催化转化法净化气态污染物
第四章 净化气态污染物的方法
第四章 净化气态污染物的方法我们都知道，大气污染物分类为气态污染物和颗粒状污染物，本章是针对于气态污染物的处理方法进行学习。
工程上净化气态污染物的方法主要有以下几种：利用溶液的溶解作用所组成的气体吸收净化；利用固体表面吸附作用的吸附净化；利用某些催化剂的催化转化；有机物的高温焚烧等方法。
§1 吸收法净化气态污染物吸收法净化气态污染物是利用气体混合物中各种成分在吸收剂中的溶解度不同，或者与吸收剂中的组分发生选择性化学反应，从而将有害组分从气流中分离出来的操作过程。
吸收分为物理吸收和化学吸收两大类。
吸收过程无明显的化学反应时为物理吸收，如用水吸收氯化氢。
用水吸收二氧化碳的感。
吸收过程中伴有明显化学反应时为化学吸收，如用碱液吸收难以达到排放标准，因此大多数采用化学吸收。
吸收法不但能消除气态污染物对大气的污染，而且开可以使其还可以使其转化为有用的产品。
并且还有捕集效率高、设备简单、一次性投资低等优点，因此，广泛用于气态污染物的处理。
如处理含有SO 2、H 2S 、HF 和NO x 等废气的污染物。
一、吸收平衡理论物理吸收时，常用亨利定律来描述气液两相间的平衡，即i i i x E p =* 式中*i p ——i 组分在气相中的平衡分压，Pa ；i x ——i 组分在液相中的浓度，mol%；i E ——i 组分的亨利系数，Pa 。
若溶液中的吸收质（被吸收组分）的含量i c 以千摩尔/米3表示，亨利定律可表示为： i i i H c p =*或i i i p H c =i H ——i 气体在溶液中的溶解度，kmol/m 3·Pa 。
亨利定律适用于常压或低压下的溶液中，且溶质在气相及液相中的分子状态相同。
如被溶解的气体在溶液中发生某种变化（化学反应、离解、聚合等），此定律只适用于溶液中未发生化学变化的那部分溶质的分子浓度，而该项浓度决定于液相化学反应条件。
二、双膜理论吸收是气相组分向液向转移的过程，由于涉及气液两相间的传质，因此这种转移过程十分复杂，现已提出了一些简化模型及理论描述，其中最常用的是双膜理论，它不仅用于物理吸收，也适用于气液相反应。
气态污染物的治理-吸收法
• 吸收法 • 吸附法 • 冷凝法 • 催化转化法 • 燃烧法 • 生物净化法 • 膜分离法 • 气态污染物的其他治理方法 • 大气污染综合防治
• 吸收法是通过扩散方式将废气中气态污染物转移 到液相，形成溶解的水合物或某种新化合物。
• 吸附法是通过分子力作用使废气中某些组分向多 孔固体介质(吸附剂)的表面聚集，以达到分离的 目的。
• 燃烧法是通过燃烧将可燃性气态污染物转变为无 害物质。
• 催化转化法是在催化剂的作用下，将废气中气态 污染物化为非污染物或其他易于清除的物质。
• 冷凝法是利用气体沸点不同，通过冷凝将气态 污染物分离。
• 生物法主要依靠微生物的生化降解作用分解污 染物。
• 膜分离法利用不同气体透过特殊薄膜的不同速 度，使某种气体组分得以分离。
吸收原理
• 物理吸收原理 吸收过程的相平衡 机理（双膜理论）
• 化学吸收原理 化学反应对相平衡的影响 机理（双膜理论）
Байду номын сангаас
• 物理吸收 – 定义： 溶质气体溶于液相中不发生显著化学反应的 吸收过程，称之为～ – 例如： CO2 ＋ H2O＝ H2CO3 HCl（g）＋H2O＝ HCl（L） 丙酮（g）＋H2O＝丙酮（L）
②增大传质界面F可增加质量传递，如细化喷淋 的吸收液液滴以增大总传质面积；
③延长气液的接触时间t，如通过控制气流速度 来确定；
亨利定律的其它形式
(1) 气相用平衡分压，液相用物质的量浓度表示
Pe=C/H
式中： C——液相中溶质的摩尔浓度, kmol/m3 ; H——溶解度系数, kmol/m3·kPa;
