氮氧化物主要來源于自然界和人類的活動。

自然源主要來自生物圈中氨的氧化、生物質的燃燒、土壤的排出物、閃電的形成物和平流層進入物。人為來源主要指燃料燃燒、工業生產和交通運輸等過程排放的NOx。據統計，全世界由于自然界細菌作用生成的NOx，每年約為50×107t。人類活動所產生的NOx每年約5×107t。從數字上可以看出，人類活動產生的氮氧化物僅為自然界的十分之一。氮氧化物的化學轉化及歸宿。1、NO的主要轉化途徑。NO在大氣中主要發生以下反應： 2NO+O2→2NO2 NO+O3→NO2+O2 NO+HO2→NO2+OH NO+RO2→RO+NO2 NO+NO2+H2O→2HNO2 HNO2+hv→NO+OH 2、NO2的主要轉化途徑。NO2在大氣中主要發生以下反應： NO2+hv→NO+O NO2+OH+M→HNO3+M NO2+RO2+M→RO2NO2(PAN) NO2+RO+M→RONO2 NO2+O3→NO3+O2 NO2+NO3+M→N2O5+M N2O5+H2O→2HNO3 NH3+HNO3→NH4NO3 2NO2+NaCl→NaNO3+NOCl 由上述反應可以看出，NOx的最終歸宿是形成硝酸和硝酸鹽。大顆粒的硝酸鹽可直接沉降到地表和海洋中，小顆粒的硝酸鹽被雨水沖刷也沉降到地表和海洋中。國內外治理氮氧化物廢氣的方法，一般可分為干法和濕法兩大類，前者有固體吸附法和催化還原法，后者有液體吸收法和絡鹽生成吸收法。（一）固體吸附法。固體吸附法治理NOx廢氣既能較徹底地消除污染，又能將NOx回收利用。固體吸附劑有活性炭、硅膠和各種類型的分子篩。其主要缺點是：操作繁瑣，分子篩用量大，能量消耗大。（二）催化還原法。催化還原法處理NO，的原理是在催化劑存在的條件下.利用還原性物質將NO，還原為無害氣體。1、非選擇性催化還原法。非選擇性催化還原法，最早是利用鉑族金屬作為主要成分的載體催化劑.通過加熱反應脫除NOx。此法早在1956年就被用于硝酸工廠尾氣脫色，也就是用少量還原劑，使尾氣中紅棕色的NOx，還原成無色的NO而放空。它并沒有真正脫除NOx，只是看不到黃色而已。2、氨選擇催化還原法。這種方法具有更多的實際優點，技術成熟，工業化應用多。該方法所用催化劑可以是鉑族，也可以是非鉑族的載體催化劑。反應溫度比非選擇催化還原低，還原劑氮只與NOx反應，不與尾氣中的氧氣反應，這樣可節省大量的氨。3、金屬碳基催化劑催化還原法。該方法是目前國內較先進的一種以活性炭為載體，堿金屬為催化劑，在不太高的燃燒溫度下徹底治理NOx的方法。此方法在航天發射場已得到應用，處理效果好。（三）液體吸收法。1、NaOH溶液吸收法。反應方程式： 2NOx十2NaOH→NaNO2+NaNO3+2O NO+ NO2+2NaOH→2Na NO2+H2O該法主要用于處理硝酸生產尾氣、硝化反應尾氣以及使用硝酸處理金屬產生的廢氣。這類廢氣中NOx濃度一般在1000-5000PPm之間，有時更高，但排放量并不大。2、尿素—硝酸溶液吸收法。我國某航天發射中心對于加注系統及庫房產生的氮氧化物廢氣，就是采用這種方法處理的。該處理系統經多年使用證明，其處理氮氧化物的效率高，性能穩定。處理氣量為250-850m3/h；噴淋吸收液量為2-3m3/h。3、水一硫酸亞鐵兩段吸收法。氮氧化物廢氣常采用水吸收處理。由于水吸收NO的效率很低，而FeSO4對NO具有很高的吸收率，生成不穩定的絡合物Fe(NO)SO4。其反應方程式：FeSO4+NO→Fe(NO)SO4所以，對于氮氧化物廢氣采用水一硫酸亞鐵兩段噴淋吸收法處理，能收到一定的效果。（四）Fe-EDTA-SO32-絡合吸收法。固定燃燒裝置排放煙道氣中的氮氧化物，90%以上的是NO，若用溶液吸收，必須使NO氧化為NO2，吸收效果才好。而用Fe一EDTA絡合物吸收NO，則可直接與NO絡合，在還原劑存在的條件下，NO被還原成NH(SO3H)2、N2O或N2，達到去除NOx的目的。該方法在國內尚未有報道，國外也僅見日本用于中試裝置。（五）燃燒過程中NOx的控制方法。從NOx的成因我們知道：NOx的生成主要與燃燒火焰的溫度、燃燒氣體中氧的濃度、燃燒氣體在高溫下的滯留時間及燃料中的含氧量因素有關。因此，能通過燃燒技術控制NOx的生成環境從而抑制NOx的生成。在煤燃燒過程中，生成NOx的途徑有三個：1、熱力型NOx(ThermalNOx)，它是空氣中氮氣在高溫下氧化而生成的NOx；2、燃料型NOx(FueNOx)，它是燃料中含有的氮化合物在燃燒過程中熱分解而又接著氧化生成的NOx；3、快速型NOx(PromptNOx)，它是燃燒時空氣中的氮和燃料中的碳氫離子團如CH等反應生成的NOx。1、煙氣再循環法。控制燃燒過程中熱反應型NOx的有效方法是降低燃燒溫度和燃燒區的氧含量。降低火焰溫度的方法很多，目前使用較多的是煙氣再循環的方法。把空氣預熱器前的一部分煙氣與燃燒用的空氣混合，通過燃燒器送入爐內。由于溫度較低的惰性煙氣進入爐內，達到了同時降低爐內溫度水平和氧氣濃度的目的。煙氣再循環法使用不當會引起燃燒不穩定的問題，此外煙氣再循環需要加裝風機、風道，還需要場地，從而增大了投資，系統較復雜，對原有設備進行改裝時常受場地不夠的限制。2、全氧燃燒。在空氣與燃料的燃燒過程中，占空氣79%的氮氣對燃燒無益，反而由于大量的氮氣被加熱排入大氣造成大量熱損失，最重要的是氮氣在高溫下與氧氣生成的NOx占燃燒中產生NOx大部分。3、分級燃燒。分級燃燒其主要原理是，無論熱反應型或燃燒型NOx，燃燒區的氧濃度（即過量空氣系數）對NOx的生成量影響很大，當過量空氣系數α小于1時，燃燒區處于“富燃料燃燒”狀態，對減少NOx的生成量由明顯的效果。4、高性能燃燒器的應用。必須大力開發研究適合我國國情的高效低污染燃燒技術，強化高效、防結渣、低NOx排放的高性能燃燒器的開發與應用研究。5、采用流化床燃燒。流化床能夠在燃燒過程中有效的控制NOx的產生和排放，是一種“清潔”的燃燒方式，流化床內的燃燒溫度可以控制在800-950℃的范圍內而保持穩定和高效的燃燒，同時抑制了熱反應型NOx的形成，如果同時采用分級燃燒方式送入二次風，又可控制燃料型NOx的產生，在一般情況下NOx的生成量僅為煤粉燃燒的1/3～1/4，可以控制NOx的排放量小于200mg/Nm3～300mg/Nm3。

標簽：氮氧化物轉化途徑