当前课程知识点：大气污染控制工程 > 第九章 固定源氮氧化物控制技术 > 9-1 概述 > Video
同学们好，今天我们开始学习第九章
固定源氮氧化物的污染控制
氮氧化物指的是只由氧、氮两种元素组成的化合物
常见的氮氧化物有一氧化氮、二氧化氮、一氧化二氮
三氧化二氮、四氧化二氮、五氧化二氮等
此外还有一氧化氮二聚体、叠氮化亚硝酰等
除了五氧化二氮常态下呈固体外，其他氮氧化物都是气体
作为空气污染物的氮氧化物主要是指一氧化氮和二氧化氮
用NOx表示
最近的研究也发现大气中的N2O不仅对全球气候变暖有显著影响
也参与对臭氧层的破坏。因此我们也开始关心对N2O的控制
广义的氮氧化物用NOy表示 ，是指NOx、亚硝酸、硝酸
过氧乙酰硝酸脂（PAN）、有机氮（RNO3）
和颗粒态氮氧化物（p NO3）等的总和
NOy中除NOx以外的物质统称为NOz
大气中氮氧化物的来源主要有两个方面
一方面是由自然界中的固氮菌、雷电等自然过程所产生
它广泛分布在全球
另一方面是由人类活动所产生
人类活动所产生的氮氧化物多集中在城市
工业区等人口稠密地区，因而危害较大
这里给出了美国氮氧化物排放的情况
2007年美国NOx排放约为1700万吨
其中道路交通占33%，非道路交通占25%
交通源合计占总排放量的58%
此外，电力、工业和其他固定燃烧源排放占总排放的35%
是第二大排放源
石化生产、其他工业、废物处理等污染源排放的总贡献小于10%
可见，人类活动所产生的NOx中
燃料高温燃烧排放占90%以上
是最主要的氮氧化物排放源
我国是全球氮氧化物排放量最大的国家
据研究，2005-2010年间，
我国氮氧化物排放总量增加了30%以上
氮氧化物控制的形势是十分严峻的
但是，2010年之前，国家没有发布过氮氧化物排放统计数据
2010年发布的第一次全国污染源普查公报指出
2007年我国氮氧化物排放量为1797.7万吨
从2011年起，氮氧化物排放量纳入环境统计
据2014年环境状况公报，全国氮氧化物排放总量为2078万吨
其中火电厂、水泥厂、钢铁厂等工业源排放了1404.8万吨
机动车排放627.8万吨
因此，控制氮氧化物应优先控制工业源和机动车
氮氧化物是涉及环境问题最多的大气污染物
首先，氮氧化物作为一次污染物
本身会对人体健康产生危害
我国的氮氧化物污染非常严重
2005年，《自然》杂志公布卫星遥感监测的数据
称包括北京在内的中国东北部地区是世界上二氧化氮污染最严重的地方
2014年，在我国开展空气质量新标准监测的161个城市中
NO2年均浓度范围为14～67微克/立方米
平均为38微克/立方米，达标城市比例仅62.7%
另外，在京津冀、长三角、珠三角等地区
氮氧化物的浓度已经超过二氧化硫的浓度
其次，氮氧化物会产生多种二次污染
一方面，它是生成对流层臭氧的重要前体物之一
在光照的作用下，空气中的NO2分解，释放出氧原子
这些氧原子又去攻击氧分子，从而形成臭氧
碳氢化合物被羟基自由基、氧自由基和臭氧氧化
导致醛、酮、醇、酸等产物以及过氧自由基等重要中间产物
过氧自由基引起NO向NO2的转化，并导致O3和PAN等的生成
另一方面，氮氧化物在大气中与羟基自由基
或者臭氧等物质发生均相反应生成气态硝酸
在气溶胶表面所含的液体中与氨气来发生非均相反应
又生成硝酸盐
近年来我国部分城市PM2.5中硫酸盐的比例逐步下降
但硝酸盐比例上升很快，例如北京、济南等城市
大气PM2.5中的硝酸盐含量分别高达17%和12.5%
说明硝酸盐已经成为大气PM2.5的最重要组分之一
此外，最新的研究发现
氮氧化物在二氧化硫向硫酸盐的转化过程中起到了催化剂的作用
使得它比平时转化得更快
这也是导致我国近年来大气PM2.5爆发式增长的一个重要原因
如果我们只重视二氧化硫控制而轻视氮氧化物控制
氮氧化物排放的增长和其高的氧化性
就可能抵消二氧化硫控制的效果
此外，氮氧化物还是形成酸雨的原因之一
2014年，我国降水中的硝酸根占离子总当量的8.3%
是除硫酸根以外最重要的致酸物质
氮氧化物通过雨水落在江河湖泊、海洋中，进入地下水
造成水体的富营养化
在北欧，由于氮氧化物的沉降
使得水体中氮的成分大大增加，引起了海水的赤潮等问题
富营养化问题还能引起土壤化学成分的改变
即土壤的酸化以及生态系统的失衡
从上面分析可以看出，控制氮氧化物的排放
可收到“一石五鸟”的效果，既能减少氮氧化物一次污染
又可以减少臭氧和细颗粒物等二次污染
还有益于生态系统，可以防治土壤酸化和水体富营养化
因此，氮氧化物排放控制是改善我国环境空气质量的关键
那么，如何减少氮氧化物的排放呢
由于形成机理和物理性质不同
氮氧化物的控制途径和二氧化硫有很大差异
首先，燃烧产生的硫氧化物来自燃料中本身含有的硫
但氮氧化物却不止来源于燃料中的氮
燃烧过程中生成的氮氧化物不仅包括
由燃料中的固定氮生成的燃料型氮氧化物
更主要的是空气中氮气和氧气在高温下反应形成的热力型氮氧化物
此外还有少量的瞬时型氮氧化物
热力型NOx的产生受温度影响显著
在高温下氮氧化物的生成量会明显增加
因此， NOx控制技术可以分为两大类
一是燃烧中控制技术
这类技术的特征是通过各种技术手段
控制燃烧过程中NOx的生成反应，即低氮燃烧技术
这类技术主要包括低氧燃烧、烟气再循环
分段燃烧、再燃技术、以及各类低氮燃烧器等
另一类是尾部控制，即烟气脱硝技术
和烟气脱硫相比，烟气脱硝的困难有三点
一是烟气中氮氧化物浓度相对较低
在未处理的烟气中
氮氧化物浓度可能只有SO2浓度的三分之一到五分之一
二是硝酸盐可溶，所以要回收成固体是比较困难的
所以传统吸收二氧化硫的方法不适用于NOx
三是NOx的总量相对较大，如果用吸附法来进行脱硝
必须考虑废物最终处置的难度和费用
因此，把NOx用催化或非催化方法还原为N2的技术
相对于吸收和吸附过程有明显的优势
目前工业上应用的烟气脱硝技术
主要是选择性催化还原和选择性非催化还原技术
此外，还有吸收法、吸附法、电子束法等等
我们会在后面章节中为大家逐个介绍这些技术
这一讲就到这里，同学们再见
-1-1 大气污染的定义和分类
