本書以“雙碳”背景下氧化亞氮這一重要溫室氣體的減排為目標,介紹了氧化亞氮的基本性質、減排方法的基本原理、相關工藝及最新發(fā)展以及溫室氣體減排的最新政策。
本專著是在編者十多年來從事氧化亞氮催化減排研究過程中積累的知識基礎上,通過比較系統(tǒng)地相關文獻收集、整理了上世紀二十年代有報道以來的文獻內容加工而成。從原理到實際案例,比較完整地總結了有關氧化亞氮基礎及減排相關文獻知識,并介紹了溫室氣體減排政策與趨勢。本書適用于化工及相關行業(yè)的從業(yè)者,以及對氧化亞氮減排技術感興趣的科技工作者和學生。
第1章概述/001
1.1氧化亞氮的發(fā)現(xiàn)001
1.2氧化亞氮的來源003
1.2.1氧化亞氮來源分布003
1.2.2不同來源氧化亞氮的產(chǎn)生機理003
1.3氧化亞氮的環(huán)境危害012
1.4氧化亞氮的用途013
1.4.1氧化亞氮在醫(yī)療中的應用013
1.4.2氧化亞氮在化工中的應用014
1.4.3氧化亞氮在食品工業(yè)中的應用016
1.4.4氧化亞氮在制冷、助燃等行業(yè)的應用017
1.4.5氧化亞氮在航空航天領域的應用018
1.4.6氧化亞氮在汽車加速系統(tǒng)的應用021
1.4.7氧化亞氮在電子和光伏行業(yè)的應用021
參考文獻024
第2章氧化亞氮的性質、安全及減排途徑/027
2.1氧化亞氮的物理性質027
2.2氧化亞氮的化學性質與化學反應030
2.2.1氧化亞氮與苯的反應031
2.2.2氧化亞氮與一氧化氮的反應031
2.2.3氧化亞氮的還原反應032
2.2.4氧化亞氮氧化烯烴反應032
2.2.5氧化亞氮的自分解反應033
2.2.6氧化亞氮的反應類型033
2.3氧化亞氮的安全技術知識034
2.3.1氧化亞氮的毒理學性質034
2.3.2氧化亞氮的生態(tài)環(huán)境效應034
2.3.3氧化亞氮的操作處置與儲存035
2.3.4中毒急救措施035
2.3.5泄漏處理與消防措施036
2.4大氣中氧化亞氮的控制與工業(yè)減排途徑036
2.4.1自然環(huán)境及農(nóng)業(yè)036
2.4.2生活及工業(yè)廢水處理037
2.4.3硝酸及石化工業(yè)037
2.4.4化石燃料和生物質燃燒038
2.4.5工業(yè)氧化亞氮減排方法038
參考文獻041
第3章直接催化分解減排法/043
3.1氧化亞氮的催化反應機理044
3.1.1氧化亞氮的均相熱分解機理045
3.1.2貴金屬催化劑分解氧化亞氮機理046
3.1.3金屬氧化物催化劑分解氧化亞氮機理052
3.1.4氧化亞氮分解機理054
3.1.5氧化亞氮分解動力學056
3.2貴金屬催化劑060
3.2.1純貴金屬或氧化物061
3.2.2負載型貴金屬催化劑062
3.3過渡金屬氧化物催化劑080
3.3.1純過渡金屬氧化物083
3.3.2復合過渡金屬氧化物084
3.4負載型催化劑090
3.4.1分子篩型催化劑090
3.4.2氧化物載體091
3.4.3六鋁酸鹽型催化劑092
3.5氧化亞氮分解催化劑助劑097
3.5.1堿金屬助劑098
3.5.2堿土金屬氧化物104
3.5.3稀土金屬氧化物110
參考文獻121
第4章高溫熱分解減排法/129
4.1高溫熱分解原理129
4.1.1氮氧化物生成機理129
4.1.2氧化亞氮熱分解機理131
4.2高溫熱分解反應動力學133
4.2.1低壓下氧化亞氮熱分解134
4.2.2常壓下火焰溫度區(qū)間內氧化亞氮熱分解136
4.2.3高壓下氧化亞氮熱分解138
4.3熱分解反應器與應用142
4.3.1蓄熱式逆流反應器142
4.3.2火焰燃燒式反應器145
4.3.3氧化亞氮熱分解工藝150
參考文獻152
第5章催化還原分解減排法/155
5.1催化還原分解原理155
5.1.1氫還原反應156
