Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Környezettechnológia kémiai módszerei TÉTELEK Tolner László egyetemi docens Környezettudományi Intézet Talajtani és Agrokémiai Tanszék Tananyag:

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Környezettechnológia kémiai módszerei TÉTELEK Tolner László egyetemi docens Környezettudományi Intézet Talajtani és Agrokémiai Tanszék Tananyag:"— Előadás másolata:

1 Környezettechnológia kémiai módszerei TÉTELEK Tolner László egyetemi docens Környezettudományi Intézet Talajtani és Agrokémiai Tanszék Tananyag: Barótfi: Környezettechnika (Mezőgazda kiadó 2000)

2 Követelmények Alapkövetelmény: kémiai alapismeretek Alapkövetelmény: kémiai alapismeretek (Függetlenül attól, hogy a félév során említésre került, vagy nem.) ZH-k 50 pont (5*10 pont a gyakorlatokon), ZH-k 50 pont (5*10 pont a gyakorlatokon), (pótlás vagy javítás max. 25 pont értékben) (pótlás vagy javítás max. 25 pont értékben) (félév elismerés min. 51% teljesítmény) Szóbeli vizsga a következő tételek alapján 50 pont Szóbeli vizsga a következő tételek alapján 50 pont

3 Szóbeli vizsgatételek 1. A periódusos rendszer felépítése, fontosabb elemcsoportok jellemzése 2. Vegyületek, kötéstípusok. 3. Oxidációs szám (oxidációs szám a fontosabb elemek vegyületeiben) 4. Kémiai egyensúlyok. 5. Sav bázis reakciók, pH. 6. Puffer rendszerek. 7. Oldódás, oldhatóság. 8. Komplex vegyületek és alkalmazásaik. 9. Homogén és heterogén rendszerek. 10. Az abszorpció. 11. Az adszorpció. 12. Kolloid rendszerek és tulajdonságaik. 13. Felületaktív anyagok és alkalmazásuk. 14. Hőbontás, oxidáció 15. Füstgáz-tisztás kémiai folyamatai 16. Kipufogógáz-tisztás kémiai folyamatai 17. Víz és szennyvíztisztítás kémiai folyamatai 18. Szennyezések csapadékképzésen alapuló elválasztása

4 A szóbeli vizsgatételek kapcsolódásai 1. Mutassa be a levegő védelmét szolgáló műszaki megoldásokat a mindennapi technológiákban, példákon keresztül! Füstgáz-tisztás kémiai folyamatai Kipufogógáz-tisztás kémiai folyamatai 2. Mutassa be a vizek védelmét szolgáló műszaki megoldásokat a mindennapi technológiákban, példákon keresztül! Víz és szennyvíztisztítás kémiai folyamatai 3. Mutassa be a talajok védelmét szolgáló műszaki megoldásokat a mindennapi technológiákban, példákon keresztül! Kolloid rendszerek és tulajdonságaik. Záróvizsga tételekhez

5 A szóbeli vizsgatételek kapcsolódásai 17. Kémiai ipari technológiai megoldások a környezet védelmében a gyöngyösoroszi bánya példáján. Az abszorpció. Az adszorpció. Szennyezések csapadékképzésen alapuló elválasztása Hőbontás, oxidáció + az 1., 2., 3. tételnél megadottak + az 1., 2., 3. tételnél megadottak 18. Kolloid rendszerek, felületi jelenségek a környezeti technológiákban. Kolloid rendszerek és tulajdonságaik. Kolloid rendszerek és tulajdonságaik. Felületaktív anyagok és alkalmazásuk. Felületaktív anyagok és alkalmazásuk. Záróvizsga tételekhez

6 Szóbeli vizsgatételek kapcsolódásai az Szóbeli vizsgatételek kapcsolódásai az összefoglaló tételekhez Füstgáz- és kipufogógáz-tisztás kémiai folyamatai Oxidációs szám (oxidációs szám a fontosabb elemek vegyületeiben) Kémiai egyensúlyok. Víz és szennyvíztisztítás kémiai folyamatai Sav bázis reakciók, pH. Puffer rendszerek. Oldódás, oldhatóság. Komplex vegyületek és alkalmazásaik Kolloid rendszerek és tulajdonságaik Homogén és heterogén rendszerek. Felületaktív anyagok és alkalmazásuk.. Alapismeretek A periódusos rendszer felépítése, fontosabb elemcsoportok jellemzése. Vegyületek, kötéstípusok.

