氮氧化物的性质、来源及影响
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瞬时NOx
低温火焰下由于含氮自由基的存在
生成的NOx 热力型NOx
高温下N2 与O2 反应生成的NOx
氮氧化物减排措施与途径
固定燃烧源氮氧化物排放控制技术
未采取控制措施时的NOX 排放系数
污染源
平均排放系数
煤
民用（包括商业）
4 kg/t煤
工业及电力
7-18.5 kg/t煤
燃料油 民用（包括商业） 工业 电力
CH4
18
CFC11~12
14
农业 化学工业
N2O
6
肥料、生物焚烧、化石燃料燃烧
其他（如O3）
13
臭氧
受人为活动影响的氮循环
氮氧化物的来源与排放
140
全
120
Tg NOx(NO2)/yr
球
100
氮
氧
80
化
60
物
排
40
放
20
0
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
氮氧化物的来源与排放
美国的氮氧化物排放
2% 25%
20%
33%
11%
4% 2%
2% 1%
电力 20% 工业燃料燃烧 11% 其他燃烧 4% 石化过程 2% 其他工业 2% 废物处理和利用 1% 道路交通 33% 非道路交通 25% 其他 2%
氮氧化物的来源与排放
我国的氮氧化物排放
NOx emissions (kt/yr)
1.4-8.6 kg/1000升油 8.7 kg/1000升油 12.5 kg/1000升油
天然气 民用（包括商业） 工业 电力
1.85 kg/1000m3天然气 3.4 kg/1000m3天然气 6.25 kg/1000m3天然气
氮氧化物减排措施与途径
固定燃烧源氮氧化物排放控制技术
氮氧化物的性质、来源及影响
Int.shipping+aviation Oceania Southeastern Asia+Indonesia+ China+ Japan+korea India+ Middle_East Russia+ Asia-Stan Turkey+Ukralne+ Central Europe OECD Europe Eastern+Southern Africa Northern+Western Africa South America Central America North America
与水 反应
与阳离子 反应
0 +1 +2 +3 +4 +5
+5
N2
N2O
NO
HONO NO2-
NO2
HNO3 硝酸盐颗 NO3- 粒物
NOx(NOy、NOz)
N2O、NO、NO2、HONO、NO3、N2O3、N2O4、N2O5、PAN、 RNO3、aerosol NO3
氮氧化物的种类和性质
NOx = NO + NO2
华北东部、东北、华东和华南部分地区，氮当量贡献接近 或超过硫的一半
氮氧化物排放的环境影响
NOx 污染控制的环境效益
一次污染 酸沉降 地表O3 细颗粒物 富营养化
SO2 NOX NH3 VOC
√
√
√
√
√
√
√
√
√
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√
√
√
√
√
一次 PM
√
√
氮氧化物减排措施与途径
燃烧过程产生的 NOx
燃料型NOx 燃料中的固定氮生成的NOx
氮氧化物的来源与排放
我国的氮氧化物排放
17%
9% 2%
31%
5% 19%
17%
其他 2% 电厂 31% 工业锅炉 17% 工艺过程 19% 民用炉灶 5% 道路交通 17% 非道路交通 9%
氮氧化物排放的环境影响
NOx排放对NO2浓度的影响
NO2柱浓度月 均值的变化
1996-2007年卫星观测的NO2柱浓度月均值变化趋势
思考题 氮氧化物和硫氧化物在性质、来源、影响和 控制上的异同？
AIR POLLUTION CONTROL 天津大学
第五章
5-1
氮氧化物的种类和性质
N
the 34th most abundant element in crustal rocks, with an abundance of 20ppm.
