以NH3还原NOx的选择性催化还原(NH3-SCR)技术广泛应用于烟气(含NO、O2、N2等)脱硝。
(1)NOx大量排放造成的环境问题主要有:酸雨、光化学烟雾、破坏臭氧层酸雨、光化学烟雾、破坏臭氧层(填一种)。
(2)以Fe-Mn/TiO2催化的NH3-SCR反应机理如图所示(字母A~D为中间体的代号)。

①NH3-SCR反应的化学方程式为 4NH3+4NO+O2 Fe-Mn/TiO2 4N2+6H2O4NH3+4NO+O2 Fe-Mn/TiO2 4N2+6H2O。
②根据元素电负性的变化规律,步骤Ⅰ、Ⅱ的过程可描述为 NH3中带部分负电荷的N与A中带正电荷的Mn作用生成B,B中带部分正电荷的H转移到带负电荷的O上生成CNH3中带部分负电荷的N与A中带正电荷的Mn作用生成B,B中带部分正电荷的H转移到带负电荷的O上生成C。
(3)常压下,将一定比例的NH3、NO、O2、N2的混合气体匀速通过装有催化剂的反应管,测得NO的转化率与N2的选择性[2n生成(N2)n总转化(NH3)]如图所示。温度高于350℃,N2选择性下降的原因是 催化剂活性降低,NH3转化为N2的速率降低;部分NH3被氧化为NO催化剂活性降低,NH3转化为N2的速率降低;部分NH3被氧化为NO。

(4)研究NH3-SCR法尾气中NH3脱除机理的流程如图1所示。其他条件一定时,在不通O2、通入O2两种情况下,NH3的脱除率、NO的选择性[n生成(NO)n总转化(NH3)]与通气时间的关系如图2所示。

①反应17~19.2h时,NH3脱除率下降,其原因是 该时间段内发生的反应为NH3与CuO反应生成Cu(或Cu2O)和N2,随时间推移,CuO与Cu2O的量减少,NH3氧化为N2的速率降低该时间段内发生的反应为NH3与CuO反应生成Cu(或Cu2O)和N2,随时间推移,CuO与Cu2O的量减少,NH3氧化为N2的速率降低。
②通入O2后,NO选择性增大,其原因是 随时间推移,Cu被O2氧化为CuO的量增多,NH3被CuO催化氧化成NO的量增大随时间推移,Cu被O2氧化为CuO的量增多,NH3被CuO催化氧化成NO的量增大。
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【答案】酸雨、光化学烟雾、破坏臭氧层;4NH3+4NO+O2 4N2+6H2O;NH3中带部分负电荷的N与A中带正电荷的Mn作用生成B,B中带部分正电荷的H转移到带负电荷的O上生成C;催化剂活性降低,NH3转化为N2的速率降低;部分NH3被氧化为NO;该时间段内发生的反应为NH3与CuO反应生成Cu(或Cu2O)和N2,随时间推移,CuO与Cu2O的量减少,NH3氧化为N2的速率降低;随时间推移,Cu被O2氧化为CuO的量增多,NH3被CuO催化氧化成NO的量增大
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【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:90引用:1难度:0.7
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