在亨利定律适用的范围内,H是温度的函数,而与Pe或C无关。 对于一定的溶质和溶剂，H值一般随温度升高减小。易溶气体 H值较大，难溶气体H值较小。
催化转化法净化气态污染物
公式表示为：
式中：A--------催化剂活性， kg/(h.g)； W--------产品质量， kg； t----------反应时间， h； WR-------催化剂质量， g。
催化剂
净化气态污染物对催化剂的要求 ：
• a.高活性：要求催化剂具有去除有害物质的极高效率，因为气体 中所含有害物质浓度低，只有催化剂的活性很高，才能有效地去 除有害物质。
• b.高机械强度：因要处理的气体量往往很大，故要求催化剂具有 能承受流体冲刷压力的强度。
• c.高选择性：要处理的气体中往往成分复杂，因此，要求催化剂 有高的选择性。
NOx还原为N2
Pt 或Pd 0.5% CuCrO2
载体 SiO2 Ni、NiO
Al2O3
Ni或Al2O3 Al2O3
Al2O3-SiO2
Al2O3-SiO2 Al2O3-MgO
Ni Al2O3-SiO2 Al2O3-MgO
助催化剂 K2O或Na2O
Pt0.01%～ 0.015%
固定床反应器
固定床反应器
固定床反应器定义：
• 定义：凡是流体通过不动的固体物料所形成的 床层而进行反应的装置都称作固定床反应器。
• 其中尤以用气态的反应物料通过由固体催化剂 所构成的床层进行反应的气-固相催化反应器占 最主要的地位。
固定床反应器
• 固定床反应器的特点
– 优点: • 流体接近于平推流，返混小，反应速度较快 • 固定床中催化剂不易磨损，可长期使用 • 停留时间可严格控制，温度分布可适当调节，高选择性 和转化率
催化法净化气态污染物
催化法净化气态污染物概述催化法是一种常用的净化气态污染物的方法，通过催化剂的作用，将污染物转化为无害的物质。
该方法在环保和工业领域得到广泛应用，具有高效、低成本和环保等优点。
催化法的原理催化法净化气态污染物的原理是利用催化剂对污染物进行氧化还原反应，将有害气态污染物转化为无害的气体或固体物质。
催化剂的选择和设计对反应效率和选择性有重要影响。
催化剂的分类•金属氧化物催化剂：如氧化铜、氧化锌等，常用于氧化反应。
•金属负载催化剂：将活性金属负载在载体上，如氧化铝、硅胶等。
•生物催化剂：利用微生物或酶类对污染物进行生物降解。
催化法的应用•汽车尾气处理：利用三元催化器将尾气中的一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物转化为二氧化碳、氮气和水。
•工业废气处理：对含硫化氢、苯、甲醛等有机污染物的废气进行处理。
•燃煤废气净化：将燃煤产生的氮氧化物、二氧化硫等转化为无害气体。
催化法的优势•高效：催化反应速度快，能够高效转化污染物。
•环保：采用催化法净化气态污染物，可降低排放的有害物质，保护环境。
•经济：与其他净化方法相比，催化法成本较低，易于操作和维护。
催化法的挑战•催化剂失活：催化剂在长期使用中可能受到中毒、烧结等影响而失活，需要定期更换或再生。
•反应选择性：催化剂的选择和设计会影响反应的选择性，需要在优化设计中克服这一挑战。
•温度和压力控制：部分催化反应需要特定的温度和压力条件才能高效进行。
结论催化法净化气态污染物是一种高效、环保且经济的方法，广泛应用于汽车尾气处理、工业废气净化等领域。
在未来的研究中，应重点关注催化剂的设计和再生技术，以提高反应效率和选择性，实现更清洁的生产和排放。
大气污染控制技术考试试题
