NO的治理是當(dāng)前生態(tài)環(huán)境保護中的重要課題之一。
I.電化學(xué)技術(shù)
(1)利用固體氧化物電解池可將NO直接轉(zhuǎn)化為N2,實際應(yīng)用中常將若干個電化學(xué)還原器結(jié)構(gòu)單元組裝在一起,形成電堆,以提高NO的去除效率。
①紐扣式電化學(xué)還原器結(jié)構(gòu)單元(其裝置如圖1所示)可疊加組裝成電堆使用。電解時,陰極發(fā)生的電極反應(yīng)式為 2NO+4e-=N2+2O2-2NO+4e-=N2+2O2-。
②長管式電化學(xué)還原器結(jié)構(gòu)單元(其剖面結(jié)構(gòu)如圖2所示)采用陰極微孔管作支撐,在管內(nèi)外壁各設(shè)置一個對稱的陽極微孔管,陰陽極管壁之間填充有固體氧化物電解質(zhì),使用時常將該結(jié)構(gòu)單元組裝成蜂窩狀電堆。當(dāng)電堆體積一定時,相比于紐扣式反應(yīng)器,長管式反應(yīng)器的優(yōu)點是 反應(yīng)物與電極的接觸面積更大,反應(yīng)速率更快;氣體在反應(yīng)器中停留時間更長,反應(yīng)更充分,NO的去除率更高反應(yīng)物與電極的接觸面積更大,反應(yīng)速率更快;氣體在反應(yīng)器中停留時間更長,反應(yīng)更充分,NO的去除率更高。
II.NH3-SCR技術(shù)
(2)Cu基催化劑是NH3-SCR技術(shù)脫除NO中性能較為優(yōu)異的新型催化劑,但煙氣中的SO2會造成Cu基催化劑的催化性能下降。加入CeO2(基態(tài)Ce原子核外電子排布式為[Xe]4f15d16s2)可抑制SO2對Cu基催化劑的影響,其作用機理如圖3所示(含Ce化合物的比例系數(shù)均未標(biāo)定)。
①從整個反應(yīng)機理來看,總反應(yīng)中起還原作用的物質(zhì)是 NH3NH3(填化學(xué)式)。
②在上述反應(yīng)機理圖中,CemOn的化學(xué)式為 Ce2O3Ce2O3。
(3)將3%NO、6%NH3、21%O2和70%N2的混合氣體(N2為平衡氣)以一定流速通過裝有Cu基催化劑的反應(yīng)器,NO去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如圖4所示。
①在150~225℃范圍內(nèi),NO去除率隨溫度的升高而迅速上升的原因是 隨著溫度的升高,催化劑的活性增大,與溫度升高共同作用,使NO的去除反應(yīng)速率迅速上升隨著溫度的升高,催化劑的活性增大,與溫度升高共同作用,使NO的去除反應(yīng)速率迅速上升。
②燃煤煙氣中伴有一定濃度的HCl氣體,它會造成NO去除率下降,其原因可能是 煙氣中的HCl與NH3反應(yīng)生成NH4Cl,使得還原劑NH3的量減少,NH4C1固體覆蓋在Cu基催化劑表面,使催化劑失去活性煙氣中的HCl與NH3反應(yīng)生成NH4Cl,使得還原劑NH3的量減少,NH4C1固體覆蓋在Cu基催化劑表面,使催化劑失去活性。
【答案】2NO+4e-=N2+2O2-;反應(yīng)物與電極的接觸面積更大,反應(yīng)速率更快;氣體在反應(yīng)器中停留時間更長,反應(yīng)更充分,NO的去除率更高;NH3;Ce2O3;隨著溫度的升高,催化劑的活性增大,與溫度升高共同作用,使NO的去除反應(yīng)速率迅速上升;煙氣中的HCl與NH3反應(yīng)生成NH4Cl,使得還原劑NH3的量減少,NH4C1固體覆蓋在Cu基催化劑表面,使催化劑失去活性
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:48引用:2難度:0.5
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