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-第一章 绪论--1-1 大气污染的定义和分类
-1-2 大气污染物和排放源
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-第一章 绪论--1-2 大气污染物和排放源
-1-3 大气污染的影响
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-第一章 绪论--1-3 大气污染的影响
-1-4 大气污染防治法规及标准体系
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-第一章 绪论--1-4 大气污染防治法规及标准体系
-第一章 绪论--第一章 作业习题
-2-1 燃料的性质与分类
-第二章 燃烧与大气污染--2-1 燃料的性质与分类
-2-2 燃烧过程和计算
--燃烧过程和计算
-第二章 燃烧与大气污染--2-2 燃烧过程和计算
-2-3 硫氧化物的生成
--硫氧化物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-3 硫氧化物的生成
-2-4 氮氧化物的生成
--氮氧化物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-4 氮氧化物的生成
-2-5 颗粒物的生成
-2-5 颗粒物的生成--作业
-2-6 其他污染物的生成
--其他污染物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--2-6 其他污染物的生成
-第二章 燃烧与大气污染--第二章 作业习题
-3-1 概述
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-第三章 大气污染气象学--3-1 概述
-3-2 大气的垂直结构
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-第三章 大气污染气象学--3-2 大气的垂直结构
-3-3 大气的热力过程
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-第三章 大气污染气象学--3-3 大气的热力过程
-3-4 大气稳定度与逆温
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-3-4 大气稳定度与逆温--作业
-3-5 大气的运动和风
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-第三章 大气污染气象学--3-5 大气的运动和风
-第三章 大气污染气象学--第三章 作业习题
-4-1 概述
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-1 概述
-4-2 点源扩散的高斯模式
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-2 点源扩散的高斯模式
-4-3 特殊气象和地形条件下的高斯扩散模式（选修）
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-第四章--4-3 特殊气象和地形条件下的高斯扩散模式（选修）
-4-4 点源扩散浓度的估算
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-第四章 大气污染浓度估算模式--4-4 点源扩散浓度的估算
-4-5 线源和面源扩散模式（选修）
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-第四章--4-5 线源和面源扩散模式（选修）
-4-6 空气质量模型的研究进展
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-4-7 区域空气质量模型的应用案例（选修）
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-第四章--4-7 区域空气质量模型的应用案例（选修）
-第四章 大气污染浓度估算模式--第四章 作业习题
-5-1 粒径与粒径分布
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-1 粒径与粒径分布
-5-2 颗粒物的形貌特征
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-2 颗粒物的形貌特征
-5-3 化学组成和光学性质
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-5-3 化学组成和光学性质--作业
-5-4 粉尘的物理性质
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-4 粉尘的物理性质
-5-5 净化装置的性能
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-第五章 颗粒污染物控制技术基础--5-5 净化装置的性能
-5-6 流体阻力和颗粒的沉降
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-第五章--5-6 流体阻力和颗粒的沉降
-5-7 惯性碰撞、机械拦截和扩散（选修）
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-5-7 惯性碰撞、机械拦截和扩散（选修）--作业
-第五章 颗粒污染物控制技术基础--第5章 作业习题
-6-1 重力沉降室
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-第六章 除尘装置--6-1 重力沉降室
