tiểu luận đề tài nguồn phát sinh, tác hại và phương thức kiểm soát khí NOx

KT kiểm soát ô nhiễm không khí
Đề tài: Nguồn phát sinh, tác hại và phương thức kiểm soát khí NO x

Nhóm sinh viên thực hiện:
1. Nguyễn Thị Thu Hương – 20132000
2. Nguyễn Thị Hoa Mai – 20132499
3. Nguyễn Thị Minh – 20132596
4. Trần Thị Tươi – 20134522
5. Chu Thúy Vinh - 20134601


Mở đầu
•

Nitơ chiếm đến gần 80% thành phần của không khí và các hợp chất của nó có tác động không nhỏ đến bầu
khí quyển

•
•

Công thức chung là NOx bao gồm NO, NO2, N2O, N2O3, N2O5.
Sự tăng nồng độ của các hợp chất nitơ này trong không khí là ảnh hưởng tới sức khỏe con người và môi
trường


NOx
Nguồn


I. Nguồn gốc của NOx

1.Nguồn gốc tự nhiên
- Là quá trình cháy sinh khối ( cháy rừng )


I. Nguồn gốc của NOx

1.Nguồn gốc tự nhiên
- Oxit nitric được tạo ra trong cơn giông khi có sét:
N2 + O 2
2NO + O2

 2NO (tia lửa điện)
 2NO2

3 NO2 + H2O  2HNO3 + NO


I. Nguồn gốc của NOx

2.Nguồn gốc sinh học:
- Khí thải của Nox
chủ yếu là từ đất
và phân hủy các
chất hữu cơ
trong đại dương,
là chu kỳ Nito
trong tự nhiên.


I. Nguồn gốc của NOx

3.Nguồn công nghiệp:
- Phát thải NOx chủ yếu từ quá trình đốt sinh khối và nhiên liệu hóa thạch, sản xuất và sử dụng axit nitric: nhà
máy phân đạm, nhà máy luyện kim loại,… và từ nguồn giao thông vận tải…


I. Nguồn gốc của NOx

3.Nguồn công nghiệp:
+ NOx nhiệt ( thermal – NOx)
Được hình thành do sự đốt cháy của hỗn hợp oxi và nito ở khoảng 1600 oC.
Cơ chế hình thành NOx nhiệt :
N2 + O. NO + N. (1)
NO + N. N2 + O. (2)
NO + O. N. + O2 (3)
N. + O2 NO + O. (4)
N. + OH NO + H. (5)
NO + H. N. + OH (6)


I. Nguồn gốc của NOx

3.Nguồn công nghiệp:
NOx nhiên liệu ( fuel - NOx)
HCN + O. H. + NCO.
HCN + O. OH. + CN.
HCN + O. CH. + CO
Gốc CN. tạo ra NCO. bằng phản ứng :
CN. + O2 NCO. + O.
CN. + OH. NCO. + H.

Trong môi trường oxi hóa NCO tạo ra NO và CO
NCO. + OH. NO + CO + H.
NCO. + O. NO + CO


I. Nguồn gốc của NOx

3.Nguồn công nghiệp:
NOx sớm ( prompt – NOx)
NOx sớm được tạo thành do phản ứng giữa nito không khí với các gốc hydrocacbon, CHi ( i = 0-2) được sinh ra từ nhiên liệu
trong môi trường ít oxi:
N2 + CH. HCN + N.
Trong môi trường oxi hóa HCN tiếp tục phản ứng trong cơ chế tạo thành NO x nhiên liệu.


II. Ảnh hưởng của NOx

1.

Đối với sức khỏe con người

- Trong họ NOx thì NO2 là độc hại nhất. Tuy nhiên NO ở điều kiện hợp lý thì NO cũng chuyển thành NO 2.
- NO2 đi theo đường hô hấp đi sâu vào phổi gây viêm phổi và làm hủy hoại tế bào của phế nang.
- Nếu tiếp xúc với NO2 nồng độ 10 – 25 ppm trong 24h làm gia tăng hình thành fibrin ( tơ huyết) trong
đường dẫn khí quản.
- Đối với trẻ nhỏ nếu hít phải thì gây bệnh hô hấp và làm giảm khả năng miễn nhiễm.
- Khí NO2 với nồng độ khoảng 100 ppm có thể gây tử vong cho người sau một số phút tiếp xúc.


II. Ảnh hưởng của NOx

1. Đối với sức khỏe con người
- Con người tiếp xúc lâu với không khí có nồng độ khoảng 0.06 ppm đã gây trầm trọng thêm các bệnh về phổi:

Nồng độ NO2, ppm

Thời gian

Hậu quả đến con người

50-100

Dưới 1 giờ

Viêm phổi trong 6-8 tuần

 

 

 Phá hủy dây khí quản, chết nếu thời gian

150-200

Dưới 1 giờ

nhiễm độc là 3-5 tuần

 

 

 

 

 

Sẽ chết

 

 

500 hoặc lớn hơn

2-10 ngày


II. Ảnh hưởng của NOx

1.
-.
-.
-.
-.

Đối với sức khỏe con người
NO2 còn có thể gây hại cho mắt và dạ dày.
Làm thay đổi cấu trúc túi phổi
Việc hít phải khí NO2 chứa trong các khí xuất hiện khi đốt xenlulozo và phim nitroxenlulozo dẫn đến cái chết.

