能源利用与排流污染控制ppt

冶炼过程，其中矿物燃料的燃烧约占到总二氧化
硫排放的80%。
四、硫化物性质
4.大气中二氧化硫的化学性质
大气中二氧化硫可能参与的氧化物时的光化学反应
化学反应
在微水滴中的化学反应
四、硫化物性质
4.1二氧化硫的光化学反应
大气中二氧化硫的吸收光谱有3个：
• 吸收带的波长为340~ 400nm，是一个弱吸收带 • 吸收带的波长为240~330nm，是一个强吸收带 • 吸收带的波长开始于240nm，但是这个波长在底 层大气中时不重要的。
物（R-S-S-R）等。
四、硫化物性质
2.硫在自然的循环
四、硫化物性质
3.大气中硫化物
大气中的含硫化合物有SO2、H2S、H2SO4、 硫酸盐和有机硫化物等。其中SO2是主要的污染 物。
四、硫化物性质
二氧化硫的来源： 天然来源：硫化氢氧化、活火山喷发气体、地面 动植物的腐烂发酵等。 人为来源：主要是矿物质燃料燃烧和硫化矿物的
3.世界能源利用结构变化
一、能源利用现状
4.中国与世界能源结构对比
一、能源利用现状
小结： 1.中国是煤炭大国，使用煤炭的历史悠久。 2.中国在一定时间内的能源仍以煤炭为主。
二、煤炭资源
1.概念
煤炭是古代植物埋藏
在地下经历了复杂的生
物化学和物理化学变化
逐渐形成的固体可燃性
矿物。
二、煤炭资源
2.煤炭分类
三、能源利用产生的污染物
能源利用的过程中会产生很多的污染物。大
规模使用化石燃料至今，环境污染已经到了地球
难以承受的程度。全球环境问题，已经成为当今 人类所必须解决的生存问题。
三、能源利用产生的污染物
1.污染物种： 硫化物 氮化物 烟尘 二氧化碳
三、能源利用产生的污染物
1.1硫化物 硫化物是主要的大气污染物，主要表现在酸 雨上。 硫在地壳中含量颇丰，在地球上分布广泛， 煤炭、石油、天然气等矿物燃料和有色金属、 黑色金属矿床乃至具有代谢功能的蛋白质分子 中都含有硫。
HO SO2 加成反应 HOSO2 HOSO2 H SO3 H O2 HO2 HO2 SO2 HO SO3 总反应为 2 SO2 O2 2 SO3
四、硫化物性质
注意：
①大气中的氢氧自由基氧化二氧化硫的速率比过氧
SO2 hv SO O SO O O2 SO4 SO4 SO2 2SO3
218nm
2 SO3 总的化学反应为： 2 SO2 O2
四、硫化物性质
在光氧化的过程中，反应生成的三氧化硫也 会吸收240~330nm的光辐射，分解成二氧化硫
3
四、硫化物性质
小结：
通过上面的分析，我们可以看到，大气中的 二氧化硫经过各种化学反应之后，大部分都形 成了硫酸以及硫酸盐，另一部分则与有机物结
合形成了气溶胶。
五、二氧化硫危害
1.大气污染物指标
中国《大气环境质量标准》规定： 一级标准：SO2日平均浓度值<0.05mg/m3,任何 一次采样测定值<0.15mg/m3 二级标准：SO2日平均浓度值<0.15mg/m3,任何 一次采样测定值<0.50mg/m3。 三级标准：SO2日平均浓度值<0.25mg/m3,任何 一次测定值<0.70mg/m3。
中央电视台空气质量预报内容
空气污染指数 空气质量级别 0～50 51～100 101～150 151～200 优 良 轻微污染 轻度污染 首要污染物 / 二氧化硫 二氧化硫、可吸入颗粒物 二氧化硫、可吸入颗粒物
201～250
250以上
中度污染
重度污染
二氧化硫、可吸入颗粒物
二氧化硫、可吸入颗粒物
五、二氧化硫危害
3

四、硫化物性质
2）二氧化硫与 HO 和 HO
2 2

的反应
二氧化硫氧化的另一条重要途径可能包含氢 氧自由基对二氧化硫的氧化
HO SO2 HOSO2
加成反应
HOSO2 HO H 2 SO4
四、硫化物性质
3）二氧化硫在有碳氢化合物存在下的反应 在含有二氧化硫的大气中，如果同时含有 氮氧化物和碳氢化物时，则在阳光照射下二氧 化硫的光氧化速率会明显增加，远远大于在清 洁大气中观察到的速率值。
四、硫化物性质
1 二氧化硫的离解能是564.8 k j mol ，相当于
218nm的光 , 所以二氧化硫在对流层中不可能
被光解，当能量值达到最大吸收波长的能量时，
二氧化硫将从单重基态跃迁到最低三重态：
SO2 h SO2 P
3
374nm