-6-2 旋风除尘器
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-6-2 旋风除尘器--作业
-6-3 电晕放电和粒子荷电（选修）
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-6-3 电晕放电和粒子荷电（选修）--作业
-6-4 荷电颗粒的运动和捕集
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-第六章 除尘装置--6-4 荷电颗粒的运动和捕集
-6-5 电除尘器的结构和设计
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-第六章 除尘装置--6-5 电除尘器的结构和设计
-6-6 袋式除尘器的工作原理
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-6-6 袋式除尘器的工作原理--作业
-6-7 袋式除尘器的压力损失和清灰（选修）
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-第六章--6-7 袋式除尘器的压力损失和清灰（选修）
-6-8 袋式除尘器的设计和应用
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-6-8 袋式除尘器的设计和应用--作业
-6-9 湿式除尘器的工作原理
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-第六章 除尘装置--6-9 湿式除尘器的工作原理
-6-10 文丘里洗涤器（选修）
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-第六章 除尘装置--6-10 文丘里洗涤器（选修）
-6-11 除尘器的选择与发展
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-6-11 除尘器的选择与发展--作业
-第六章 除尘装置--第六章 作业习题
-期中测试--期中测试
-7-1 物理吸收传质计算
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-第七章 --7-1 物理吸收传质计算
-7-2 化学吸收传质计算
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-7-2 化学吸收传质计算--作业
-7-3 吸收设备和工艺
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-7-3 吸收设备和工艺--作业
-7-4 气体吸附原理与速率
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-7-4 气体吸附原理与速率--作业
-7-5 吸附设备与工艺
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-7-5 吸附设备与工艺--作业
-7-6 吸附器的设计计算
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-第七章 --7-6 吸附器的设计计算
-7-7 催化原理
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-7-7 催化原理--作业
-7-8 气固催化反应动力学
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-7-8 气固催化反应动力学--作业
-7-9 气固相催化反应器的设计
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-7-9 气固相催化反应器的设计--作业
-第七章 气态污染物控制技术基础（选修）--第七章 作业习题
-8-1 概述
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-8-1 概述--作业
-8-2 燃烧前燃料脱硫
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-第八章 硫氧化物控制技术--8-2 燃烧前燃料脱硫
-8-3 流化床燃烧脱硫
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-8-3 流化床燃烧脱硫--作业
-8-4 高浓度二氧化硫回收
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-8-4 高浓度二氧化硫回收--作业
-8-5 石灰石/石灰湿法烟气脱硫技术
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-第八章 --8-5 石灰石/石灰湿法烟气脱硫技术
-8-6 氧化镁湿法烟气脱硫技术（选修）
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-8-6 氧化镁湿法烟气脱硫技术（选修）--作业
-8-7 海水烟气脱硫技术（选修）
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-8-7 海水烟气脱硫技术（选修）--作业
-8-8 湿式氨法烟气脱硫技术（选修）
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-8-8 湿式氨法烟气脱硫技术（选修）--作业
-8-9 喷雾干燥法烟气脱硫技术（选修）
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-8-9 喷雾干燥法烟气脱硫技术（选修）--作业