大气污染控制技术考试试题一、选择题（每题 2 分，共 40 分）1、以下哪种气体不属于大气污染物？（）A 二氧化硫B 氮气C 一氧化碳D 颗粒物2、大气污染的主要来源不包括（）A 工业排放B 农业活动C 自然现象，如火山喷发D 家庭烹饪3、以下哪种技术不属于气态污染物的控制技术？（）A 吸收法B 吸附法C 重力沉降法D 催化转化法4、静电除尘器主要去除大气中的（）A 大颗粒污染物B 小颗粒污染物C 气态污染物D 细菌和病毒5、以下哪种燃料燃烧产生的二氧化硫排放量相对较少？（）A 煤B 石油C 天然气D 木材6、以下关于大气污染对人体健康影响的描述，错误的是（）A 可能导致呼吸道疾病B 可能引发心血管疾病C 对免疫系统没有影响D 可能影响神经系统7、布袋除尘器的主要优点是（）A 除尘效率高B 阻力小C 设备简单D 运行成本低8、以下哪种措施不能有效减少大气中的氮氧化物排放？（）A 提高燃烧温度B 采用低氮燃烧技术C 安装尾气脱硝装置D 优化燃烧过程9、活性炭吸附法常用于去除大气中的（）A 二氧化硫B 氮氧化物C 挥发性有机物D 颗粒物10、大气中的臭氧层主要吸收（）A 紫外线B 红外线C 可见光D 微波11、以下哪种气象条件不利于污染物的扩散？（）A 大风B 高湿度C 逆温D 降雨12、以下关于汽车尾气排放标准的描述，正确的是（）A 排放标准越严格，对空气质量改善越有利B 排放标准只针对汽油车，不包括柴油车C 排放标准一旦制定，不会再进行修订D 较低的排放标准可以降低汽车生产成本13、湿法脱硫技术中，常用的脱硫剂是（）A 石灰B 碳酸钠C 氨水D 以上都是14、以下哪种设备可以用于测量大气中的颗粒物浓度？（）A 气相色谱仪B 分光光度计C 颗粒物监测仪D 质谱仪15、大气污染综合防治的核心是（）A 减少污染物排放B 增加绿化面积C 加强环境监测D 提高公众环保意识16、以下哪种能源属于清洁能源？（）A 核能B 太阳能C 风能D 以上都是17、以下关于大气污染的全球性问题，描述错误的是（）A 酸雨问题只在局部地区存在B 温室效应导致全球气温升高C 臭氧层破坏会增加紫外线辐射D 大气污染可以通过大气环流进行跨境传输18、以下哪种方法可以用于评估大气污染控制措施的效果？（）A 成本效益分析B 环境影响评价C 污染物浓度监测D 以上都是19、以下关于大气污染控制技术的发展趋势，描述正确的是（）A 更加注重单一技术的应用B 逐渐减少对末端治理技术的依赖C 对新技术的研发投入减少D 不再关注能源结构的调整20、以下哪种行业对大气污染的贡献较大？（）A 电力行业B 纺织行业C 食品行业D 电子行业二、填空题（每题 2 分，共 20 分）1、大气污染物按存在状态可分为（）污染物和（）污染物。
气态的净化方法
气态的净化方法
气态的净化方法主要包括以下几种：
1. 空气过滤：使用空气过滤器可以有效去除气体中的悬浮颗粒、粉尘和细菌等微小污染物，改善室内空气质量。
2. 吸附剂：通过使用吸附剂如活性炭、分子筛等材料，可以吸附空气中的有害气体，如二氧化硫、一氧化碳、甲醛等有机挥发物。
3. 光催化氧化：利用光催化剂如二氧化钛等材料，在紫外光照射下，可以将空气中的有机物质氧化为无害物质。
4. 冷凝法：通过冷凝技术将气体冷凝成液体或固体，实现气态污染物的分离和去除。
5. 电离和化学反应：通过电离装置产生负离子，吸附空气中的微粒污染物，或通过化学反应将有害气体转化为无害物质。
6. 生物净化：利用植物、菌类等生物来吸收或分解空气中的污染物，例如通过室内常见的绿植来吸收二氧化碳和甲醛。
7. 隔离与排放：对于无法直接净化的气体污染物，采取隔离措施，使用通风设备将有害气体排放到室外，减少室内的污染。
需要根据具体情况选择合适的净化方法，并结合多种方法进行综合净化，以达到较好的净化效果。
气态污染物控制技术
cm3/mol
气体在气相中的扩散
扩散系数
➢物质的特性常数之一 ➢影响因素：
l 介质的种类 l 温度 l 压强 l 浓度
气体在气相中的扩散
部分气体在空气中的扩散系数（0oC，101.33kPa）
溶解度是系统的温度、总压、气相组成的函数
