《硫和氮的氧化物》课件2

硫和氮的氧化物硫和氮的氧化物是重要的空气污染物，对环境和人类健康造成重大影响。本课件将深入探讨这些氧化物的化学性质、来源、环境影响和控制方法。by课程目标理解硫和氮的氧化物学习硫和氮的氧化物的基本性质和重要反应了解硫和氮氧化物对环境的影响掌握硫和氮氧化物的控制技术学习脱硫和脱硝技术了解工业生产中控制硫和氮氧化物的措施硫和氮的化学性质硫硫是黄色的非金属元素，在自然界中以单质和化合物两种形式存在。硫主要以硫化物矿石和硫酸盐矿石的形式存在。氮氮是无色、无味、无臭的气体，在常温常压下是惰性气体。氮气约占空气体积的78%，是地球大气中含量最多的气体。硫的主要氧化物二氧化硫(SO2)无色气体，有刺激性气味，易溶于水。是酸雨的主要来源之一。三氧化硫(SO3)无色液体，有强烈的刺激性气味。是制备硫酸的重要原料。二氧化硫的制备和性质1工业制备硫磺燃烧2实验室制备亚硫酸盐与强酸3主要性质无色气体，有刺激性气味4溶于水形成亚硫酸5强氧化剂可被氧化为三氧化硫二氧化硫是一种重要的工业原料。在工业生产中，二氧化硫主要通过燃烧硫磺来制备。实验室制备二氧化硫的方法是将亚硫酸盐与强酸反应。二氧化硫的环境影响二氧化硫是一种有毒气体，会对环境造成严重危害。它会引起酸雨，污染空气，损害植物，对人体健康造成不良影响。1M酸雨二氧化硫与大气中的水和氧气反应生成硫酸，导致酸雨。10M呼吸道疾病二氧化硫会刺激呼吸道，加重哮喘等呼吸系统疾病。10%植物损伤酸雨会使土壤酸化，破坏植物生长，导致森林枯萎。硫酸的制备过程1接触法二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫2吸收三氧化硫溶于浓硫酸生成发烟硫酸3稀释发烟硫酸加水稀释成硫酸4精制去除硫酸中的杂质接触法是目前工业生产硫酸的主要方法，以二氧化硫为原料，经过接触氧化、吸收和稀释等步骤制得硫酸。具体步骤包括：二氧化硫与氧气在催化剂的作用下反应生成三氧化硫，然后将三氧化硫溶解在浓硫酸中生成发烟硫酸，最后将发烟硫酸加水稀释成硫酸，并进行精制去除杂质。硫酸的性质和应用1强酸性硫酸是强酸，具有很强的腐蚀性，可以和多种金属反应生成硫酸盐。2吸水性硫酸具有吸水性，可以用作干燥剂，可以吸收空气中的水分。3脱水性浓硫酸可以将某些有机物中的水分脱去，生成炭化物。4氧化性浓硫酸具有氧化性，可以与某些金属和非金属反应，生成相应的氧化物。硫化氢的特性无色气体硫化氢是一种无色气体，具有臭鸡蛋的气味，具有毒性。溶于水硫化氢微溶于水，形成弱酸性的氢硫酸。易燃硫化氢在空气中易燃，燃烧时产生二氧化硫和水。化学反应硫化氢可以与多种金属反应，生成金属硫化物。氮的主要氧化物11.一氧化氮(NO)无色气体，无味，不溶于水，在常温下化学性质不活泼。22.二氧化氮(NO2)红棕色气体，有刺激性气味，易溶于水，化学性质活泼。33.一氧化二氮(N2O)无色气体，有甜味，不溶于水，化学性质稳定。一氧化氮的合成和性质1一氧化氮的合成一氧化氮通常由氮气和氧气在高温下反应生成。例如，在内燃机中，由于燃烧过程，氮气和氧气在高温下反应生成一氧化氮。2一氧化氮的性质一氧化氮是一种无色无味的气体，微溶于水。一氧化氮在常温常压下并不稳定，易被氧化为二氧化氮。3一氧化氮的应用一氧化氮在工业上用作合成氨和硝酸的原料。