SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動機(jī)在空氣過量條件下的NOx排放。
(1)SCR(選擇性催化還原)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:CO(NH2)2+H2O △ 2NH3↑+CO2↑CO(NH2)2+H2O △ 2NH3↑+CO2↑。
②反應(yīng)器中NH3還原NO2的化學(xué)方程式:8NH3+6NO2 催化劑 7N2+12H2O8NH3+6NO2 催化劑 7N2+12H2O。
③當(dāng)燃油中含硫量較高時,尾氣中SO2在O2作用下會形成(NH4)2SO4,使催化劑中毒。用化學(xué)方程式表示(NH4)2SO4的形成:2SO2+O2+4NH3+2H2O═2(NH4)2SO42SO2+O2+4NH3+2H2O═2(NH4)2SO4。
④尿素溶液濃度影響NO2的轉(zhuǎn)化,測定溶液中尿素(M=60g?mol-1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3,所得NH3用過量的v1 mL c1 mol?L-1H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4用v2mL c2 mol?L-1NaOH溶液恰好中和,則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 6c1V1-3c2V2a%6c1V1-3c2V2a%。
(2)NSR(NOx儲存還原)工作原理:
NOx的儲存和還原在不同時段交替進(jìn)行,如圖a所示。
①通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)NOx的儲存和還原。儲存NOx的物質(zhì)是 BaOBaO。
②用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過程,該過程分兩步進(jìn)行,圖b表示該過程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時間的變化關(guān)系。第一步反應(yīng)消耗的H2與Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比是 8:18:1。
③還原過程中,有時會產(chǎn)生笑氣(N2O)。用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與NO有關(guān)。在有氧條件下,15NO與NH3以一定比例反應(yīng)時,得到的笑氣幾乎都是15NNO.將該反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整:415NO+4NH3+3O2415NO+4NH3+3O2 催化劑 4415NNO+66H2O。
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催化劑
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【考點(diǎn)】含氮物質(zhì)的綜合應(yīng)用;化學(xué)方程式的有關(guān)計(jì)算.
【答案】CO(NH2)2+H2O 2NH3↑+CO2↑;8NH3+6NO2 7N2+12H2O;2SO2+O2+4NH3+2H2O═2(NH4)2SO4;;BaO;8:1;415NO+4NH3+3O2;4;6
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【解答】
【點(diǎn)評】
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