-8-10 循环流化床干法烟气脱硫
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-8-10 循环流化床干法烟气脱硫--作业
-8-11 烟气脱硫技术的综合比较
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-8-11 烟气脱硫技术的综合比较--作业
-8-12 二氧化硫控制策略（访谈）（选修）
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--参考链接
-第八章 硫氧化物控制技术--第八章 作业习题
-9-1 概述
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-9-1 概述--作业
-9-2 低氮氧化物燃烧技术
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-第九章 固定源氮氧化物控制技术--9-2 低氮氧化物燃烧技术
-9-3 选择性催化还原技术
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-第九章 固定源氮氧化物控制技术--9-3 选择性催化还原技术
-9-4 选择性非催化还原技术
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-第九章--9-4 选择性非催化还原技术
-9-5 SNCR-SCR联合烟气脱硝技术（选修）
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-9-5 SNCR-SCR联合烟气脱硝技术（选修）--作业
-9-6 烟气同时脱硫脱硝技术（选修）
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-9-6 烟气同时脱硫脱硝技术（选修）--作业
-9-7 固定源氮氧化物控制技术评价
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-9-7 固定源氮氧化物控制技术评价--作业
-9-8 超低排放技术访谈
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-第九章 固定源氮氧化物控制技术--第九章作业习题
-10-1 概述
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-10-1 概述--作业
-10-2 蒸气压及蒸发
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-第十章 挥发性有机物控制技术--10-2 蒸气压及蒸发
-10-3 VOCs污染预防
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-第十章 挥发性有机物控制技术--10-3 VOCs污染预防
-10-4 冷凝法控制VOCs污染
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-10-4 冷凝法控制VOCs污染--作业
-10-5 燃烧法控制VOCs污染
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-第十章--10-5 燃烧法控制VOCs污染
-10-6 生物法控制VOCs污染（选修）
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-10-6 生物法控制VOCs污染（选修）--作业
-第十章 挥发性有机物控制技术--第十章作业习题
-11-1 机动车污染概述
--11-1-1
--11-1-2
--11-1-3
-11-1 机动车污染概述--作业
-11-2 内燃机工作原理和污染物生成机制
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-第十一章--11-2 内燃机工作原理和污染物生成机制
-11-3 机动车排放控制技术
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--11-3-2
-第十一章 机动车污染控制--11-3 机动车排放控制技术
-11-4 先进车辆技术和清洁替代燃料技术
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-第十一章--11-4 先进车辆技术和清洁替代燃料技术
-11-5 交通规划与交通管理（选修）
--11-5
-11-5 交通规划与交通管理（选修）--作业
-第十一章 机动车污染控制--第十一章作业习题
-12-1 全球气候变化与温室效应
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-12-1 全球气候变化与温室效应--作业
-12-2 气候变化的应对措施
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-12-2 气候变化的应对措施--作业
-12-3 臭氧层破坏问题
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-12-4 臭氧层破坏的应对措施
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-第十二章 全球性大气环境问题--第十二章作业习题
-Lecture 01
--Video
-Lecture 02
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-Conversation
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-附加：--Exercise