即P
当 t 不太高＜5atm时，认为P对溶解度的影响可忽略，
当温度CAfP一A 定时。
PA PA*FCA —A组分在气相中的分压。
若以组成在溶液中的浓度为自变量，则
C
* A
1、当溶解达到平衡时，平衡溶解度 CA*f（PA 气液平衡）
PA* FCA
X
2、享利定律 对于压力不太大的稀溶液，在一定温度下，气体在液
每个微表面元与气体接触时间都为 界面上微表面元在暴露时间内的吸收
速率是变化的
气液界面 流体微元
液体主相
吸收机理
3.表面更新模型
➢假定:
各表面微元具有不同的暴露时间,t=0- 各表面元的暴露时间(龄期)符合正态分布
4. 其它模型
➢表面更新模型的修正 ➢基于流体力学的传质模型 ➢界面效应模型
气液界面 流体微元
2、净化方法
冷凝法(蒸气态污染物)一级处理 液体吸收法 固体吸附法
催化转化法 直接燃烧1000℃以上
燃烧法 热力燃烧700-800℃ 催化燃烧300-400℃
大型脱硫设备
有 机 废 气 浓 缩 吸 附 净 化 设 备
酸碱废气净化塔
第七章 气态污染物控制技术基础
气体扩散
气体在气相中的扩散 气体在液相中的扩散
催化法净化气态污染物ppt详解.
第5页，共50页。
能单独对化学反应起催
2. 催化剂
其承载活性组分的作用 ，是催化剂具有合适形
化作用凡物单，能质独可使—加作用—速为。称化催化学为高剂本反活催身性应无化组，活分剂性而活，本性但的身具作的有用提化。 学组成在反状 积 约应与 、 活前粒增性度大组后从催分保而化用持增活量加性，不表、并变面节有的
1）暂时性中毒，亲和力较弱，通过水蒸气就可 以将毒物驱离催化剂表面，使其恢复活性
2）永久性中毒，亲和力强，无法将毒物驱离
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催化剂再生
再生是指催化剂在使用一段时间之后由于催化 剂的暂时性中毒或者老化，使催化剂失去了活 性或者活性降低了，我们需要经过一系列的工 艺处理来恢复活性，这就是再生，比如烧焦、 水蒸汽及溶剂冲洗等。
2）冶金或电力行业中SO2浓度较低，不能直接制酸，采用湿
式活性炭吸附尾气中二氧化硫，吸附增加浓度的同时，当 有水蒸气和氧气存在的情况下，催化氧化为硫酸
SO2
1 2
O2
H 2O
H 2SO4
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2.催化还原法
催化剂的作用下，利用还原剂（CH4/NH3/H2）将气体中的
有害物质还原为无害或更容易排放物质
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2.表面化学反应速率方程
1）反应速度表达式
反应速度可用单位反应体积中（或单位重量催化 剂上、单位反应表面积上）某一反应物或产物的摩 尔流量的改变来表示，即
ri
dN i dVR
ri
dN i dW
ri
dN i dS R
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催化反应动力学方程
宏观动力学方程 ➢ 外扩散的传质速率
使用寿命
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催化燃烧治理VOCs和恶臭废气工艺和设备知识简介
催化燃烧治理VOCs和恶臭废气工艺和设备知识简介一、工艺概述催化燃烧是典型的气—固相催化反应，它借助催化剂降低了反应的活化能，使其在较低的起燃温度200～300℃下进行无焰燃烧，有机物质氧化发生在固体催化剂表面，同时产生CO2和H2O，并放出大量的热量。
因其氧化反应温度低，所以大大地抑制了空气中的N2形成高温NOx。
