大氣污染治理中催化技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題的探討

張寶林，薛蘭華

（鎮(zhèn)江生態(tài)環(huán)境科技咨詢中心，江蘇 鎮(zhèn)江 212001）

工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，雖然具有推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用，但也會(huì)造成大氣污染現(xiàn)象，嚴(yán)重影響人們的生產(chǎn)和生活，因此如何有效治理大氣污染現(xiàn)象成為人們共同關(guān)注的焦點(diǎn)。催化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于大氣污染治理工作，該技術(shù)不僅操作簡(jiǎn)單，并且不會(huì)造成二次污染。本文從以下方面對(duì)大氣污染治理中的催化技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行闡述，此次研究對(duì)指導(dǎo)催化技術(shù)的應(yīng)用具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)性意義。

1 大氣污染的簡(jiǎn)述

1.1 大氣污染特點(diǎn)

公共性是大氣污染的主要特征之一，其所產(chǎn)生的污染范圍相對(duì)有限。流動(dòng)性污染指的是在地形地貌或氣壓作用下所產(chǎn)生的污染，污染氣體會(huì)不斷地向外擴(kuò)散，從而使影響范圍不斷擴(kuò)大。另外，大氣污染具備外部性特點(diǎn)，空氣污染具有負(fù)外部性，其不僅會(huì)對(duì)生產(chǎn)者造成巨大的損害，而且會(huì)使治理成本明顯增大[1]。

1.2 大氣污染的原因

大氣污染的產(chǎn)生原因是復(fù)雜且多樣的，但主要原因?yàn)榛I(yè)生產(chǎn)、煤炭燃燒、汽車尾氣等。對(duì)化工企業(yè)來(lái)講，其在生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生和排放出大量的有害氣體，從而使環(huán)境受到嚴(yán)重的污染。同時(shí)，煤炭等燃料燃燒時(shí)，會(huì)排放二氧化硫氣體，污染大氣。汽車尾氣含有一氧化碳或其他有害物質(zhì)，會(huì)對(duì)人體健康以及大氣環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的不良影響。與此同時(shí)，由于我國(guó)人口基數(shù)相對(duì)較大，使能源消耗過(guò)量的現(xiàn)象不斷出現(xiàn)，從而使大氣環(huán)境受到嚴(yán)重的影響。除此之外，由于人們環(huán)保意識(shí)的欠缺，使得大氣環(huán)境保護(hù)和治理無(wú)法得到人們的支持和配合，進(jìn)而使大氣環(huán)境污染現(xiàn)象不斷地加劇[2]。

2 大氣污染治理中催化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 選擇性催化還原法

選擇性催化還原法指的是在催化劑的作用下，還原劑可以將煙氣中的一氧化氮或二氧化氮還原成水和氮?dú)?。同時(shí)，在進(jìn)行催化還原時(shí)，可以將脫銷方法融入其中，防止二次污染。在實(shí)際操作中，需要保障催化劑的有效性和合理性，并科學(xué)合理地控制催化劑的熱穩(wěn)定性，以此來(lái)使催化劑的耐磨性得到保障，進(jìn)而改善表面磨損。

2.2 催化凈化技術(shù)

汽車尾氣是造成大氣污染的主要原因之一，也是城市大氣污染的源頭，在對(duì)汽車尾氣污染進(jìn)行處理時(shí)，利用的方法主要以催化凈化技術(shù)為主[3]。為了合理化應(yīng)用催化凈化技術(shù)，需要構(gòu)建相關(guān)的溫度控制方法，該方法需要和汽車尾氣相匹配，形成綜合性的催化轉(zhuǎn)型反應(yīng)機(jī)制，從而對(duì)汽車尾氣進(jìn)行嚴(yán)格的控制。比如，利用五氣分析儀來(lái)對(duì)一氧化碳或一氧化氮等含量進(jìn)行合理化檢測(cè)。汽油燃燒時(shí)，會(huì)形成一定的有害氣體，熱反應(yīng)器對(duì)一氧化碳的轉(zhuǎn)化率具有明顯的局限性，所以需要完成相應(yīng)的催化凈化處理。具體操作如下：在檢測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上，明確汽車尾氣的排施狀況后，可利用選擇性催化還原法來(lái)進(jìn)行還原，需要注意的是杜絕出現(xiàn)煙氣中的氧被完全氧化的現(xiàn)象，對(duì)配齊系統(tǒng)的溫度控制和催化劑進(jìn)行結(jié)合，在兩者的輔助下對(duì)汽車尾氣的轉(zhuǎn)化率進(jìn)行合理控制。

2.3 炭吸附氧化技術(shù)

