《硫和氮的氧化物》課件2

硫和氮的氧化物硫和氮的氧化物是重要的空氣污染物，對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康造成重大影響。本課件將深入探討這些氧化物的化學(xué)性質(zhì)、來(lái)源、環(huán)境影響和控制方法。by課程目標(biāo)理解硫和氮的氧化物學(xué)習(xí)硫和氮的氧化物的基本性質(zhì)和重要反應(yīng)了解硫和氮氧化物對(duì)環(huán)境的影響掌握硫和氮氧化物的控制技術(shù)學(xué)習(xí)脫硫和脫硝技術(shù)了解工業(yè)生產(chǎn)中控制硫和氮氧化物的措施硫和氮的化學(xué)性質(zhì)硫硫是黃色的非金屬元素，在自然界中以單質(zhì)和化合物兩種形式存在。硫主要以硫化物礦石和硫酸鹽礦石的形式存在。氮氮是無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的氣體，在常溫常壓下是惰性氣體。氮?dú)饧s占空氣體積的78%，是地球大氣中含量最多的氣體。硫的主要氧化物二氧化硫(SO2)無(wú)色氣體，有刺激性氣味，易溶于水。是酸雨的主要來(lái)源之一。三氧化硫(SO3)無(wú)色液體，有強(qiáng)烈的刺激性氣味。是制備硫酸的重要原料。二氧化硫的制備和性質(zhì)1工業(yè)制備硫磺燃燒2實(shí)驗(yàn)室制備亞硫酸鹽與強(qiáng)酸3主要性質(zhì)無(wú)色氣體，有刺激性氣味4溶于水形成亞硫酸5強(qiáng)氧化劑可被氧化為三氧化硫二氧化硫是一種重要的工業(yè)原料。在工業(yè)生產(chǎn)中，二氧化硫主要通過(guò)燃燒硫磺來(lái)制備。實(shí)驗(yàn)室制備二氧化硫的方法是將亞硫酸鹽與強(qiáng)酸反應(yīng)。二氧化硫的環(huán)境影響二氧化硫是一種有毒氣體，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。它會(huì)引起酸雨，污染空氣，損害植物，對(duì)人體健康造成不良影響。1M酸雨二氧化硫與大氣中的水和氧氣反應(yīng)生成硫酸，導(dǎo)致酸雨。10M呼吸道疾病二氧化硫會(huì)刺激呼吸道，加重哮喘等呼吸系統(tǒng)疾病。10%植物損傷酸雨會(huì)使土壤酸化，破壞植物生長(zhǎng)，導(dǎo)致森林枯萎。硫酸的制備過(guò)程1接觸法二氧化硫與氧氣反應(yīng)生成三氧化硫2吸收三氧化硫溶于濃硫酸生成發(fā)煙硫酸3稀釋發(fā)煙硫酸加水稀釋成硫酸4精制去除硫酸中的雜質(zhì)接觸法是目前工業(yè)生產(chǎn)硫酸的主要方法，以二氧化硫?yàn)樵希?jīng)過(guò)接觸氧化、吸收和稀釋等步驟制得硫酸。具體步驟包括：二氧化硫與氧氣在催化劑的作用下反應(yīng)生成三氧化硫，然后將三氧化硫溶解在濃硫酸中生成發(fā)煙硫酸，最后將發(fā)煙硫酸加水稀釋成硫酸，并進(jìn)行精制去除雜質(zhì)。硫酸的性質(zhì)和應(yīng)用1強(qiáng)酸性硫酸是強(qiáng)酸，具有很強(qiáng)的腐蝕性，可以和多種金屬反應(yīng)生成硫酸鹽。2吸水性硫酸具有吸水性，可以用作干燥劑，可以吸收空氣中的水分。3脫水性濃硫酸可以將某些有機(jī)物中的水分脫去，生成炭化物。4氧化性濃硫酸具有氧化性，可以與某些金屬和非金屬反應(yīng)，生成相應(yīng)的氧化物。硫化氫的特性無(wú)色氣體硫化氫是一種無(wú)色氣體，具有臭雞蛋的氣味，具有毒性。溶于水硫化氫微溶于水，形成弱酸性的氫硫酸。易燃硫化氫在空氣中易燃，燃燒時(shí)產(chǎn)生二氧化硫和水?；瘜W(xué)反應(yīng)硫化氫可以與多種金屬反應(yīng)，生成金屬硫化物。氮的主要氧化物11.一氧化氮(NO)無(wú)色氣體，無(wú)味，不溶于水，在常溫下化學(xué)性質(zhì)不活潑。22.二氧化氮(NO2)紅棕色氣體，有刺激性氣味，易溶于水，化學(xué)性質(zhì)活潑。33.一氧化二氮(N2O)無(wú)色氣體，有甜味，不溶于水，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。