反应 价态 物种
还原 -3 NH3
元素 氧化 氧化
氧化
氧化
氮氧化物排放的环境影响
NOx排放对NO2浓度的影响
2011年城市二氧化氮年均浓度分布
氮氧化物排放的环境影响
NOx排放对O3浓度的影响
NOx 排放对O3 的影响 NO+HC+O2 —光照—NO2+O3
氮氧化物排放的环境影响
NOx 排放对PM2.5 的影响
PM2.5中NO3-的比例
城市
北京 上海 大连 成都 广州 深圳
NOy = NO + NO2 + HNO3 + PAN + HONO + NO3 + N2O5 + RNO3 +NO3+…
NOz=NOy–NOx
氮氧化物的种类和性质
NO、NO2
氮氧化物的种类和性质
N2O 单个分子的温室效应为CO2的300倍，并参与臭氧层的破坏。
气体
影响份额/%
来源
CO2
49
化石燃料燃烧、生物焚烧
年
1999-2007 2003-2005
2005 2002 2002 2002
PM2.5 质量浓度，μg/m3 NO3-，%
145
7.7
95
6.6
57
4.3
100
6
105
6.9
Biblioteka Baidu
62
5.8
NO3-/SO420.62 0.6 0.59 0.37 0.6 0.33
氮氧化物排放的环境影响
NOx 排放对酸沉降的影响
低温火焰下由于含氮自由基的存在
生成的NOx 热力型NOx
高温下N2 与O2 反应生成的NOx
氮氧化物减排措施与途径
固定燃烧源氮氧化物排放控制技术
未采取控制措施时的NOX 排放系数
污染源
平均排放系数
煤
民用（包括商业）
4 kg/t煤
工业及电力
7-18.5 kg/t煤
燃料油 民用（包括商业） 工业 电力
CH4
18
CFC11~12
14
农业 化学工业
N2O
6
肥料、生物焚烧、化石燃料燃烧
其他（如O3）
13
臭氧
受人为活动影响的氮循环
氮氧化物的来源与排放
140
全
120
Tg NOx(NO2)/yr
球
100
氮
氧
80
化
60
物
排
40
放
20
0
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
氮氧化物的来源与排放
美国的氮氧化物排放
2% 25%
20%
33%
11%
4% 2%
2% 1%
电力 20% 工业燃料燃烧 11% 其他燃烧 4% 石化过程 2% 其他工业 2% 废物处理和利用 1% 道路交通 33% 非道路交通 25% 其他 2%
氮氧化物的来源与排放
我国的氮氧化物排放
NOx emissions (kt/yr)
1.4-8.6 kg/1000升油 8.7 kg/1000升油 12.5 kg/1000升油
天然气 民用（包括商业） 工业 电力
1.85 kg/1000m3天然气 3.4 kg/1000m3天然气 6.25 kg/1000m3天然气
氮氧化物减排措施与途径
固定燃烧源氮氧化物排放控制技术
氮氧化物的性质、来源及影响
Int.shipping+aviation Oceania Southeastern Asia+Indonesia+ China+ Japan+korea India+ Middle_East Russia+ Asia-Stan Turkey+Ukralne+ Central Europe OECD Europe Eastern+Southern Africa Northern+Western Africa South America Central America North America
与水 反应
与阳离子 反应
0 +1 +2 +3 +4 +5
+5
N2
N2O
NO
HONO NO2-
NO2
HNO3 硝酸盐颗 NO3- 粒物
NOx(NOy、NOz)
N2O、NO、NO2、HONO、NO3、N2O3、N2O4、N2O5、PAN、 RNO3、aerosol NO3
氮氧化物的种类和性质
NOx = NO + NO2
华北东部、东北、华东和华南部分地区，氮当量贡献接近 或超过硫的一半
氮氧化物排放的环境影响
NOx 污染控制的环境效益
一次污染 酸沉降 地表O3 细颗粒物 富营养化
SO2 NOX NH3 VOC
√
√
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√
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一次 PM
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氮氧化物减排措施与途径
燃烧过程产生的 NOx
燃料型NOx 燃料中的固定氮生成的NOx
氮氧化物的来源与排放
我国的氮氧化物排放
17%
9% 2%
31%
5% 19%
17%
其他 2% 电厂 31% 工业锅炉 17% 工艺过程 19% 民用炉灶 5% 道路交通 17% 非道路交通 9%
氮氧化物排放的环境影响
NOx排放对NO2浓度的影响
NO2柱浓度月 均值的变化
1996-2007年卫星观测的NO2柱浓度月均值变化趋势
思考题 氮氧化物和硫氧化物在性质、来源、影响和 控制上的异同？
AIR POLLUTION CONTROL 天津大学
第五章
5-1
氮氧化物的种类和性质
N
the 34th most abundant element in crustal rocks, with an abundance of 20ppm.
反应 价态 物种
还原 -3 NH3
元素 氧化 氧化
氧化
氧化
氮氧化物排放的环境影响
NOx排放对NO2浓度的影响
2011年城市二氧化氮年均浓度分布
氮氧化物排放的环境影响
NOx排放对O3浓度的影响
NOx 排放对O3 的影响 NO+HC+O2 —光照—NO2+O3
氮氧化物排放的环境影响
NOx 排放对PM2.5 的影响
PM2.5中NO3-的比例
城市
北京 上海 大连 成都 广州 深圳
NOy = NO + NO2 + HNO3 + PAN + HONO + NO3 + N2O5 + RNO3 +NO3+…
NOz=NOy–NOx
氮氧化物的种类和性质
NO、NO2
氮氧化物的种类和性质
N2O 单个分子的温室效应为CO2的300倍，并参与臭氧层的破坏。
气体
影响份额/%
来源
CO2
49
化石燃料燃烧、生物焚烧
年
1999-2007 2003-2005
2005 2002 2002 2002
PM2.5 质量浓度，μg/m3 NO3-，%
145
7.7
95
6.6
57
4.3
100
6
105
6.9
Biblioteka Baidu
62
5.8
NO3-/SO420.62 0.6 0.59 0.37 0.6 0.33
氮氧化物排放的环境影响
NOx 排放对酸沉降的影响