而且由于催化剂有选择性催化作用，有可能限制燃料中含氮化合物（RNH）的氧化过程，使其多数形成分子氮(N2)。
二、技术原理催化燃烧是使有机废气通过催化剂床层，经历催化反应，转化为无害物质的方法。
在贵金属催化剂的作用下，有机废气在较低的温度下进行无焰催化燃烧，将有机成分转化为无毒、无害的CO2和H2O，同时释放出大量的热量。
由于催化剂可加速氧化分解的历程，大多数碳氢化合物在300~450℃的温度时，通过催化剂就可以氧化完全。
三、工艺处理特点起燃温度低，能耗少，燃烧易达稳定，甚至到起燃温度后无需外界传热就能完成氧化反应；净化效率高，污染物（如NOx及不完全燃烧产物等）的排放水平较低；适应氧浓度范围大，噪音小，无二次污染，且燃烧缓和，运转费用低，操作管理也很方便；催化剂易中毒和不耐高温。
易使催化剂中毒的物质有焦油、油烟、粉尘、铅化合物和硫、磷、卤族元素的化合物等。
为了保持催化剂的活性，一般都采用前处理的办法，预先除掉有毒物质。
四、适用范围催化燃烧技术作为一个低温燃烧废气治理工艺，适用于中低浓度废气，被广泛应用于石油化工、油漆、电镀、印刷、涂料、轮胎制造等工业废气的治理，可处理的有机物质种类包括苯类、酮类、酯类、酚类、醛类、醇类、醚类和烃类等等。
对于大风量低浓度的有机废气，可以采取吸附浓缩+脱附催化燃烧的组合工艺。
五、催化燃烧设备简介根据对废气加热方式的不同，催化燃烧工艺可分为常规催化燃烧工艺（简称CO）和蓄热式催化燃烧工艺（简称RCO）如图1和2。
这两种技术的工作原理基本相同，工艺流程大致类似，所以相关的单元设备也基本相同。
催化转化法
10 催化转化法净化气态污染物
(2)催化剂载体 氧化铝小球: 耐热性能较差、孔隙率低、阻力大，易对 发动机的性能造成不良影响而逐渐被蜂窝陶瓷所取代。 蜂窝陶瓷载体: 具有低膨胀、高强度、耐热性能好、吸 附性强、耐磨损等优点。 蜂窝陶瓷载体多用堇青石作原料，堇青石（铝硅酸镁） 不但有低的膨胀系数、良好的耐化学腐蚀性及良好的耐 热性（安全使用温度1400℃），而且本身的气孔率较高。
改变汽车的动力(最根本的途径) 改善现有的汽车动力装置和燃油质量。 机外净化技术
10 催化
机外净化在催化剂存在的条件下，利用排气自身的温度 和组成将有害物质（CO、NOx、HC）转化为无害的 H2O、CO2、和N2。 根据化学反应类型: 催化氧化法 催化氧化还原法 根据反应中除去的有害物质多少: 二元净化 三元净化
大气污染控制工程
李广超
10 催化转化法净化气态污染物
教学内容 §10.1 催化反应 §10.2 催化剂 §10.3 催化反应器 §10.4 催化还原法净化废气中的氮氧化物 §10.5 汽车尾气的催化净化 §10.6 催化燃烧法
10 催化转化法净化气态污染物
1.教学要求 理解净化气态污染物方法的基本原理。 了解各净化方法的常用设备和特点。 了解各净化方法所用的试剂。
10 催化转化法净化气态污染物
选择性催化还原法(Selective Catalytic Reduction,SCR) 通常用NH3作为还原剂，在Pt或非重金属催化剂的作用 下，在较低温度条件下，NH3有选择地将废气中的NOx 还原为N2，而基本上不与氧发生反应。 不仅使用的催化剂易得，选择余地大，而且还原剂的起 燃温度低，床温低，有利于延长催化剂寿命和降低反应 器对材料的要求。 选择性催化还原法主要用于硝酸生产、硝化过程、金属 表面的硝酸处理、催化剂制造等非燃烧过程产生的NOx 废气，国外也有用于净化燃烧烟气中的NOx。
气态污染物的净化
第五组全体组员：
肖翔、谢世冬、熊伟、胥芳芳
热诚欢迎你的指点！！！
4、常用的燃烧设备
催化燃烧炉
5、优缺点：
⑴直接燃烧：安全简单、成本低；造成二次污染、 不能回收热能造成辐射。 ⑵热力燃烧：使用范围较广、设备结构简单，占用 空间小、维修费用低；操作费用高、易发生回火、 燃烧不完全时产生恶臭。 ⑶催化燃烧：安全性好、燃烧温度低、辅助燃料消 耗少、对可燃性组分的浓度和热值限制小；催化 剂的费用高。