一氧化氮的合成和性質(zhì)1一氧化氮的合成一氧化氮通常由氮?dú)夂脱鯕庠诟邷叵路磻?yīng)生成。例如，在內(nèi)燃機(jī)中，由于燃燒過(guò)程，氮?dú)夂脱鯕庠诟邷叵路磻?yīng)生成一氧化氮。2一氧化氮的性質(zhì)一氧化氮是一種無(wú)色無(wú)味的氣體，微溶于水。一氧化氮在常溫常壓下并不穩(wěn)定，易被氧化為二氧化氮。3一氧化氮的應(yīng)用一氧化氮在工業(yè)上用作合成氨和硝酸的原料。在醫(yī)學(xué)上，一氧化氮具有擴(kuò)張血管、降低血壓的作用，是一種重要的生物活性物質(zhì)。二氧化氮的性質(zhì)和用途氣體性質(zhì)二氧化氮是一種紅棕色氣體，有刺激性氣味。它易溶于水，形成硝酸和一氧化氮。液體性質(zhì)二氧化氮在低溫下可液化，形成黃色液體?；瘜W(xué)性質(zhì)二氧化氮是一種強(qiáng)氧化劑，可以與許多物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。它可以與水反應(yīng)生成硝酸，與堿反應(yīng)生成硝酸鹽。工業(yè)用途二氧化氮可用于制備硝酸，也是生產(chǎn)化肥的重要原料。一氧化氮與人體生理血管舒張一氧化氮是一種重要的血管舒張劑，可以放松血管平滑肌，降低血壓。它還可以促進(jìn)血液循環(huán)，改善心腦血管疾病患者的癥狀。免疫調(diào)節(jié)一氧化氮在免疫系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，可以調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的活性。它可以抑制炎癥反應(yīng)，增強(qiáng)機(jī)體的抗感染能力。神經(jīng)傳遞一氧化氮是一種神經(jīng)遞質(zhì)，可以參與神經(jīng)信號(hào)的傳遞。它可以調(diào)節(jié)學(xué)習(xí)記憶、睡眠覺(jué)醒等神經(jīng)活動(dòng)。其他作用一氧化氮還參與許多其他生理過(guò)程，例如傷口愈合、消化吸收等。它可以促進(jìn)細(xì)胞的生長(zhǎng)和修復(fù)，提高機(jī)體的整體健康水平。一氧化氮與環(huán)境污染酸雨形成一氧化氮是酸雨形成的主要原因之一。大氣中的一氧化氮與氧氣反應(yīng)生成二氧化氮，進(jìn)而與水反應(yīng)生成硝酸，從而導(dǎo)致酸雨的形成。光化學(xué)煙霧一氧化氮與碳?xì)浠衔镌陉?yáng)光照射下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，生成臭氧等有害物質(zhì)，形成光化學(xué)煙霧，對(duì)人體健康造成危害。溫室效應(yīng)一氧化氮是一種溫室氣體，可以吸收和再發(fā)射地球表面輻射的紅外線，導(dǎo)致全球氣候變暖。臭氧層破壞一氧化氮與臭氧發(fā)生反應(yīng)，消耗臭氧層，導(dǎo)致太陽(yáng)紫外線輻射增強(qiáng)，對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境造成損害。亞硝酸鹽和硝酸鹽亞硝酸鹽亞硝酸鹽是一類(lèi)無(wú)機(jī)鹽，主要存在于食品添加劑、腌制食品和土壤中。硝酸鹽硝酸鹽也存在于食品中，是植物生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)元素，可通過(guò)農(nóng)作物積累到人體內(nèi)。健康影響過(guò)量的亞硝酸鹽和硝酸鹽會(huì)導(dǎo)致人體中毒，甚至致癌。安全管理為了確保食品安全，需要嚴(yán)格控制食品中亞硝酸鹽和硝酸鹽的含量。地球大氣中的氮氧化物大氣中的氮氧化物主要來(lái)自人類(lèi)活動(dòng)，如燃燒化石燃料、工業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸。這些氧化物會(huì)對(duì)環(huán)境造成重大影響，包括酸雨、臭氧層破壞和全球變暖。此外，氮氧化物還會(huì)影響人體健康，導(dǎo)致呼吸道疾病和心血管疾病。