5.1.2一氧化碳還原反應156
5.1.3氨還原反應156
5.1.4烴還原反應156
5.2一氧化碳催化還原氧化亞氮催化劑157
5.2.1貴金屬催化劑158
5.2.2過渡金屬催化劑159
5.3烴類催化還原氧化亞氮催化劑166
5.3.1烷烴作為還原氣體167
5.3.2烯烴作為還原氣體179
5.4氨氣催化還原氧化亞氮催化劑180
參考文獻187
第6章氧化亞氮的回收利用/190
6.1氧化亞氮的傳統(tǒng)生產(chǎn)路線190
6.2己二酸尾氣中氧化亞氮分離技術192
6.2.1國外己二酸尾氣回收利用狀況192
6.2.2國內己二酸尾氣回收利用狀況192
6.2.3己二酸尾氣中氧化亞氮分離工藝流程194
6.2.4氧化亞氮的回收198
6.3己二酸尾氣中氧化亞氮熱分解制硝酸199
6.3.1熱分解原理及工藝流程199
6.3.2工業(yè)應用概況200
6.4己二酸尾氣中氧化亞氮氧化苯制苯酚200
6.4.1ZSM-5分子篩催化劑200
6.4.2Fe改性ZSM-5分子篩催化劑201
6.4.3其他改性ZSM-5分子篩催化劑203
6.4.4鈦硅沸石催化劑TS-1204
6.4.5催化劑的失活205
6.4.6工業(yè)應用情況206
參考文獻207
第7章氧化亞氮減排工業(yè)應用/209
7.1氧化亞氮直接催化分解工藝209
7.1.1環(huán)球油品公司直接催化分解工藝210
7.1.2巴斯夫氧化亞氮催化分解工藝213
7.1.3英威達氧化亞氮催化分解工藝215
7.2氧化亞氮熱分解工藝215
7.2.1朝日化學氧化亞氮熱分解工藝216
7.2.2杜邦氧化亞氮熱分解工藝217
7.2.3羅迪亞氧化亞氮熱分解工藝218
7.2.4赫斯特氧化亞氮熱分解工藝219
7.2.5拜耳氧化亞氮熱分解工藝219
7.3硝酸工廠氧化亞氮減排技術219
7.3.1硝酸工廠氧化亞氮減排219
7.3.2伍德硝酸工廠催化還原減排工藝221
7.3.3硝酸工廠氧化亞氮減排裝置222
7.4己二酸工廠氧化亞氮減排工藝224
7.4.1杜邦己二酸尾氣氧化亞氮催化減排工藝224
7.4.2杜邦新加坡熱分解己二酸尾氣氧化亞氮減排工藝225
7.4.3韓國羅地亞己二酸尾氣氧化亞氮熱分解減排工藝226
7.4.4遼陽石化己二酸尾氣氧化亞氮催化減排工藝227
7.4.5神馬集團己二酸尾氣氧化亞氮減排工藝228
7.5氧化亞氮生化法末端減排新技術230
7.5.1減排原理230
7.5.2減排反應器231
參考文獻234
第8章氧化亞氮直接催化分解中試開發(fā)研究/236
8.11000t/a己二酸尾氣處理中試裝置設計及建設237
8.1.1中試裝置初步設計方案237
8.1.21000t/a己二酸尾氣處理中試裝置設計239
8.2中試實驗研究243
8.2.1中試裝置概況243
8.2.2中試裝置工藝流程243
8.2.3公用工程與輔助工程條件244
8.2.4PLC控制系統(tǒng)245
8.2.5中試裝置開停工步驟245
8.2.6第一階段實驗結果247
8.2.7第二階段實驗結果251
8.3中試實驗結果討論257
參考文獻257
第9章溫室氣體減排政策與趨勢/260
9.1溫室氣體與溫室效應260
9.1.1溫室氣體260
9.1.2溫室效應261
9.1.3溫室氣體對氣候變化的貢獻262
9.1.4溫室氣體排放清單的形成264
9.2國際溫室氣體減排行動265
9.2.1《京都議定書》與清潔發(fā)展機制(CDM)266
9.2.2亞太清潔發(fā)展與氣候新伙伴計劃266
9.2.3歐盟排放貿(mào)易框架267
9.2.4《巴黎協(xié)定》268
9.3我國“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案268
參考文獻269
附錄/270
表1負載型貴金屬催化劑270
表2氧化亞氮催化還原文獻匯總289