4、常用的催化反应器
固定床催化反应器示意图 流化床催化反应器示意图
5、优缺点：
⑴反应速率较快 ⑵催化剂用量较少 ⑶操作方便 ⑷催化剂不易磨损； ⑸传热性能差。
四、燃烧法
1、原理：对含有可燃性有害组分的混合气体进行氧 化燃烧或高温分解，使有害组分转化为无害物。 2、使用范围：用于净化CO、恶臭、沥青烟、HC、 有机有害气体。 3、分类：直接燃烧法、热力燃烧法、催化燃烧法。
5、常用的吸附设备
有机废气吸附装置 吸附再生炉
固定床吸附器流程示意图
6、优缺点：
⑴净化效率高 ⑵能回收有用组分 ⑶设备简单、流程短、易于实现自动控 制 ⑷无腐蚀，不会造成二次、原理：利用催化剂的催化作用，使其发生氧化还原 反应，将废气中的有害物质转变为无害物质或易于 去除的物质。 2、适用范围：用于净化SO2、NOx、CO、汽车尾气。 3、常见的催化剂：V2O5、Pt、Pd、CuCrO2、 Rh、CuO、Cr2O3、Mn2O3、稀土金属氧化物、 碱土、稀土和过渡金属氧化物。
SO2 HCl
H 2S
含Hg废 气
NH3、Na2CO3、二乙醇 胺、环丁砜
含Pb废 气
CH3COOH、NaOH
KMnO4、NaClO、浓H2SO4、KI-I2
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童血中铅浓度达0.6~0.8ppm时，会影响儿童的生长和智力发
育，甚至出现痴呆症状。铅还能透过母体进入胎盘，危及胎
儿。
催化转化法净化气态污染物
1.净化原理和方法
►汽车尾气组成？
1）氮氧化物1000-2000cm/m3---燃料在汽缸中高温燃烧
2）一氧化碳5%，碳氢化合物1000cm/m3---燃油燃烧不完全
2H2 2NO2H2ON2
► 反应步骤：
1）脱色反应，将有色NO2还原为无色NO 2）燃烧反应，还原剂与氧气发生燃烧 3）消除反应，NO被还原为N2
CONO2 NOCO2 2COO2 2CO2 2CO2NON2 2CO2
催化转化法净化气态污染物
非选择性催化还原工艺流程的选择
► 起燃温度，反应温度
► 流程的选择取决于反应温度是否超过催化 剂所能允许的最高温度
第十章 催化转化法净化 气态污染物
一 汽车尾气的催化还原净化
催化转化法净化气态污染物
汽车尾气的危害！！！
催化转化法净化气态污染物
► 1）汽车尾气最主要的危害是形成光化学烟雾。汽车尾气中 的碳氢化合物和氮氧化合物在阳光作用下发生化学反应，生 成臭氧，它和大气中的其它成份结合就形成光化学烟雾。
► 2）汽车尾气中的氮氧化合物含量较少，但毒性很大。氮氧 化合物进入肺泡后，能形成亚硝酸和硝酸，对肺组织产生剧 烈的刺激作用，最后造成肺气肿。
►净化方法
1）改进内燃机结构，燃烧完全，减少有害物质排放
2）使用催化剂将尾气中有害物质去除:在催化剂的作用下，利
用尾气中的CO作为还原剂，将氮氧化物还原为氮气，同时
CO转化为CO2
CONO2 NOCO2
1
CO
NO 2
N2
CO2
3）未完全燃烧的一氧化碳和烃类，在催化剂的作用下染物水
H2 NO2 H2ONO 2H2 O2 2H2O 2H2 2N催O化 转化法2净H化气2O态污染物N2
选择性催化还原
► 为什么要采用选择性催化还原法？ 使用非催化还原时，必须烧掉尾气中存在的大量氧气（氧气与还原剂发 生反应），致使反应温度，催化剂层的温度急剧升高，给工艺带来一定 困难，因此选用选择性催化还原
反应流程图---两段反应
净化气
还原剂燃料气 预热室
尾气 混合器
反应器
反应器
废
废
热
热
锅
混合器
锅
炉
炉
还原剂燃料气