燃燒化石燃料工業(yè)生產(chǎn)交通運(yùn)輸其他酸雨的成因與危害主要成因主要由工業(yè)生產(chǎn)和機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣排放的二氧化硫和氮氧化物等酸性氣體造成的。形成過(guò)程這些酸性氣體在大氣中與水蒸氣反應(yīng)生成硫酸和硝酸，并隨雨水降落到地面。危害酸雨會(huì)破壞土壤、污染水源，腐蝕建筑物和金屬制品，影響植物生長(zhǎng)，危害人體健康。危害舉例酸雨導(dǎo)致土壤酸化，造成土壤肥力下降，影響農(nóng)作物生長(zhǎng)，甚至導(dǎo)致森林枯萎。工業(yè)生產(chǎn)中的氮氧化物燃燒過(guò)程化石燃料燃燒是工業(yè)生產(chǎn)中氮氧化物的主要來(lái)源，高溫和充足的氧氣促進(jìn)了氮氧化物的生成。硝酸生產(chǎn)硝酸生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量氮氧化物，例如一氧化氮和二氧化氮。水泥生產(chǎn)水泥生產(chǎn)過(guò)程中，高溫煅燒石灰石會(huì)產(chǎn)生氮氧化物，需要采取有效措施進(jìn)行控制。機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣中的氮氧化物主要來(lái)源汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程產(chǎn)生的高溫和高壓環(huán)境會(huì)促使氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)生成氮氧化物。主要成分機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣中主要包含一氧化氮和二氧化氮，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。環(huán)境影響氮氧化物是形成酸雨、光化學(xué)煙霧的重要因素，對(duì)人體健康造成負(fù)面影響?？刂拼胧﹪?yán)格控制機(jī)動(dòng)車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)低氮燃燒技術(shù)，推廣使用清潔燃料?？刂屏蚝偷趸锏拇胧┕I(yè)脫硫脫硝技術(shù)采用物理化學(xué)方法，如吸收、吸附、催化氧化等，減少工業(yè)生產(chǎn)中硫和氮氧化物的排放。機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣控制使用催化轉(zhuǎn)化器、降低燃油含硫量等措施，降低機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣中的硫和氮氧化物排放。清潔能源替代大力發(fā)展風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源，減少化石燃料的使用，降低硫和氮氧化物的排放量。高溫過(guò)程中的氮氧化物高溫過(guò)程是氮氧化物生成的主要來(lái)源之一。燃燒過(guò)程產(chǎn)生的高溫會(huì)導(dǎo)致氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)生成氮氧化物。例如，燃煤電廠、鋼鐵冶煉、水泥生產(chǎn)等工業(yè)過(guò)程都會(huì)產(chǎn)生大量的氮氧化物。1高溫燃燒高溫燃燒過(guò)程中，氮?dú)馀c氧氣反應(yīng)生成氮氧化物。2催化氧化高溫下，氮?dú)庠诖呋瘎┑淖饔孟?，?huì)與氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成氮氧化物。3熱解反應(yīng)一些含氮有機(jī)物在高溫下會(huì)發(fā)生熱解反應(yīng)，生成氮氧化物。生物脫硫和脫硝技術(shù)1生物脫硫生物脫硫技術(shù)利用微生物的代謝作用，將硫化物轉(zhuǎn)化為硫單質(zhì)或硫酸鹽，從而降低硫化物的排放。