NO2 lỏng được dùng trong các tên lửa như là chất oxi hóa cho nhiên liệu N2H2

Hai người đã chết và năm người bị thương khi xảy ra sự rò rỉ NO2 lỏng khi phóng tên lửa vượt đại dương Titan II ở Rock, Kansas
vào ngày 24/8/1978


II. Ảnh hưởng của NOx
2. Đối với tự nhiên:

-

Gây biến đổi khí hậu: là sự thay đổi của hệ thống khí hậu. Hiện nay sự biến đổi khí hậu được đề cập đến là sự ấm lên toàn cầu.


II. Ảnh hưởng của NOx

Bão: do ảnh hưởng của biến đổi khí hậu, những năm gần đây, quỹ đạo bão có
xu thế dịch chuyển về phía Nam rất khó dự báo, xác định chính xác đường đi
của bão. Dự báo trong tương lai, số lượng cơn bão có cường độ mạnh sẽ gia
tăng.

Hạn hán: Dưới tác động của biến đổi khí hậu, hạn hán được ước lượng sẽ
tăng lên khoảng một cấp trên tất cả các vùng trong những năm tới, tiếp tục gia
tăng quá trình hoang mạc hóa, mặn hóa, xâm thực, xói lở bờ sông, cát bay, cát
chảy…


II. Ảnh hưởng của NOx
2. Đối với tự nhiên:
- Gây mưa axit: Khi trời mưa, nước mưa sẽ rửa không khí bị ô nhiễm khí NO 2 và hình thành nên mưa axit gây ảnh hưởng lớn đến con

người và sinh vật trên Trái đất.


II. Ảnh hưởng của NOx
3. Đối với thực vật:
- Khí NO2 gây ức chế quang hợp: Do cạnh tranh NADPH giữa quá trình khử Nitrit và đồng hóaCacbon trong lục nạp.
- Tổn thương màng tế bào và quá trình sinh hóa là do NH3 hòa tan như sau:
NOx-> NO3- -> NO2- -> NH3 -> amino acids-> proteins
- NO ức chế tổng hợp lipit vào oxi hóa axit béo không bão hoà


III. Phương thức kiểm soát
1.

Biện pháp quản lý:

-.
-.

Quy định cụ thể về việc xả thải trong các ngành công nghiệp.

-.
-.

Khuyến khích các nhà máy sử dụng NL sạch, NL tái tạo

Thiết lập hệ thống quản lí ,quan trắc môi trường ,thanh tra việc tuân thủ luật pháp của các công ty ,xí nghiệp về các
vấn đề môi trường .
Xây dựng hệ thống quan trắc môi trường không khí

III. Phương thức kiểm soát
2. Biện pháp kỹ thuât:

-

Hấp thụ khí nước:
Khi hấp thụ NO2 bằng nước một phần axit nitric được sinh ra từ pha khí :
2NO2(hoặc N2O4) + H2O ->HNO3 + HNO2 (1)
HNO2 -> NO + NO2 (hoặc ½ N2O4 ) + H2O
NO + ½ O2 -> NO2(3)
2NO2 -> N2O4 (4)

(2)


III. Phương thức kiểm soát
2. Biện pháp kỹ thuât:

-

Hấp thụ khí nước

Tháp sục khí sủi bọt


III. Phương thức kiểm soát
2. Biện pháp kỹ thuât:

-

Hấp thụ khí nước

Tháp scrubo có lớp đệm rỗng và tháp phun


III. Phương thức kiểm soát
2. Biện pháp kỹ thuât:

-

Hấp thụ bằng dung dịch kiềm

Người ta sử dụng nhiều dung dịch kiềm và muối khác nhau. Hấp thụ khí NO 2
bằng soda được xảy ra theo phản ứng sau:
2NO2 + Na2CO3  NaNO3 + CO2 +Q


III. Phương thức kiểm soát
2. Biện pháp kỹ thuât:

-

Hấp thụ bằng silicagel, alumogel,than hoạt tính ..


III. Phương thức kiểm soát
2. Biện pháp kỹ thuât:
- Giảm thiểu có xúc tác lượng oxit nito bằng các chất gây phản ứng khử khác nhau
Khử xúc tác chọn lọc với chất khử là CO:

Khi sử dụng khí monoxit cacbon CO làm chất gây phản ứng khử, ta có phản ứng sau đây:
2NO + 2CO → 2CO2 + N2
2NO2 + 4CO → 4CO2 + N2
Chất xúc tác cho hiệu quả cao đối với các phản ứng nêu trên là các kim loại dạng plantin-rodi ( Pt-Rh).


III. Phương thức kiểm soát
2. Biện pháp kỹ thuât:
- Giảm thiểu có xúc tác lượng oxit nito bằng các chất gây phản ứng khử khác nhau
Khử xúc tác chọn lọc với chất khử là Amoniac
Quá trình khử được thựchiện trên bề mặt xúc tác tạo thành Nito và nước theo các phản ứng sau:
6NO + 4NH3 = 6H2O + 5N2
4NO+ 4NH3 + O2= 6 H2O+ 4N2
6NO2 + 8NH3 = 12H2O +7N2
2NO2 + 4NH3+ O2= 6H2O + 3 N2
Quá trình có chọn lọc vì chất khử NH 3 ưu tiên phản ứng với NOx hơn so với O2.