大气污染治理中催化技术应用问题的探讨

2021-11-30张宝林薛兰华

皮革制作与环保科技 2021年11期

张宝林，薛兰华

（镇江生态环境科技咨询中心，江苏镇江 212001）

工业化进程的不断推进，虽然具有推动经济发展的作用，但也会造成大气污染现象，严重影响人们的生产和生活，因此如何有效治理大气污染现象成为人们共同关注的焦点。催化技术被广泛应用于大气污染治理工作，该技术不仅操作简单，并且不会造成二次污染。本文从以下方面对大气污染治理中的催化技术应用进行阐述，此次研究对指导催化技术的应用具有现实指导性意义。

1 大气污染的简述

1.1 大气污染特点

公共性是大气污染的主要特征之一，其所产生的污染范围相对有限。流动性污染指的是在地形地貌或气压作用下所产生的污染，污染气体会不断地向外扩散，从而使影响范围不断扩大。另外，大气污染具备外部性特点，空气污染具有负外部性，其不仅会对生产者造成巨大的损害，而且会使治理成本明显增大[1]。

1.2 大气污染的原因

大气污染的产生原因是复杂且多样的，但主要原因为化工业生产、煤炭燃烧、汽车尾气等。对化工企业来讲，其在生产运营的过程中，会产生和排放出大量的有害气体，从而使环境受到严重的污染。同时，煤炭等燃料燃烧时，会排放二氧化硫气体，污染大气。汽车尾气含有一氧化碳或其他有害物质，会对人体健康以及大气环境产生严重的不良影响。与此同时，由于我国人口基数相对较大，使能源消耗过量的现象不断出现，从而使大气环境受到严重的影响。除此之外，由于人们环保意识的欠缺，使得大气环境保护和治理无法得到人们的支持和配合，进而使大气环境污染现象不断地加剧[2]。

2 大气污染治理中催化技术的应用

2.1 选择性催化还原法

选择性催化还原法指的是在催化剂的作用下，还原剂可以将烟气中的一氧化氮或二氧化氮还原成水和氮气。同时，在进行催化还原时，可以将脱销方法融入其中，防止二次污染。在实际操作中，需要保障催化剂的有效性和合理性，并科学合理地控制催化剂的热稳定性，以此来使催化剂的耐磨性得到保障，进而改善表面磨损。

2.2 催化净化技术

汽车尾气是造成大气污染的主要原因之一，也是城市大气污染的源头，在对汽车尾气污染进行处理时，利用的方法主要以催化净化技术为主[3]。为了合理化应用催化净化技术，需要构建相关的温度控制方法，该方法需要和汽车尾气相匹配，形成综合性的催化转型反应机制，从而对汽车尾气进行严格的控制。比如，利用五气分析仪来对一氧化碳或一氧化氮等含量进行合理化检测。汽油燃烧时，会形成一定的有害气体，热反应器对一氧化碳的转化率具有明显的局限性，所以需要完成相应的催化净化处理。具体操作如下：在检测结果的基础上，明确汽车尾气的排施状况后，可利用选择性催化还原法来进行还原，需要注意的是杜绝出现烟气中的氧被完全氧化的现象，对配齐系统的温度控制和催化剂进行结合，在两者的辅助下对汽车尾气的转化率进行合理控制。

2.3 炭吸附氧化技术

炭吸附氧化技术是通过新型固体吸附剂准确捕捉大气中的硫化物，从而分离硫化物。这种方法能够明显减少大气治理的能耗，并在吸附硫化物方面具有明显的优势[4]。同时，该技术在改变压力或温度的前提下，也可以使气体捕捉的成本显著降低。炭吸附氧化技术中使用的氧化剂和吸附剂都以炭为主，两个移动床是其工艺的主要构成部分，在第一个移动床上，对二氧化硫进行吸附和氧化，并在硫化反应的基础上，生成硫酸，该过程需要在常温状态下进行。大气中的二氧化氮能够被还原成一氧化氮，在高温状态下完成加热焦化处理之后，将氨气加入到第二个移动床中，将其有效还原成氮气。在该过程中，需要对硫蒸汽在反应床中的时间进行压缩，并对催化剂的表面积进行严格控制，从而使反应过程中的逆反应现象得到科学控制。

2.4 纳米光催化技术

太阳能是新能源的一种，合理化利用太阳能，有助于大气污染的有效治理。纳米催化技术的优势相对明显，不仅操作相对简单便捷，而且可以对二次污染现象进行防治[5]。在催化氧化中，半导体材料会被激发出电子，活跃的电子在半导体界面中移动，通过氧化还原反应，能够对羟基自由基或超氧自由基进行获取，以此来使污染物得到有效降解。纳米材料能够使污染物在还原剂上被有效吸附，并且其含毒性较低、催化性较高，从而使新型环境净化的有效开展得到保障。但纳米光催化材料的稳定性相对欠缺，需要全面提高其催化剂的活性。

3 催化技术在大气污染治理中的实际应用

3.1 净化大气环境中的应用

当下，大气污染现象愈加严峻，甚至引发一系列的问题，如温室效应、臭氧层空洞等，利用催化技术治理大气污染，效果显著。比如，利用纳米技术使空气中污染物发生相应的催化反应，使大气中的有害物质向无毒无害成分进行转化，以此来治理大气污染。

3.2 石油脱硫中的应用

石油能源依然是当下应用最为广泛的燃料之一。石油包含一定的硫化物，燃烧时，会产生二氧化硫。因此，需要应用催化技术来对其进行处理。如利用纳米钛酸钴来对石油中的硫化物进行催化，使石油中的硫被有效去除，这样使二氧化硫等有效气体的产生量显著降低，从而对大气环境起到良好的保护作用[6]。

3.3 二氧化硫的脱除的应用

大气污染中的主要污染物之一为二氧化硫，并且其危害性相对较大，为了有效改善二氧化硫对大气的污染，需要应用催化技术。煤炭燃烧会产生一氧化碳和水，该催化技术将一氧化碳和水作为还原剂，有效转化烟气中的二氧化硫，使其以单质硫的形式存在。之后，对其进行冷却处理，形成硫磺产品。对传统脱硫方法来讲，其利用的脱硫方法只是将二氧化硫转化成废渣，如果这些废渣未进行合理化的处理，会导致二次污染的现象产生，从而使二氧化硫污染现象无法得到充分的解决[7]。但催化技术则不同，其可以将二氧化硫转化成单质硫，这样不仅使治理成本明显降低，而且使单质硫能够被二次利用，从而使经济效益得到明显的提升，因此，与传统脱硫方法相比，催化技术的优势相对突出。