在医学上，一氧化氮具有扩张血管、降低血压的作用，是一种重要的生物活性物质。二氧化氮的性质和用途气体性质二氧化氮是一种红棕色气体，有刺激性气味。它易溶于水，形成硝酸和一氧化氮。液体性质二氧化氮在低温下可液化，形成黄色液体。化学性质二氧化氮是一种强氧化剂，可以与许多物质发生反应。它可以与水反应生成硝酸，与碱反应生成硝酸盐。工业用途二氧化氮可用于制备硝酸，也是生产化肥的重要原料。一氧化氮与人体生理血管舒张一氧化氮是一种重要的血管舒张剂，可以放松血管平滑肌，降低血压。它还可以促进血液循环，改善心脑血管疾病患者的症状。免疫调节一氧化氮在免疫系统中发挥重要作用，可以调节免疫细胞的活性。它可以抑制炎症反应，增强机体的抗感染能力。神经传递一氧化氮是一种神经递质，可以参与神经信号的传递。它可以调节学习记忆、睡眠觉醒等神经活动。其他作用一氧化氮还参与许多其他生理过程，例如伤口愈合、消化吸收等。它可以促进细胞的生长和修复，提高机体的整体健康水平。一氧化氮与环境污染酸雨形成一氧化氮是酸雨形成的主要原因之一。大气中的一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，进而与水反应生成硝酸，从而导致酸雨的形成。光化学烟雾一氧化氮与碳氢化合物在阳光照射下发生光化学反应，生成臭氧等有害物质，形成光化学烟雾，对人体健康造成危害。温室效应一氧化氮是一种温室气体，可以吸收和再发射地球表面辐射的红外线，导致全球气候变暖。臭氧层破坏一氧化氮与臭氧发生反应，消耗臭氧层，导致太阳紫外线辐射增强，对人类健康和生态环境造成损害。亚硝酸盐和硝酸盐亚硝酸盐亚硝酸盐是一类无机盐，主要存在于食品添加剂、腌制食品和土壤中。硝酸盐硝酸盐也存在于食品中，是植物生长必需的营养元素，可通过农作物积累到人体内。健康影响过量的亚硝酸盐和硝酸盐会导致人体中毒，甚至致癌。安全管理为了确保食品安全，需要严格控制食品中亚硝酸盐和硝酸盐的含量。地球大气中的氮氧化物大气中的氮氧化物主要来自人类活动，如燃烧化石燃料、工业生产和交通运输。这些氧化物会对环境造成重大影响，包括酸雨、臭氧层破坏和全球变暖。此外，氮氧化物还会影响人体健康，导致呼吸道疾病和心血管疾病。燃烧化石燃料工业生产交通运输其他酸雨的成因与危害主要成因主要由工业生产和机动车尾气排放的二氧化硫和氮氧化物等酸性气体造成的。形成过程这些酸性气体在大气中与水蒸气反应生成硫酸和硝酸，并随雨水降落到地面。危害酸雨会破坏土壤、污染水源，腐蚀建筑物和金属制品，影响植物生长，危害人体健康。危害举例酸雨导致土壤酸化，造成土壤肥力下降，影响农作物生长，甚至导致森林枯萎。工业生产中的氮氧化物燃烧过程化石燃料燃烧是工业生产中氮氧化物的主要来源，高温和充足的氧气促进了氮氧化物的生成。硝酸生产硝酸生产过程中会产生大量氮氧化物，例如一氧化氮和二氧化氮。水泥生产水泥生产过程中，高温煅烧石灰石会产生氮氧化物，需要采取有效措施进行控制。机动车尾气中的氮氧化物主要来源汽车发动机燃烧过程产生的高温和高压环境会促使氮气与氧气反应生成氮氧化物。主要成分机动车尾气中主要包含一氧化氮和二氧化氮，对环境造成严重污染。环境影响氮氧化物是形成酸雨、光化学烟雾的重要因素，对人体健康造成负面影响。控制措施严格控制机动车排放标准，开发低氮燃烧技术，推广使用清洁燃料。