1.在第一段反应器中先完成二氧化氮转化为一氧化氮的脱色反应，并烧掉一 部分氧，降低反应温度，使其不超过催化剂允许温度，经废热锅炉回收一 部分热量 2.冷却后再与另一部分还原剂燃烧气混合进入第二反应器，将剩余的氧气燃 烧完，并进行脱除反应
催化转化法净化气态污染物
►催化还原法 1.催化还原法净化废气中的氮氧化物 2.催化还原法净化汽车尾气 ►催化氧化法 高浓度二氧化硫烟气的催化转化 ►催化燃烧法 催化燃烧法脱臭
催化转化法净化气态污染物
催化燃烧法
► 燃烧法处理高浓度VOC和恶臭化合物很有效，原理是通入过量空 气使杂质燃烧，大多数生成二氧化碳和水Cl—HCl S-SO2
1.非选择性催化还原
►3.1 反应原理
含有氮氧化物的废气，在一定温和催化剂
的作用下，与还原剂发生反应，二氧化氮
和一氧化氮被还原为氮气，还原剂与废气 H2 NO2 H2ONO
中的氧气发生反应，生成水或二氧化碳 ► 还原剂？H2,CH4,CO,CnHm及其混合气，如
2H2 O2 2H2O
焦炉气，天然气等
反应温度在350度以 上
反应温度在350度以下
4NH3 5O2 6H2O4NO 2NH3 3H2 N2 4NH3 4O2 6H2O 2N2O 4NH3 3O2 6H2O 2N2
►工艺中
1）控制反应温度400度以下，只有主反应 能够进行
2）选择合适的催化剂，利用催化剂的选择 性，使主反应催化速转化法度净化气大态污染大物 超过副反应速度
► 3）汽车尾气中的碳氢化合物有200多种。汽车尾气中还发现 有32种多环芳烃，包括苯并芘等致癌物质。离公路越近，公 路上汽车流量越大，肺癌死亡率越高。
► 4）汽车尾气中的铅化合物可随呼吸进入血液，并迅速地蓄
积到人体的骨骼和牙齿中，它们干扰血红素的合成、引起贫
血；损害神经系统，严重时损害脑细胞，引起脑损伤。当儿
T---反应温度
Ta1T b(O 2)
T1---还原剂起燃温度 Φ(O2)---尾气中氧气体积分数%
a---起燃系数，1.05-1.10
b---温升系数，为燃烧掉1%的氧气使反应温度省高值
► 反应温度<催化剂允许温度：一段反应
► 反应温度>催化剂允许温度：两段反应
使尾气中的氧气分别在两催个化转反化法应净化器气态内污染燃物 烧，减少反应温度
催化转化法净化气态污染物
催化还原法去除氮氧化物
在催化剂的作用下，将氮氧化物还原为无害的 氮气
优点：对氮氧化物的去除效率高，且能回收热 能
缺点：投资大，运行费用高，消耗氨及燃料气 ，氮氧化物被还原为无用氮气排放
►催化还原法净化氮氧化物，根据还原剂是否 和氧气发生反应分为：
①非选择性催化还原 ②选择性催化还原 催化转化法净化气态污染物
► 燃烧法分类 1）直接氧化燃烧，温度较高>650度,操作简单 ①但由于废气中有机物浓度较低，空气量很大，为了保证燃烧温度
需要添加额外燃料 ②直接燃烧由于混合不充分等原因，燃烧不完全，燃烧过程中除形
成二氧化碳和水外还产生氮氧化物，一氧化碳，致癌的碳氢化合 物（辅助反应） 2）催化燃烧法 在催化剂作用下，将废气中的有害物质完全氧化燃烧生成为无害 物质，可在低温150-350度下进行，无需添加额外燃料
2.净化用催化剂
► 2.1 对催化剂的要求 ①催化反应器安装在内燃机旁，要求结构简单、质量
轻、体积小 ②催化剂要适应气体流量、组成和温度的变化 ③足够机械强度 ④催化剂活性在高温和低温条件下都比较高 ⑤催化剂具有合适的孔隙结构，使尾气通过时阻力小 ⑥汽车尾气中的烃类和一氧化碳通过催化燃烧的方法
4.1 反应原理
使用氨作为还原剂，由于氨在铂催化剂或者非贵金属催化剂的作用下， 只与尾气中的氮氧化物发生反应，不与氧气发生反应，催化反应器内温 度较低
8NH 36NO 212H2O7N2 4NH 36NO6H2O5N2 8NH 34NO 4NO 212H2O8N2
催化转化法净化气态污染物
如何控制副反应的发生？？