氨气深度脱除材料与技术研究进展
2021-07-28陈沛坤张袁斌崔希利邢华斌
陈沛坤,张袁斌,崔希利,邢华斌
(浙江大学化学工程与生物工程学院,浙江杭州 310029)
氨气是一种重要的化合物,广泛应用于各种工业过程,如制冷剂、肥料、医药中间体、炸药、清洁剂等生产中。近年来NH3由于其与纯氧燃烧后仅产生无污染的N2和H2O,加之较高的氢密度和高辛烷值,也被提出用作一种绿色能源物质[1]。同时,NH3也是一种极具毒性、污染性、腐蚀性、刺激性和危险性的碱性气体,广泛存在于各种工业流程中,如化肥生产的尾气、沼气、催化裂解气、冷冻柜逸出气等中[2-4]。如果NH3直接排放到大气中,将会给人类健康带来严重的问题,并导致各种环境问题。短期暴露在NH3环境中即可影响呼吸道功能,并引起眼部、皮肤不适。长时间暴露在大于300μL/L 的NH3环境中将引发暂时性失明、肺水肿、水疱等,严重时威胁人的生命安全[5-7]。美国职业安全与健康管理局规定短期NH3暴露最高限额为35μL/L,8h 内平均暴露量不得高于25μL/L[8]。养殖业上,猪舍、禽舍等地NH3的浓度过高不但会影响牲畜的生长发育,还会增加其生病概率,造成严重的经济损失[9-10]。此外,由于NH3在大气中易生成气溶胶和微小颗粒,因此NH3的排放也被认为是PM2.5形成的一个重要原因[11]。在集成电路工业中,NH3是主要的气态分子污染物(AMCs)之一。空气中的AMCs可以影响亚微米半导体器件制造的几乎所有方面,10-9L/L级别的NH3即可影响硅晶圆的光刻[12-13],为了实现高产、高性能的超大规模集成电路(ULSI)制造,必须严格控制生产环境清洁度[14-16]。在新兴的氢能源汽车工业中,痕量NH3即可导致汽车燃料电池阴极膜电导率的降低,为了避免对汽车燃料电池的影响,高纯氢气燃料中NH3浓度被限定到0.1μL/L 以下[17-18]。……
