燃煤煙氣中SO2和NOx是大氣污染物的主要來(lái)源,脫硫脫硝技術(shù)是煙氣治理技術(shù)的研究熱點(diǎn)。
(1)尿素/H2O2溶液脫硫脫硝。60℃時(shí)在一定濃度的尿素/H2O2溶液中通入含有SO2和NO的煙氣,煙氣中有毒氣體被一定程度吸收。尿素/H2O2溶液對(duì)SO2具有很高的去除效率,寫出尿素和H2O2溶液吸收SO2,生成硫酸銨和CO2的化學(xué)方程式為 SO2+CO(NH2)2+H2O2+H2O=(NH4)2SO4+CO2SO2+CO(NH2)2+H2O2+H2O=(NH4)2SO4+CO2。
(2)V2O5/炭基材料(活性炭、活性焦、活炭纖維)也可以脫硫脫硝。V2O5/炭基材料脫硫原理是:SO2在炭表面被吸附,吸附態(tài)SO2在炭表面被催化氧化為SO3,SO3再轉(zhuǎn)化為硫酸鹽等。
①V2O5/炭基材料脫硫時(shí),通過(guò)紅外光譜發(fā)現(xiàn),脫硫開始后催化劑表面出現(xiàn)了VOSO4的吸收峰,再通入O2后VOSO4吸收峰消失,該脫硫反應(yīng)過(guò)程可描述為 SO2與V2O5作用形成具有VOSO4結(jié)構(gòu)的中間體,VOSO4中間體與氣相的O2反應(yīng)生成SO3和V2O5 (或3SO2+V2O5+O2=2VOSO4+SO3,4VOSO4+O2=2V2O5+4SO3)SO2與V2O5作用形成具有VOSO4結(jié)構(gòu)的中間體,VOSO4中間體與氣相的O2反應(yīng)生成SO3和V2O5 (或3SO2+V2O5+O2=2VOSO4+SO3,4VOSO4+O2=2V2O5+4SO3)。

②V2O5/炭基材料脫硫時(shí),控制一定氣體流速和溫度,考察了煙氣中O2的存在對(duì)V2O5/炭基材料催化劑脫硫活性的影響,結(jié)果如圖1所示,當(dāng)O2濃度過(guò)高時(shí),去除率下降,其可能原因是 氧氣濃度過(guò)高時(shí),O2、SO2和NO分子會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)吸附的局勢(shì),當(dāng)O2分子占據(jù)催化劑過(guò)多活性位時(shí),剩余的SO2、NO分子就不能很好地被吸附,導(dǎo)致脫硫脫硝率下降氧氣濃度過(guò)高時(shí),O2、SO2和NO分子會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)吸附的局勢(shì),當(dāng)O2分子占據(jù)催化劑過(guò)多活性位時(shí),剩余的SO2、NO分子就不能很好地被吸附,導(dǎo)致脫硫脫硝率下降。
(3)ClO2可對(duì)煙氣中NOx、SO2進(jìn)行協(xié)同脫除,涉及的部分反應(yīng)如下:
Ⅰ.ClO2+NO═NO2+ClO
Ⅱ.ClO+NO═Cl+NO2
Ⅲ.ClO2+SO2═ClO+SO3
Ⅳ.ClO+SO2═Cl+SO3
①反應(yīng)Ⅳ的歷程如圖2所示。該歷程中最大活化能E正=7.77.7kcal?mol-1。

②保持其他條件不變,分別在不添加NO、添加NO兩種情況下,控制模擬煙氣中n(ClO2)n(SO2)不同并反應(yīng)相同時(shí)間,測(cè)得SO2氧化率隨n(ClO2)n(SO2)變化如圖3所示。不添加NO時(shí),SO2氧化率較低(不超過(guò)3%)的原因可能是 反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)反應(yīng)速率相對(duì)較慢,SO2氧化率低反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)反應(yīng)速率相對(duì)較慢,SO2氧化率低;添加NO時(shí),SO2氧化率比不添加NO時(shí)高,其原因可能是 反應(yīng)Ⅰ、Ⅳ的化學(xué)反應(yīng)速率較快,添加NO后,ClO2通過(guò)反應(yīng)Ⅰ快速生成ClO,ClO又快速將SO2氧化為SO3反應(yīng)Ⅰ、Ⅳ的化學(xué)反應(yīng)速率較快,添加NO后,ClO2通過(guò)反應(yīng)Ⅰ快速生成ClO,ClO又快速將SO2氧化為SO3。
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【考點(diǎn)】化學(xué)平衡的影響因素;二氧化硫的污染及治理.
【答案】SO2+CO(NH2)2+H2O2+H2O=(NH4)2SO4+CO2;SO2與V2O5作用形成具有VOSO4結(jié)構(gòu)的中間體,VOSO4中間體與氣相的O2反應(yīng)生成SO3和V2O5 (或3SO2+V2O5+O2=2VOSO4+SO3,4VOSO4+O2=2V2O5+4SO3);氧氣濃度過(guò)高時(shí),O2、SO2和NO分子會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)吸附的局勢(shì),當(dāng)O2分子占據(jù)催化劑過(guò)多活性位時(shí),剩余的SO2、NO分子就不能很好地被吸附,導(dǎo)致脫硫脫硝率下降;7.7;反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)反應(yīng)速率相對(duì)較慢,SO2氧化率低;反應(yīng)Ⅰ、Ⅳ的化學(xué)反應(yīng)速率較快,添加NO后,ClO2通過(guò)反應(yīng)Ⅰ快速生成ClO,ClO又快速將SO2氧化為SO3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:36引用:2難度:0.6
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1.升高溫度,下列數(shù)據(jù)不一定增大的是( )
發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:31引用:4難度:0.7 -
2.催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問(wèn)題的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化劑存在下,CO2和H2可發(fā)生以下兩個(gè)平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( ?。?br />①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ?mol-1
②CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ?mol-1發(fā)布:2025/1/6 6:0:5組卷:90引用:3難度:0.5 -
3.現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化,既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放,又可以擴(kuò)大水煤氣的用途.甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景,工業(yè)上一般可采用水煤氣來(lái)合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
(1)如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的曲線.
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1K2(填“>”、“<”或“=”).
②以下有關(guān)說(shuō)法正確的是
a.恒溫、恒容條件下,容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b.一定條件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時(shí)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時(shí)間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下,將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng),達(dá)到平衡后,測(cè)得c(CO)=0.2mol/L,則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
(2)已知在常溫常壓下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ?mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ?mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ?mol-1
則:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
(3)2009年10月,中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破,組裝出了自呼吸電池及主動(dòng)式電堆.甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示.
①該電池正極的電極反應(yīng)式為
②工作一段時(shí)間后,當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時(shí),有
(4)以上述電池做電源,用圖3所示裝置,在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,原因是發(fā)布:2024/12/30 14:0:1組卷:25引用:3難度:0.5
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