7 1. A periódusos rendszer felépítése, fontosabb elemcsoportok jellemzése Az elemeket rendszámuk szerint növekvő sorrendben tartalmazó táblázat, amelyben egymás alatt a hasonló fizikai és kémiai tulajdonságú elemek találhatók. A kémiai tulajdonságot elsősorban a külső héjon található elektronok határozzák meg.

8 2.Vegyületek, kötéstípusok. Ionos kötés: Nagy elektronegativitás különbségű elemek közötti elektronátadással ellentétes töltésű ionok jönnek létre. A kötés az ionok között elektrosztatikus vonzás. Kovalens kötés: Közös elektronpár révén megvalósuló elsőrendű kötés Fémes kötés: Fémkationok és közöttük könnyen mozgó elektrongáz alkotja. Másodlagos kötések: Van der Waals - kötés: orientációs effektus (dipólusok kölcsönhatása) indukciós effektus (indukált dipólus kölcsönhatás) diszperziós effektus (nem dipólusok kölcsönhatása) Hidrogén – kötés: H és nagy elektronegativitású atom (O, N, F) közötti elektrosztatikus vonzás A nagy töltéssűrűségű proton (H + ) és nagy elektronegativitású elemek szabad elektronpárja közötti kapcsolat.

9 Szilárd anyagok - kristályrácsok Atomrács: rácspontokban atomok, közöttük kovalens kötés Ionrács: rácspontokban ionok, közöttük elektrosztatikus vonzás Molekularács: rácspontokban molekulák, közöttük van der Waals kötés Fémrács: rácspontokban fémionok, közöttük elektrongáz

10 3. Oxidációs szám (oxidációs szám a fontosabb elemek vegyületeiben) Elektronakceptorok – Oxidálószerek: O 2, NO 3 -, Mn III, Mn IV, Fe III vegyületek, SO 4 2- Elektrondonorok - Redukálószerek: növényi maradványok talaj szervesanyag C tartalma szerves N, S (-NH 2, -NH, -SH, NH 4 +, S 2- ), Mn 2+, Fe 2+

11 Az elemek lehetséges oxidációs számai

12 A nitrogén oxidációs állapotai

13 4. Kémiai egyensúlyok. Homogén - minden résztvevő azonos fázisban Gőz vagy gáz fázis esetén N H 2 2 NH 3 K p = ▬▬▬▬▬▬ Egyensúlyi állandó parciális nyomásokkal felírva p 2 NH 3 p N 2 p 3 H 2 K = ▬▬▬▬▬ [NH 3 ] 2 [N 2 ] *[H2]3[H2]3 p*V = n*R*T p = R*T * n/V Mólszámváltozás – nyomásfüggés Egyensúlyi állandó hőmérséklet függése Hatás – Ellenhatás törvénye

14 Koncentráció változtatás az egyensúlyi rendszerben sav + alkoholészter + víz K c = ▬▬▬▬▬▬ [sav] [alkohol] [észter] [víz] Egyensúlyi állandó koncentrációkkal felírva Homogén - minden résztvevő azonos fázisban Oldatokban Sav bázis egyensúlyok vizes oldatban Disszociációs egyensúlyi állandó (gyenge savak, bázisok) Víz disszociációja Heterogén – van résztvevő más fázisban Sók oldhatósága – oldhatósági szorzat Abszorpció, adszorpció

15 Heterogén kémiai egyensúly Legalább egy résztvevő a többitől eltérő fázisban Szilárd fázis az egyensúlyban CaCO 3 CaO + CO 2 K’ c = ▬▬▬▬▬▬ [CaO] [CO 2 ] [CaCO 3 ] Amig CaCO 3 és CaO is jelen van, addig CO 2 Koncentrációja, vagy parciális nyomása állandó konstans K c = [CO 2 ]vagyK p = p CO 2 H 2 O + CO 2 H 2 CO 3 szénsav ~ CO 2 H 2 CO 3 + CaCO 3 Ca(HCO 3 ) 2 szénsav ~ Ca(HCO 3 ) 2 CO 2 ~ Ca(HCO 3 ) 2

