اکسید‌های ازت

اکسید‌های ازت

اسلاید 1: بسم اللهالرحمن الرحیم

اسلاید 2: NOxمشکلات ناشی از اکسید های نیتروژن و روش های کنترل آنگردآوری :منصوره صباغیان

اسلاید 3: فهرستترمودینامیک تشکیل اکسید های نیتروژنمقدمهعوامل موثر در تشکیل اکسید های نیتروژناثرات اکسید های نیتروژنتکنیک های کنترل اکسید های نیتروژنمنابع تولید اکسید های نیتروژنویژگی های اکسید های نیتروژنانواع اکسید های نیتروژنشباهت های اکسید های نیتروژن و گوگردتفاوت های اکسید های نیتروژن و گوگردچرخه نوری دی اکسید نیتروژن

اسلاید 4: مقدمهاستنشاق روزانه حدود L ۱۰۰۰۰ هوا توسط انسان تماس نزديک مجاري تنفسي انسان با حجم زيادي از هواي آزاد و اجزاي موجود در آن افت شديد کيفيت هواي تنفسي به دنبال شهر نشيني و صنعتي شدن سريع جوامع انساني همراه با افزايش پيوسته خروجي هاي وسايل نقليه و واحدهاي صنعتي در کشورهاي در حال توسعه و توسعه يافته مرگ سالانه بيش از ۳۰۰ ميليون نفر بر اساس برآوردهاي سازمان بهداشت جهاني به دليل اثرات زيان آور هواي آزاد که از اين ميان حدود يک ميليون مرگ و مير مربوط به سرطان ريه است.

اسلاید 5: مقدمهدر اين ميان آلاينده‌هاي هوا نظير ذرات معلق، دي‌اکسيد گوگرد، اکسيدهاي نيتروژن، ازن و منواکسيد کربن مسئول بسياري از مرگ و ميرهاي پيش از موعد و نيز اثرات حاد و مزمن متعدد بر انسان در محيط هاي شهري هستند. از اين رو کنترل آلاينده هاي هوا به‌منظور فراهم نمودن محيط زيستي بهتر و سالم‌تر ، امري کاملا ضروري محسوب مي شود.از میان آلاینده‌های ذکر شده اکسید‌های نیتروژن یا NOx در دهه‌ی اخیر توجه زیادی را به خود جلب نموده و نگرانی‌های بسیاری را از جهت خطرات ناشی از انتشار این گاز در هوا موجب شده است.

اسلاید 6: اكسيدهاي نيتروژن :اکسید های نیتروژن شامل شش ترکیب گازی شکل ( NO , NO2 , N2O, N2O3 , N204 , N205 ) و یک ترکیب غیر گازی شکل NO3 هستند . از بین این ترکیبات تنها نيتروس اكسيد (N2O ) نيتريك اكسيد (NO ) نيتروژن دي اكسيد (NO2 ) دارای مقادیر قابل ملاحظه ای در اتمسفر هستند و بطور بالقوه در آلودگی هوا سهیم اند .

اسلاید 7: اكسيدهاي نيتروژن به عنوان آلوده كننده هوا :آلودگي اكسيد نيتروژن هوا عليرغم حضور مقادير N2O در اتمسفر معمولاً بر حسب NO2 وNO در نظر گرفته مي شود. دلايل چنين عملي عبارتند از:1-NO و NO2 سمي هستند، در حاليكهN2O چنين نيست.2-NO و NO2 منابع عمده مصنوعي دارند در حالي كه N2O ندارد. 3-NO و NO2 در واکنش های فتوشیمیایی اتمسفر سهیم هستند ولیN2O  نیست.EPA) تركیبات NOx را بصورت زير تعريف كرده است: تمام اكسیدهاي نیتروژن به جز اكسید نیتروس. (

اسلاید 8: اثرات NOx (گرفته شده از EPA)عنصر اصلی در تشکیل ازن سطحیایجاد مشکلات جدی تنفسی کمک به تشکیل باران اسیدیافزایش مواد مغذی آب کمک به ایجاد مواد شیمیایی سمی کمک به گرمایش جهانی

اسلاید 9: منابع تولید کننده اکسیدهای نیتروژن:منابع طبیعی و مصنوعی هر دو مسئول تولید آنها هستند. منابع طبیعی:مهمترین منبع طبیعی نیتريک اكسید ، رعد و برق می باشد که بدلیل گرماي بسیار زياد برقِ ايجاد شده و شكستن مولكول هاي نیتروژن تشكیل می شود. منابع مصنوعی:سه منبع اصلی ايجاد NOx طی فرآيندهاي احتراق عبارتند از : NOx حرارتی NOx سريع NOx سوختی

اسلاید 10: منابع تولید کننده اکسیدهای نیتروژن:NO اتمسفری به وسیله هر دو منبع طبیعی(80درصد) و مصنوعی(20درصد) تولید می شود تقریبا تمام دی اکسیدهای نیتروژن از یک منبع مصنوعی به وجود می آید. احتراق ، منبع اصلی تولید مصنوعی اکسیدهای نیتروژن است در طی احتراق با دمای بالا ازت و اکسیژن هوا واکنش نشان می دهند که هم اکسید نیتروژن و هم دی اکسید نیتروژن را تشکیل می دهند.