降解硫化物減少空氣污染提高環(huán)境效益2生物脫硝生物脫硝技術(shù)利用微生物的硝化和反硝化作用，將氮氧化物轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，從而降低氮氧化物的排放。降解氮氧化物減少酸雨形成改善空氣質(zhì)量3優(yōu)勢(shì)生物脫硫和脫硝技術(shù)具有高效、環(huán)保、成本低等優(yōu)勢(shì)，在能源、化工、冶金等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。選擇性催化還原法還原劑注入將還原劑氨氣或尿素注入到煙氣中，與氮氧化物混合。催化劑反應(yīng)混合氣體通過(guò)催化劑床層，氨氣在催化劑表面還原氮氧化物為氮?dú)夂退煔馀欧沤?jīng)過(guò)處理的煙氣中氮氧化物濃度顯著降低，排放到大氣中。濕法脫硫和脫硝技術(shù)1吸收吸收塔中，煙氣與吸收劑發(fā)生反應(yīng)，去除SO2和NOx。2氧化吸收液中的亞硫酸鹽氧化為硫酸鹽，提高脫硫效率。3再生再生吸收劑，循環(huán)利用，減少?gòu)U物產(chǎn)生。4排放處理后的煙氣排放至大氣，符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。濕法脫硫和脫硝技術(shù)利用液體吸收劑，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)去除煙氣中的二氧化硫和氮氧化物。常見(jiàn)的吸收劑包括石灰石漿液、氨水等，根據(jù)不同污染物和排放標(biāo)準(zhǔn)選擇合適的吸收劑。生物過(guò)濾法1微生物分解污染物2過(guò)濾介質(zhì)提供生長(zhǎng)環(huán)境3氣流運(yùn)送污染物4排放清潔空氣生物過(guò)濾法是利用微生物降解污染物的方法。該方法簡(jiǎn)單高效，適合處理低濃度、大風(fēng)量的廢氣。生物過(guò)濾系統(tǒng)通常包括過(guò)濾介質(zhì)、微生物和氣流。過(guò)濾介質(zhì)提供微生物的生長(zhǎng)環(huán)境，氣流將污染物運(yùn)送到過(guò)濾介質(zhì)中，微生物利用污染物作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行代謝，最終將污染物分解為無(wú)害物質(zhì)。生物過(guò)濾法是一種環(huán)境友好的技術(shù)，具有較高的去除效率和較低的運(yùn)行成本，在廢氣處理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景?；钚蕴课椒ㄎ皆砘钚蕴烤哂懈叨劝l(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，提供巨大的表面積。氮氧化物分子被吸附到活性炭表面，從而從廢氣中去除。吸附過(guò)程廢氣通過(guò)活性炭床層，氮氧化物被吸附，潔凈氣體被排放。活性炭吸附飽和后，需進(jìn)行再生處理，恢復(fù)吸附能力。吸附材料常用的活性炭材料包括煤基活性炭、木質(zhì)活性炭和椰殼活性炭等。不同材料的吸附性能和成本有所差異。應(yīng)用領(lǐng)域活性炭吸附法廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢氣處理、汽車(chē)尾氣凈化和室內(nèi)空氣凈化等領(lǐng)域，有效去除氮氧化物和其他污染物。結(jié)論與展望研究現(xiàn)狀硫和氮氧化物污染是一個(gè)全球性問(wèn)題，近年來(lái)，在控制硫和氮氧化物排放方面取得了顯著進(jìn)展。但隨著工業(yè)化和城市化的不斷發(fā)展，這些污染物排放仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)，需要持續(xù)關(guān)注。未來(lái)展望未來(lái)，需要更加重視清潔能源的開(kāi)發(fā)和利用，例如可再生能源和清潔煤技術(shù)。同時(shí)，要不斷改進(jìn)脫硫脫硝技術(shù)，提高效率和環(huán)保性。思考與練習(xí)本節(jié)課學(xué)習(xí)了硫和氮的氧化物及其環(huán)境影響