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燃料燃烧产生氮氧化物的原因是什么

来源:新能源网
时间:2024-08-17 09:43:30
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燃料燃烧产生氮氧化物的原因是什么【专家解说】:氮氧化物指[1] 的是只由氮、氧两种元素组成的化合物。常见的氮氧化物有一氧化氮(NO,无色)、二氧化氮(NO2,红棕色)、一氧化二氮(

【专家解说】:氮氧化物指[1]
的是只由氮、氧两种元素组成的化合物。常见的氮氧化物有一氧化氮(NO,无色)、二氧化氮(NO2,红棕色)、一氧化二氮(N2O)、五氧化二氮(N2O5)[1]
等,其中除五氧化二氮常态下呈固体外,其他氮氧化物常态下都呈气态。作为空气污染物的氮氧化物(NOx)常指NO和NO2。[1]
氮氧化物(NOx)种类很多,常见的包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮 (NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5), 另外还有一氧化氮二聚体(N₂O₂)、叠氮化亚硝酰(N₄O)、三氧化氮(NO₃)[2]
,但主要是NO和NO2,它们是常见的大气污染物。另外三硝基胺(N(NO2)3)也是仅由氮、氧元素组成的化合物,但不是严格意义上的氧化物。

N2O3和N2O5都是酸性氧化物,N2O3的对应酸是亚硝酸(HNO2),N2O3亚硝酸的酸酐;N2O5的对应酸是硝酸,N2O5是硝酸的酸酐。NO、N2O、N2O4和NO2都不是酸性氧化物。

天然排放的NOx,主要来自土壤和海洋中有机物的分解,属于自然界的氮循环过程。 人为活动排放的NO,大部分来自化石燃料的燃烧过程,如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程;也来自生产、使用硝酸的过程,如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。据80年[3]
代初估计,全世界每年由于人类活动向大气排放的NOx约5300万吨。NOx对环境的损害作用极大,它既是形成酸雨的主要物质之一,也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗O3的一个重要因子。

在高温燃烧条件下,NOx主要以NO的形式存在,最初排放的NOx中NO约占95%。 但是,NO在大气中极易与空气中的氧发生反应,生成NO2,故大气中NOx普遍以NO2的形式存在。空气中的NO和NO2通过光化学反应,相互转化而达到平衡。在温度较大或有云雾存在时,NO2进一步与水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分——硝酸(HNO3)。在有催化剂存在时,如加上合适的气象条件,N02转变成硝酸的速度加快。特别是当NO2与SO2同时存在时,可以相互催化,形成硝酸的速度更快。

此外,NOx还可以因飞行器在平流层中排放废气,逐渐积累,而使其浓度增大。NOx再与平流层内的O3发生反应生成NO与O2,NO与O3进一步反应生成NO2和O2,从而打破O3平衡,使O3浓度降低,导致O3层的耗损。
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