اسلاید 11: منابع خاص NOx 1- منابع احتراقی  وسایل نقلیه موتوری  بویلرها  زباله سوز هامراکز تولید نیرو2- عملیات صنعتی با درجه حرارت بالاکوره های متالورژی  کوره های انفجاری  کوره های پلاسما  کوره های نفت سوز3- منابع دیگرفرایندهای صنعتی که از اسید نیتریک استفاده می کنندتخلیه الکتریکی در جو و فرآینده های بیولوژیک توسط باکتری ها.

اسلاید 12: ویژگی های اکسید های نیتروژن

اسلاید 13: نيتروس اكسيد: N2O گاز خنده آورگازي بيرنگ غير قابل اشتعال غير سمي مزه و بوي نسبتا خوب خاصیت بی هوش کنندگیغیر فعال است و در واکنش های اتمسفری شرکت نمی کند استفاده به عنوان افزودنی براي مواد غذايی، داروي بیهوشی و يک تركیب اكسید كننده غلظت محیطی آنppm 0.5 ( که بسیار پائین تر از غلظت آستانه در ایجاد اثرات بیولوژیکی می باشد)چرخه زیست محیطی متعادل و مستقل از دیگر اکسید های نیتروژن

اسلاید 14: نيتريك اكسيدNO :گازی بيرنگغير قابل اشتعال بي بو و سمي غلظت محیطی آن کمتر ازppm 0.5 (در این غلظت ها سمیت بیولوژیکی آن در ارتباط با سلامت ناچیز است )پیش ساز برای تشکیل NO2 ترکیب فعال در تولید اسماگ فتوشیمیایی آغاز گر واکنش های مربوط به تشکیل آلاینده های هوا (در نتیجه کنترل NO فاکتور مهمی در کاهش آلودگی هوا می باشد .)

اسلاید 15: نيتروژن دي اكسيـد NO2 : گازي با رنگ قرمزـ قهوه اي غير قابل اشتعال بي بو و شديداً خفقان زا سنگین تر از هوا و قابل حل در آبدر مقادیر کافی براحتی قابل رویت است و غلظتppm 2-1 آن با چشم قابل رویت است .حد آستانه در هوای آزاد برای تماس روزانه حدود ppm5 در نظر گرفته شده است.حد آستانه برای ایجاد اختلال فیزیولوژیک حدودppm 1.5 در نظر گرفته شده است.

اسلاید 16: انواع NOx :به طور کلی از نقطه نظر منشأ تولید ، سه نوع NOx وجود دارد :NOx حرارتی Prompt NOx یا سریعNOx سوختنی (Fuel )

اسلاید 17: NOx حرارتی این نوع NOx در نتیجه احتراق با حرارت زیاد در محفظه احتراق تولید می شود . از واکنش های میان اکسیژن و نیتروژن موجود در هوایی است که برای احتراق به کار برده می شود .سرعت تشکیل آن بسیار متأثر از دماست و تنها در دماهای ((شعله )) ℉3600-3000 تشدید می یابد .حدود 95.5 درصد محصولات واكنش ، NO و باقیمانده به صورت NO2 است.واکنش های مربوطه توسط مکانیسم زلدوویچ به صورت زیر خلاصه شده است :N2+O⇆NO+NN+O2⇆NO+O ( به طور کلی NOx حرارتی در حدود 80-70 % NOx کل را در بر می گیرد )

اسلاید 18: Prompt NOx یا سریعاز واکنش نیتروژن مولکولی در هوای احتراق با رادیکال های آزاد هیدروکربن های موجود در سوخت ، در محفظه احتراق ، تولید می شود .سهم نسبتا كمی در مشعل های استوكیومتری دارند با كاهش نسبت اكی والانی (اگر میزان سوخت كمتر از اكسیژن موجود باشد) سهم NOx های سریع، افزایش می یابدواکنش های مربوطه از نوع زنجیره ای هستند . ( به طور کلی Prompt Nox حدود 10 % کل NOx را به خود اختصاص می دهد .)N2+HC→HNC+N↓OH↓CN→NO

اسلاید 19: NOx سوختنی (Fuel ) این نوع NOx در نتیجه وجود ترکیبات آلی ازت دار در سوخت حاصل می شود .تشکیل Nox سوختنی به شریط موضعی احتراق ( غلظت اکسیژن و نوع اختلاط ) و محتوای نیتروژن سوخت بستگی دارد . ( به طور کلی Nox سوختنی حدود 20-10 % کل NOx را به خود اختصاص می دهد . )