16 5. Sav bázis reakciók, pH. Disszociációs egyensúlyi állandó (gyenge savak, bázisok) HAcH + + Ac - ecetsav disszociációja K sav = ▬▬▬▬▬▬ [HAc] [H + ] [Ac - ] NH 4 OH NH OH - Ammóniumhidroxid disszociációja K bázis = ▬▬▬▬▬▬ [ NH 4 OH] [NH 4 + ] [OH - ] Az erős savak, az erős bázisok és sók disszociációja teljes Sav, bázis definiciója, sóképződés, hidrolízis NaCl + H 2 O → NaOH + HClNaOH + HCl → NaCl + H 2 O

17 Víz disszociációja és a pH fogalma H 2 O H + + OH - K v = K = ▬▬▬▬▬▬ [H 2 O] [H + ] [OH - ] Mert az elbomlás mértéke elhanyagolható, [H + ] [OH - ] = pH = - lg[H + ] és pOH = -lg[OH - ] pH + pOH = 14 0 ≤ pH < 7 savas tartomány, savas jelleg a pH csökkenésével nő pH = 7 semleges oldat 7 < pH ≤ 14 lúgos tartomány, lúgos jelleg nő a pH növekedésével [H 2 O] = konstans

18 Vizes sóoldatok sav-bázis tulajdonságai Savas hidrolízis Savas oldatokat képező sók Erős sav (pl. HCl) + gyenge bázis (pl.NH 4 OH) → ammónium-klorid NH 4 Cl + H 2 O → NH 4 OH + HCl NH 4 + OH - H + Cl - teljesen disszociál részlegesen disszociál [H + ] > [OH - ]

19 Vizes sóoldatok sav-bázis tulajdonságai Lúgos hidrolízis Bázikus oldatokat képező sók Erős bázis (pl. NaOH) + gyenge sav (pl.CH 3 COOH) → nátrium-acetát CH 3 COONa + H 2 O → CH 3 COOH + NaOH CH 3 COO - H + OH - Na + teljesen disszociál részlegesen disszociál [H + ] < [OH - ]

20 6. Puffer rendszerek. Puffer rendszerek pH-ja jelentős mértékben „stabil”, kisebb mennyiségű sav vagy lúg hozzáadásával nem változik számottevően. Gyenge sav erős bázis sója + gyenge sav Gyenge bázis erős sav sója + gyenge bázis HAc H + + Ac  Ha 1 mól ecetsavból és 1 mól nátrium-acetátból készítünk 1 dm 3 oldatot akkor a [sav] = 1 és a [só] = 1. [H + ] = K s = 1, pH = 4,75 Ecetsav – nátrium acetát puffer működése

21 Ammóniumklorid – ammóniumhidroxid puffer rendszer Savas hatás esetén Savas hatás esetén NH Cl - + NH 4 OH + H + → 2NH Cl - +H 2 O lényeg:NH 4 OH + H + → NH H 2 O Lúgos hatás esetén Lúgos hatás esetén NH Cl - + NH 4 OH + OH - → 2NH 4 OH +Cl - lényeg:NH OH - → NH 4 OH Egy komponensű puffer: hidrogén karbonát ion

22 7. Oldódás, oldhatóság. VegyületOldhatóságiszorzatVegyületOldhatóság g/100g víz) AgCl 1,77* AgNO 3 AgNO BaSO 4 BaSO 4 1,08* CuSO 4 CuSO 4 21 CaCO 3 CaCO 3 3,36*10 -9 FeCl 3 FeCl 3 92 CaSO 4 CaSO 4 4,93*10 -5 KMnO 4 KMnO 4 6,5 HgS 2,00* KNO 3 KNO 3 32 PbSO 4 PbSO 4 1,58*10 -8 NH 4 NO 3 NH 4 NO NaCl 36 NaOH 109 L = 1,58*10 -8 = [Pb ++ ]*[SO 4 -- ] ~0,0001 mol/dm 3 0,0207 g/dm 3 ~ 20 ppm konstans

23 Szilárd anyagok oldódása Az oldhatóság hőmérsékletfüggése - növekvő és csökkenő - az oldáshő előjelétől függően Az oldhatóság hőmérsékletfüggése - növekvő és csökkenő - az oldáshő előjelétől függően A nyomás gyakorlatilag nem változtat az oldhatóságon A nyomás gyakorlatilag nem változtat az oldhatóságon negatív oldáshőpozitív oldáshő

