陶瓷窑炉氮氧化物排放控制技术可行性探讨

北极星环保网讯:全面分析了我国氮氧化物排放现状及危害性，并对陶瓷窑炉氮氧化物生成及排放的控制进行了可行性分析。

关键词：陶瓷窑炉；NOx危害；控制技术；SCR脱硝

1背景

1.1氮氧化物的危害

随着我国经济飞速发展以及人们生活水平不断改善，日益严重的环保问题已成为我国乃至世界关注的焦点。而环境污染问题中又以大气污染最为严重和紧迫。在我国造成严重的大气污染主要有两个来源：工业炉窑和汽车尾气排放。据1998年国际性组织发布污染严重的十个城市中，我国占七个。

中国社会科学院公布的一项报告表明，仅1995年我国环境的一项报告表明，全球空气污染最严重的十大城市污染造成的经济损失达1875亿元，占当年GDP(国民经济总值)的3.27%，其中大气污染造成的经济损失达到占总损失的16.1%。除了汽车废气所造成的污染外，工业炉窑在生产过程中也造成了严重的污染，如废气(SO2、CO2、NOx、ROx、CO等)、废水、废渣、噪音及热污染等。其中NOx是目前危害最大，最难治理的一种污染物之一。

氮氧化物(NOx)的种类很多，有N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5等几种主要污染物，其中造成大气污染的NOx主要指的是NO和NO2，其中NO2的毒性比NO高4~5倍。大气中天然排放的NOx，主要来自土壤和海洋中有机物分解，属于自然界氮循环过程。

人为活动排放的NOx，主要来自煤炭的燃烧过程。每燃烧1t煤则产生大约8-9kg的氮氧化物。汽车尾气和石油燃烧的废气也含有NOx，人类还通过使用肥料产生NOx。化石燃料燃烧过程中的NOx有90％以上是NO，NO进入大气后逐渐氧化成NO2。NO2有刺激性，是一种毒性很强的棕红色气体。

当NO2在大气中积累到一定量并遇到强烈的阳光、逆温和静风等条件，便参与了光化学反应而形成毒性更大的光化学烟雾。光化学烟雾的危害性极大，能造成农作物减产，对人的眼睛和呼吸道产生强烈的刺激，产生头痛和呼吸道疾病，严重的会产生死亡。

NO能与血红蛋白作用，降低血液的输氧功能。NO2对呼吸器官有强烈刺激，能引起急性哮喘病。NOx对眼睛和上呼吸道黏膜刺激较轻，主要侵入呼吸道深部和细支气管及肺泡，到达肺泡后，因肺泡的表面湿度增加，反应加快，在肺泡内约可阻留80％，一部分变成N2O4。

N2O4与NO2均能与呼吸道黏膜的水分作用生成亚硝酸与硝酸，这些酸与呼吸道的碱性分泌物相结合生成亚硝酸盐及硝酸盐，对肺组织产生强烈的刺激和腐蚀作用，可增加毛细血管及肺泡壁的通透性，引起肺水肿。亚硝酸盐进入血液后还可引起血管扩张，血压下降，并可以和血红蛋白作用生成高铁血红蛋白，引起组织缺氧。

高浓度的NO亦可使血液中的氧和血红蛋白变为高铁血红蛋白，引起组织缺氧。因此，在一般情况下当污染物以NO2为主时，肺的损害比较明显，严重时可出现以肺水肿为主的病变。而当混合气体中有大量的NO时，高铁血红蛋白的形成就占优势。此时中毒发展迅速，出现高铁血红蛋白症和中枢神经损害症状。

当人们长期处在NOx浓度过高的环境中会导致死亡，室内NOx的浓度不能超5mg/m3。NOx还可危害植物，NO2对植物的危害比NO严重得多。具体症状是：在叶脉间或叶片边缘出现不规则水渍状伤害，使叶子逐渐坏死，变白色、黄色或褐色斑点。

NOx对材料的腐蚀作用主要是由反应产物硝酸盐和亚硝酸盐引起的。同时使某些织物的染料退色。光化学烟雾能加速橡胶制品的老化，腐蚀建筑和衣物，缩短其使用寿命。

NOx还会参与臭氧层的破坏。超音速飞机排放的NOx破坏臭氧层，改变大气层结构。臭氧层是大气层不可分隔的一部分，对大气的循环以及大气的温度分布起着重要的作用。大气层的温度随着高度的变化而变化，臭氧在平流层中通过吸收太阳光的紫外线和地面的红外辐射而使气温升高。

当臭氧层被破坏时，会使平流层获得的热量减少，而对流层获得的热量增多，破坏地表对太阳辐射的热量收支平衡，导致全球气候变化。臭氧层的减少导致到达地表的紫外辐射强度增加，紫外线可以促进维生素的合成，对人类骨组织的生长和保护起有益作用。但紫外线中UV-B段辐射的增强可以引起皮肤、白内障和免疫系统的疾病。

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