控制硫和氮氧化物的措施工业脱硫脱硝技术采用物理化学方法，如吸收、吸附、催化氧化等，减少工业生产中硫和氮氧化物的排放。机动车尾气控制使用催化转化器、降低燃油含硫量等措施，降低机动车尾气中的硫和氮氧化物排放。清洁能源替代大力发展风能、太阳能等清洁能源，减少化石燃料的使用，降低硫和氮氧化物的排放量。高温过程中的氮氧化物高温过程是氮氧化物生成的主要来源之一。燃烧过程产生的高温会导致氮气与氧气反应生成氮氧化物。例如，燃煤电厂、钢铁冶炼、水泥生产等工业过程都会产生大量的氮氧化物。1高温燃烧高温燃烧过程中，氮气与氧气反应生成氮氧化物。2催化氧化高温下，氮气在催化剂的作用下，会与氧气发生反应，生成氮氧化物。3热解反应一些含氮有机物在高温下会发生热解反应，生成氮氧化物。生物脱硫和脱硝技术1生物脱硫生物脱硫技术利用微生物的代谢作用，将硫化物转化为硫单质或硫酸盐，从而降低硫化物的排放。降解硫化物减少空气污染提高环境效益2生物脱硝生物脱硝技术利用微生物的硝化和反硝化作用，将氮氧化物转化为氮气，从而降低氮氧化物的排放。降解氮氧化物减少酸雨形成改善空气质量3优势生物脱硫和脱硝技术具有高效、环保、成本低等优势，在能源、化工、冶金等行业得到了广泛应用。选择性催化还原法还原剂注入将还原剂氨气或尿素注入到烟气中，与氮氧化物混合。催化剂反应混合气体通过催化剂床层，氨气在催化剂表面还原氮氧化物为氮气和水。烟气排放经过处理的烟气中氮氧化物浓度显著降低，排放到大气中。湿法脱硫和脱硝技术1吸收吸收塔中，烟气与吸收剂发生反应，去除SO2和NOx。2氧化吸收液中的亚硫酸盐氧化为硫酸盐，提高脱硫效率。3再生再生吸收剂，循环利用，减少废物产生。4排放处理后的烟气排放至大气，符合环保标准。湿法脱硫和脱硝技术利用液体吸收剂，通过化学反应去除烟气中的二氧化硫和氮氧化物。常见的吸收剂包括石灰石浆液、氨水等，根据不同污染物和排放标准选择合适的吸收剂。生物过滤法1微生物分解污染物2过滤介质提供生长环境3气流运送污染物4排放清洁空气生物过滤法是利用微生物降解污染物的方法。该方法简单高效，适合处理低浓度、大风量的废气。生物过滤系统通常包括过滤介质、微生物和气流。过滤介质提供微生物的生长环境，气流将污染物运送到过滤介质中，微生物利用污染物作为营养物质进行代谢，最终将污染物分解为无害物质。生物过滤法是一种环境友好的技术，具有较高的去除效率和较低的运行成本，在废气处理领域具有广阔的应用前景。活性炭吸附法吸附原理活性炭具有高度发达的孔隙结构，提供巨大的表面积。氮氧化物分子被吸附到活性炭表面，从而从废气中去除。吸附过程废气通过活性炭床层，氮氧化物被吸附，洁净气体被排放。活性炭吸附饱和后，需进行再生处理，恢复吸附能力。吸附材料常用的活性炭材料包括煤基活性炭、木质活性炭和椰壳活性炭等。不同材料的吸附性能和成本有所差异。应用领域活性炭吸附法广泛应用于工业废气处理、汽车尾气净化和室内空气净化等领域，有效去除氮氧化物和其他污染物。结论与展望研究现状硫和氮氧化物污染是一个全球性问题，近年来，在控制硫和氮氧化物排放方面取得了显著进展。但随着工业化和城市化的不断发展，这些污染物排放仍然是一个挑战，需要持续关注。未来展望未来，需要更加重视清洁能源的开发和利用，例如可再生能源和清洁煤技术。同时，要不断改进脱硫脱硝技术，提高效率和环保性。思考与练习本节课学习了硫和氮的氧化物及其环境影响