NO的治理是当前生态环境保护中的重要课题之一。
I.电化学技术
(1)利用固体氧化物电解池可将NO直接转化为N2,实际应用中常将若干个电化学还原器结构单元组装在一起,形成电堆,以提高NO的去除效率。

①纽扣式电化学还原器结构单元(其装置如图1所示)可叠加组装成电堆使用。电解时,阴极发生的电极反应式为 2NO+4e-=N2+2O2-2NO+4e-=N2+2O2-。
②长管式电化学还原器结构单元(其剖面结构如图2所示)采用阴极微孔管作支撑,在管内外壁各设置一个对称的阳极微孔管,阴阳极管壁之间填充有固体氧化物电解质,使用时常将该结构单元组装成蜂窝状电堆。当电堆体积一定时,相比于纽扣式反应器,长管式反应器的优点是 反应物与电极的接触面积更大,反应速率更快;气体在反应器中停留时间更长,反应更充分,NO的去除率更高反应物与电极的接触面积更大,反应速率更快;气体在反应器中停留时间更长,反应更充分,NO的去除率更高。
II.NH3-SCR技术
(2)Cu基催化剂是NH3-SCR技术脱除NO中性能较为优异的新型催化剂,但烟气中的SO2会造成Cu基催化剂的催化性能下降。加入CeO2(基态Ce原子核外电子排布式为[Xe]4f15d16s2)可抑制SO2对Cu基催化剂的影响,其作用机理如图3所示(含Ce化合物的比例系数均未标定)。

①从整个反应机理来看,总反应中起还原作用的物质是 NH3NH3(填化学式)。
②在上述反应机理图中,CemOn的化学式为 Ce2O3Ce2O3。
(3)将3%NO、6%NH3、21%O2和70%N2的混合气体(N2为平衡气)以一定流速通过装有Cu基催化剂的反应器,NO去除率随反应温度的变化曲线如图4所示。

①在150~225℃范围内,NO去除率随温度的升高而迅速上升的原因是 随着温度的升高,催化剂的活性增大,与温度升高共同作用,使NO的去除反应速率迅速上升随着温度的升高,催化剂的活性增大,与温度升高共同作用,使NO的去除反应速率迅速上升。
②燃煤烟气中伴有一定浓度的HCl气体,它会造成NO去除率下降,其原因可能是 烟气中的HCl与NH3反应生成NH4Cl,使得还原剂NH3的量减少,NH4C1固体覆盖在Cu基催化剂表面,使催化剂失去活性烟气中的HCl与NH3反应生成NH4Cl,使得还原剂NH3的量减少,NH4C1固体覆盖在Cu基催化剂表面,使催化剂失去活性。
【答案】2NO+4e-=N2+2O2-;反应物与电极的接触面积更大,反应速率更快;气体在反应器中停留时间更长,反应更充分,NO的去除率更高;NH3;Ce2O3;随着温度的升高,催化剂的活性增大,与温度升高共同作用,使NO的去除反应速率迅速上升;烟气中的HCl与NH3反应生成NH4Cl,使得还原剂NH3的量减少,NH4C1固体覆盖在Cu基催化剂表面,使催化剂失去活性
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:50引用:2难度:0.5
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