24 8. Komplex vegyületek és alkalmazásaik. Fém-ionokból és ligandumokból álló, és az alkotórészek egyedi tulajdonságaitól eltérő kémiai sajátságokat mutató vegyületeket komplex vegyületeknek nevezzük. Jellemző kötés – datív kovalens kötés Fémionok – d mező elemei elektron befogadására alkalmas d pályák Ligandumok – szabad elektronpárral rendelkező molekulák vagy ionok 4Au + 8NaCN + O 2 + 2H 2 O => 4Na[Au(CN) 2 ] + 4NaOH Toxicitás, nehézfém oldatba vitel, élettanilag fontos vas megkötése Toxicitás, nehézfém oldatba vitel, élettanilag fontos vas megkötése de a Kálium-ferrocianid (Sárgavérlúgsó) K 4 (Fe(CN) 6 ) bor derítésre EDTA (Calgon) szerkezeti képlete: (szerves komplex - kelát) HOOC – CH 2 CH 2 - HOOC N – CH 2 – CH 2 - N N – CH 2 – CH 2 - N HOOC – CH 2 CH 2 - HOOC

25 Komplex szennyezők kicsapatása Lúgos bontás – hidroxo komplex Lúgos bontás – hidroxo komplex Komplexképződési egyensúly Komplexképződési egyensúly – szabad komplexképző eltávolítása (másik fázis, oxidáció) - Erősebb csapadékképző komplex Trimercapto-s-triazin tmt 15® szennyvizekben oldott, komplex kötésű, egy- és kétértékű nehézfémek (pl. ólom, kadmium, réz, nikkel, higany, ezüst) kicsa- patására, mivel ezeket komplex- képző anyagok jelenlétében nem lehet hidroxidok formájában kicsapni.

26 9. Homogén és heterogén rendszerek. Homogén rendszerek Homogén rendszerek tulajdonságok függetlenek a helykoordinátáktól tulajdonságok függetlenek a helykoordinátáktól Inhomogén rendszerek Inhomogén rendszerek a helykoordináták szerint folytonos függvény a helykoordináták szerint folytonos függvény Heterogén rendszerek Heterogén rendszerek tulajdonságok függésének szakadása van tulajdonságok függésének szakadása van Fázisok (folytonos, diszperz) Fázisok (folytonos, diszperz) Egykomponensű, többkomponensű rendszerek Szabadsági fok

27 Megosztott fázis LégneműCseppfolyósszilárd Tömb-fázishomogénheterogénhomogénheterogénhomogénheterogén légneműelegy--köd-füst, pórus- rendszer, szivacs cseppfolyósoldathabelegyemulzióoldatszuszpenzió szilárdhab, pórus- rendszer, szivacs zárványelegy, ötvözet kőzet Összetett anyagi rendszerek

28 Fázisok közötti anyagmozgás Egyensúlyra vezető folyamatok Halmazállapotváltozás: Párolgás-kondenzálás, olvadás-fagyás Halmazállapotváltozás: Párolgás-kondenzálás, olvadás-fagyás Elegyedés – Elegy-szétvállás (szételegyedés) Elegyedés – Elegy-szétvállás (szételegyedés) Oldódás – Kicsapódás (oldhatósági szorzat, komplexképződés) Oldódás – Kicsapódás (oldhatósági szorzat, komplexképződés) Abszorpció – Deszorbció (folyadék – gáz) Abszorpció – Deszorbció (folyadék – gáz) Adszorpció – Deszorpció (szilárd – gáz, szilárd – oldott anyag) Adszorpció – Deszorpció (szilárd – gáz, szilárd – oldott anyag) Nem elegyedő oldószerek közötti megoszlás Nem elegyedő oldószerek közötti megoszlás Extrakció Extrakció Desztilláció Desztilláció

29 10. Az abszorpció. Fizikai abszorpció, amikor a gázkomponens csak egyszerűen oldódik az abszorbensben. Ilyenkor a komponens oldódását az egyensúlyi viszonyok, tehát a gáz parciális nyomása és folyadékban lévő koncentrációja szabják meg („Henry-törvény”). Fizikai abszorpció, amikor a gázkomponens csak egyszerűen oldódik az abszorbensben. Ilyenkor a komponens oldódását az egyensúlyi viszonyok, tehát a gáz parciális nyomása és folyadékban lévő koncentrációja szabják meg („Henry-törvény”). Ilyen esetek pl. széndioxid oldódása vízben, szerves oldószergőzök elnyeletése vízben. Kemoszorpció (kemiszoprció), amikor a gáz abszorpcióját a folyadékfázisban kémiai reakció követi, és az abszorpció nem tekinthető egyensúlyi folyamatnak. Kemoszorpció (kemiszoprció), amikor a gáz abszorpcióját a folyadékfázisban kémiai reakció követi, és az abszorpció nem tekinthető egyensúlyi folyamatnak. Ilyen pl. széndioxid elnyeletése nátrium hidroxid oldatban, füstgázok meszes vízzel történő mosása. Kemoszorpció esetén elvileg teljes elnyeletést lehet megvalósítani. A keletkező reakciótermék felhasználásáról ill. elhelyezéséről gondoskodni kell.

