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含NO煙氣需要處理后才能排放。

(1)氫氣催化還原含NO煙氣。
主反應(yīng):2NO(g)+2H2(g)?N2(g)+2H2O(g)ΔH1=akJ?mol-1
副反應(yīng):2NO(g)+H2(g)?N2O(g)+H2O(g)ΔH2=bkJ?mol-1
①2NO(g)+N2(g)?2N2O(g)ΔH=
2b-a
2b-a
kJ?mol-1
②某溫度下H2的體積分?jǐn)?shù)對H2還原NO反應(yīng)的影響如圖1所示。當(dāng)H2的體積分?jǐn)?shù)大于600×10-6時(shí),N2的體積分?jǐn)?shù)呈下降趨勢,原因是
氫氣和生成的氮?dú)夥磻?yīng)生成氨氣
氫氣和生成的氮?dú)夥磻?yīng)生成氨氣
。
(2)煤焦吸附還原含NO煙氣。
將原煤經(jīng)熱解、冷卻得到煤焦,NO的脫除主要含吸附和化學(xué)還原(ΔH<0)兩個(gè)過程,煤焦表面存在的官能團(tuán)有利于NO的吸附,其數(shù)量與煤焦中氫碳質(zhì)量比的值密切相關(guān)。熱解溫度為500℃、900℃得到的煤焦分別用S-500、S-900表示,相關(guān)信息如表:
煤焦 元素分析(%) 比表面積(cm2?g-1
C H
S-500 80.79 2.76 105.69
S-900 84.26 0.82 8.98
將NO濃度恒定的煙氣以固定流速通過裝有煤焦的反應(yīng)器。不同溫度下,測得NO的脫除率與溫度的關(guān)系如圖2所示。
①相同溫度下,S-900對NO的脫除率比S-500的低,可能的原因是
熱解溫度高,煤焦H/C比值小,表面官能團(tuán)減少;S-900的比表面積小,吸附能力弱
熱解溫度高,煤焦H/C比值小,表面官能團(tuán)減少;S-900的比表面積小,吸附能力弱
。
②350℃后,隨著溫度升高,NO的脫除率增大的原因是
溫度升高,反應(yīng)速率增大
溫度升高,反應(yīng)速率增大

(3)P1-g-C3N4光催化氧化含NO煙氣。用P1-g-C3N4光催化氧化法脫除NO的過程如圖3所示。在酸性水溶液中,光催化脫除原理和電化學(xué)反應(yīng)原理類似,P1-g-C3N4光催化的P1和g-C3N4兩端類似于兩極,該反應(yīng)過程可描述為
P1端NO失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)生成NO2,反應(yīng)式為NO+H2O-2e-=NO2+2H+;g-C3N4端氧氣得到電子與氫離子結(jié)合生成過氧化氫,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為O2+2H++2e-=H2O2,最終NO2和H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸,反應(yīng)的方程式為2NO2+H2O2=2HNO3
P1端NO失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)生成NO2,反應(yīng)式為NO+H2O-2e-=NO2+2H+;g-C3N4端氧氣得到電子與氫離子結(jié)合生成過氧化氫,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為O2+2H++2e-=H2O2,最終NO2和H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸,反應(yīng)的方程式為2NO2+H2O2=2HNO3
。

【答案】2b-a;氫氣和生成的氮?dú)夥磻?yīng)生成氨氣;熱解溫度高,煤焦H/C比值小,表面官能團(tuán)減少;S-900的比表面積小,吸附能力弱;溫度升高,反應(yīng)速率增大;P1端NO失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)生成NO2,反應(yīng)式為NO+H2O-2e-=NO2+2H+;g-C3N4端氧氣得到電子與氫離子結(jié)合生成過氧化氫,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為O2+2H++2e-=H2O2,最終NO2和H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成硝酸,反應(yīng)的方程式為2NO2+H2O2=2HNO3
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:34引用:1難度:0.6
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