四、硫化物性质
如果吸收光的波长达到 294 nm ，二氧化硫
五、二氧化硫危害
3）破坏建筑物 酸雨使非金属建筑物 材料如混凝土、砂浆 和灰砂砖等的水泥溶 解，出现裂缝，导致 建筑物损坏。酸雨使 名胜古迹面目全非。 文化遗产的破坏日益 严重，令人担忧。
酸雨。
五、二氧化硫危害
酸雨的危害： 酸雨在国外被 称为“空中死神 ”。它的主要危 害表现在4个方面 。
五、二氧化硫危害
1）破坏森林、草原和农作 物 酸雨会影响农作物的 叶子，同时土壤中的金属 元素被酸雨溶解，造成矿 物质的大量流失，植物得
不到充足的养分，将会枯
萎死亡。
五、二氧化硫危害
2）土壤酸碱性增强，湖泊酸化，生态环境受损。
化氢自由基或者过氧化烷氧基自由基氧化二氧化
硫的速率高的多。
②二氧化硫的氧化速率与光的强度成正比。
问题：是不是说高空二氧化硫氧化的更快呢？？
四、硫化物性质
实际上，近地面大气中的二氧化硫的氧化 速率比高空的二氧化硫的氧化速率要快的多。 这说明，二氧化硫氧化不是单纯的均相反应， 而是多相氧化和催化的结果。
四、硫化物性质
硫化物： 无机化学中，硫化物指电正性较强的金属或非 金属与硫形成的一类化合物，如二氧化硫。大多 数金属硫化物都可看作氢硫酸的盐。由于氢硫酸 是二元弱酸，因此硫化物可分为酸式盐、正盐和 多硫化物三类。
四、硫化物性质
有机化学中，硫化物指含有二价硫的有机 化合物。根据具体情况的不同，有机硫化物 可包括：硫醚（R-S-R）、硫酚/硫醇（Ar/RSH）、硫醛（R-CSH）、硫代羧酸和二硫化
五、二氧化硫危害
对人的危害： 1.易溶于血液，导致多种疾病 发生 2.使青少年免疫力低下，抗病 能力减弱 3.硫酸盐气溶胶，增加病人死 亡率 4.硫酸酸雾进入肺部，引起肺 纤维化病变
五、二氧化硫危害
对植物的危害：
1.高浓度的二氧化硫使植物叶
子产生坏死斑或枯萎
2.低浓度时，植物生长机能受
到影响，产量降低，品质变
SO2 g H 2Ol SO2 H 2O SO2 H 2O H HSO3 HSO3 O3 SO4 O2 2 HSO H 2O2 H H 2 SO4 H 2O 2 SO2 O2 2 H 2O 颗粒物 2 H 2 SO4
四、硫化物性质
二氧化硫与乙烯气体的反应
SO2 CH 2 CH 2 CO CH 2 SO CH 2 SO CH 2CH 2 SO2 C3 H 4 S 2O3
其中 C3 H 4 S 2O3 为固体物质。
四、硫化物性质
4）二氧化硫在微水滴中的反应 在对流层中二氧化硫的氧化主要是通过均相 反应和异相反应两种方式进行的。 二氧化硫的均相反应过程为：
颗粒物危害：
造成大气能见度降低。
大量的颗粒物落在植物叶子上影响植物生长。
粒径在 3.5微米以下的颗粒物，引起或加重呼吸
系统的疾病。
大气中大量的颗粒物，干扰太阳和地面的辐射，
从而对地区性甚至全球性的气候发生影响。
三、能源利用产生的污染物
1.4二氧化碳
二氧化碳是能源利用中产生最多的物质，目前
科学界的主要将它视为温室效应的主要气体。
SO2 D SO2 SO2 P SO
1 3


* 2
四、硫化物性质
由于三重态二氧化硫的寿命很长，大约有
1000s。三重态的二氧化硫可以使基态二氧化硫 氧化成三氧化硫。
SO2 P SO2 SO3 SO
3

四、硫化物性质
当大气中的二氧化硫收到波长小于218nm的 太阳辐射时，二氧化硫发生光解。
SO3 hv SO2 O
240nm 330nm
四、硫化物性质
4.2二氧化硫与自由基的反应
1）二氧化硫与原子氧的反应 当空气中大量存在二氧化氮时，二氧化氮在光的 作用下分解产生原子氧，基态的原子氧与二氧化 硫反应生成三氧化硫。
O P SO2 SO3
能源利用与排硫污染
主讲人：谢迎辉 王春勇
主要内容：
一、能源利用现状 二、煤炭资源 三、能源利用中的主要污染物 四、硫化物性质
五、二氧化硫的危害
六、硫化物监测与脱硫方法
一、能源利用现状
1.传统能源
一、能源利用现状
2.新能源
太阳能
生物质能
风能
新能源
地热能
氢能 潮汐能 海洋 能 洋流能 波浪能
一、能源利用现状
2.二氧化硫的危害 大气中的二氧化硫对自然界中的危害只要表 现在两个层面：环境生物效应和生态效应。
五、二氧化硫危害
环境生物效应是指各种环境因素变化而导致 生态系统变异的效果。环境生物效应的后果 时间上有长有短、程度上有重有轻。 生态效应：指人为活动造成的环境污染和环
境破坏引起生态系统结构和功能的变化。
就会从单重基态变成激发单重态
SO2 h SO2 D