炭吸附氧化技術(shù)是通過(guò)新型固體吸附劑準(zhǔn)確捕捉大氣中的硫化物，從而分離硫化物。這種方法能夠明顯減少大氣治理的能耗，并在吸附硫化物方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)[4]。同時(shí)，該技術(shù)在改變壓力或溫度的前提下，也可以使氣體捕捉的成本顯著降低。炭吸附氧化技術(shù)中使用的氧化劑和吸附劑都以炭為主，兩個(gè)移動(dòng)床是其工藝的主要構(gòu)成部分，在第一個(gè)移動(dòng)床上，對(duì)二氧化硫進(jìn)行吸附和氧化，并在硫化反應(yīng)的基礎(chǔ)上，生成硫酸，該過(guò)程需要在常溫狀態(tài)下進(jìn)行。大氣中的二氧化氮能夠被還原成一氧化氮，在高溫狀態(tài)下完成加熱焦化處理之后，將氨氣加入到第二個(gè)移動(dòng)床中，將其有效還原成氮?dú)狻Ｔ谠撨^(guò)程中，需要對(duì)硫蒸汽在反應(yīng)床中的時(shí)間進(jìn)行壓縮，并對(duì)催化劑的表面積進(jìn)行嚴(yán)格控制，從而使反應(yīng)過(guò)程中的逆反應(yīng)現(xiàn)象得到科學(xué)控制。

2.4 納米光催化技術(shù)

太陽(yáng)能是新能源的一種，合理化利用太陽(yáng)能，有助于大氣污染的有效治理。納米催化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)相對(duì)明顯，不僅操作相對(duì)簡(jiǎn)單便捷，而且可以對(duì)二次污染現(xiàn)象進(jìn)行防治[5]。在催化氧化中，半導(dǎo)體材料會(huì)被激發(fā)出電子，活躍的電子在半導(dǎo)體界面中移動(dòng)，通過(guò)氧化還原反應(yīng)，能夠?qū)αu基自由基或超氧自由基進(jìn)行獲取，以此來(lái)使污染物得到有效降解。納米材料能夠使污染物在還原劑上被有效吸附，并且其含毒性較低、催化性較高，從而使新型環(huán)境凈化的有效開(kāi)展得到保障。但納米光催化材料的穩(wěn)定性相對(duì)欠缺，需要全面提高其催化劑的活性。

3 催化技術(shù)在大氣污染治理中的實(shí)際應(yīng)用

3.1 凈化大氣環(huán)境中的應(yīng)用

當(dāng)下，大氣污染現(xiàn)象愈加嚴(yán)峻，甚至引發(fā)一系列的問(wèn)題，如溫室效應(yīng)、臭氧層空洞等，利用催化技術(shù)治理大氣污染，效果顯著。比如，利用納米技術(shù)使空氣中污染物發(fā)生相應(yīng)的催化反應(yīng)，使大氣中的有害物質(zhì)向無(wú)毒無(wú)害成分進(jìn)行轉(zhuǎn)化，以此來(lái)治理大氣污染。

3.2 石油脫硫中的應(yīng)用

石油能源依然是當(dāng)下應(yīng)用最為廣泛的燃料之一。石油包含一定的硫化物，燃燒時(shí)，會(huì)產(chǎn)生二氧化硫。因此，需要應(yīng)用催化技術(shù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行處理。如利用納米鈦酸鈷來(lái)對(duì)石油中的硫化物進(jìn)行催化，使石油中的硫被有效去除，這樣使二氧化硫等有效氣體的產(chǎn)生量顯著降低，從而對(duì)大氣環(huán)境起到良好的保護(hù)作用[6]。

3.3 二氧化硫的脫除的應(yīng)用

大氣污染中的主要污染物之一為二氧化硫，并且其危害性相對(duì)較大，為了有效改善二氧化硫?qū)Υ髿獾奈廴?，需要?yīng)用催化技術(shù)。煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生一氧化碳和水，該催化技術(shù)將一氧化碳和水作為還原劑，有效轉(zhuǎn)化煙氣中的二氧化硫，使其以單質(zhì)硫的形式存在。之后，對(duì)其進(jìn)行冷卻處理，形成硫磺產(chǎn)品。對(duì)傳統(tǒng)脫硫方法來(lái)講，其利用的脫硫方法只是將二氧化硫轉(zhuǎn)化成廢渣，如果這些廢渣未進(jìn)行合理化的處理，會(huì)導(dǎo)致二次污染的現(xiàn)象產(chǎn)生，從而使二氧化硫污染現(xiàn)象無(wú)法得到充分的解決[7]。但催化技術(shù)則不同，其可以將二氧化硫轉(zhuǎn)化成單質(zhì)硫，這樣不僅使治理成本明顯降低，而且使單質(zhì)硫能夠被二次利用，從而使經(jīng)濟(jì)效益得到明顯的提升，因此，與傳統(tǒng)脫硫方法相比，催化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)相對(duì)突出。

3.4 汽車尾氣凈化的應(yīng)用

汽車尾氣是污染大氣的主要原因之一，對(duì)汽車尾氣進(jìn)行凈化是治理大氣污染的主要工作內(nèi)容。在催化反應(yīng)的作用下，將納米鐵當(dāng)成汽車尾氣處理器，這樣可以使汽車尾氣中的有害物質(zhì)排放量得到大幅度降低。將該技術(shù)應(yīng)用到汽車發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸之上，當(dāng)汽油燃燒時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生催化作用，從而實(shí)現(xiàn)汽車尾氣的合理化治理。

4 結(jié)論

從本文的論述中可知，我國(guó)大氣環(huán)境污染現(xiàn)象十分嚴(yán)重。為了使其能夠得到有效治理，必須加強(qiáng)重視程度，并對(duì)催化技術(shù)進(jìn)行合理化應(yīng)用，保證治理的有效性，以提升大氣污染物的處理質(zhì)量。