O2═2V2O5+4SO3
SO2與V2O5作用形成具有VOSO4結(jié)構(gòu)的中間體,VOSO4中間體與氣相的O2反應(yīng)生成SO3和V2O5(或描述為:3SO2+V2O5+O2═2VOSO4+SO3,4VOSO4+O2═2V2O5+4SO3
。
②V2O5/羰基材料脫硫時,控制一定氣體流速和溫度,考查了煙氣中O2的存在對V2O5/羰基材料催化劑脫硫脫硝活性的影響,結(jié)果如題圖2所示,當(dāng)O2濃度過高時,去除率下降,其可能原因是
氧氣濃度過高時,O2、SO2和NO分子會產(chǎn)生競爭吸附的局勢,當(dāng)O2分子占據(jù)催化劑過多活性位時,剩余的SO2、NO分子就不能很好地被吸附,導(dǎo)致脫硫脫硝率下降
氧氣濃度過高時,O2、SO2和NO分子會產(chǎn)生競爭吸附的局勢,當(dāng)O2分子占據(jù)催化劑過多活性位時,剩余的SO2、NO分子就不能很好地被吸附,導(dǎo)致脫硫脫硝率下降
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【答案】SO2+CO(NH22+H2O2+H2O═(NH42SO4+CO2;-663.5;3;SO2與V2O5作用形成具有VOSO4結(jié)構(gòu)的中間體,VOSO4中間體與氣相的O2反應(yīng)生成SO3和V2O5(或描述為:3SO2+V2O5+O2═2VOSO4+SO3,4VOSO4+O2═2V2O5+4SO3);氧氣濃度過高時,O2、SO2和NO分子會產(chǎn)生競爭吸附的局勢,當(dāng)O2分子占據(jù)催化劑過多活性位時,剩余的SO2、NO分子就不能很好地被吸附,導(dǎo)致脫硫脫硝率下降
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:128引用:2難度:0.6
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  • 1.認(rèn)識和利用SO2的性質(zhì)可有效防治SO2對環(huán)境的污染,并實現(xiàn)SO2的綜合利用。某研究團(tuán)隊提出的SO2煙氣脫硫工藝流程如圖,該流程中脫硫劑反復(fù)循環(huán),可實現(xiàn)對煙氣中SO2的持續(xù)脫除。已知:脫硫塔中發(fā)生的主要反應(yīng)為2CaS+3SO2=2CaSO3+3S、2CaSO3+O2=2CaSO4。下列有關(guān)說法錯誤的是( ?。?br />菁優(yōu)網(wǎng)

    發(fā)布:2024/11/21 13:0:1組卷:81引用:1難度:0.7
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