30 Az abszorpciót hőjelenségek is kísérik. Az abszorpciós hő három fő rész összege: kondenzációs hő, oldáshő, hígítási hő. A hígítási hő az első kettőhöz képest elhanyagolható. A gyakorlatban előfordul izotermnek tekinthető abszorpció is, ahol a hőjelenségek elhanyagolhatók, pl. szénhidrogének abszorpciója olajban. Forró gázok abszorpciója esetén, ha az abszorbens hőmérséklete alacsonyabb a gáz(ok) kondenzációs hőmérsékleténél, akkor a gázok „belekondenzálnak” az abszorbensbe, és jelentősen felmelegítik annak hőmérsékletét. Az abszorpció hőjelenségeit figyelembe kell venni, mert a hőmérséklet emelkedésével a gázok oldékonysága, abszorpciója romlik. Többfokozatú abszorció.Ellenáramú abszorpció

31 11. Az adszorpció. ADSZORBENSEK Olyan speciális tulajdonsággal rendelkező anyagok, melyek felületükön olyan részecskék találhatók, melyek egyoldalú erőhatásnak vannak kitéve a fázis belseje felé ható vonzó hatásnak, így saját vonzóerejük egy része szabadon marad, melyek más anyagok megkötését teszik lehetővé. A megkötő felület az adszorbens, a megkötött anyag az adszorptívum. Az adszorpciót befolyásoló tényezők :  hőmérséklet (T emelésével nő a részecskék hőmozgása, csökken az adszorpció)  nyomás (növelése növeli az adszorpciót)  adszorbens minősége (lyukacsos, érdes felület kedvez, illetve a felület polaritása is befolyásol, „hasonló a hasonlót köt meg” elv)  oldószer minősége : részint ő maga is lehet adszorptívum, részint az adszorbeálódó anyag oldhatóságát befolyásolja.

32 Adszorpció talajban A nehézfémek mobilitása A nehézfémek mobilitása tápanyaggazdálkodás tápanyaggazdálkodás környezetvédelem környezetvédelem A nehézfémek oldhatósága, ionformái függnek a pH-tól A nehézfémek oldhatósága, ionformái függnek a pH-tól A talaj, mint nagy felületű (változó felület töltéssel rendelkező) adszorbens jelentősen befolyásolja az oldhatóságot A talaj, mint nagy felületű (változó felület töltéssel rendelkező) adszorbens jelentősen befolyásolja az oldhatóságot Modell: Langmuir izoterma (hidrogén – Pt) Modell: Langmuir izoterma (hidrogén – Pt) Füstgázból szennyező komponensek megkötése (dioxin, furánok) Heterogén katalízis (pl.: autó katalizátora) első lépés – adszorpció Oldatból szennyező oldott anyagok megkötlése (nehézfémek, arzén)

33 12. Kolloid rendszerek és tulajdonságaik. Többkomponensű rendszerek molekuláinak eloszlása alapján a rendszereket homogén (tökéletes elegyedés, egyetlen fázis) rendszerek és heterogén rendszerek (makroszkopikus elkülönülés, pl.csapadékot tartalmazó oldat) csoportjára tudjuk felosztani. A gyakorlatban azonban vannak olyan rendszerek, amik nem tartoznak egyik kategóriába sem, ezek a rendszerek a kolloidok, melyek nm (esetleg 500 nm) szemcseméretű részecskét tartalmaznak. A kolloidok, bár méretük alapján átmenetet képeznek a homogén és heterogén rendszerek között, valójában mégsem jelentenek átmenetet, mert szemcseméretük miatt sok csak a kolloidokra jellemző tulajdonsággal bírnak. Az új és egyedi tulajdonságok megjelenése a rendszer fajlagos felületének (felület/térfogat) jelentős növekedésével indokolható.

34 A diszpergált részecskék típusa szerint Mikrofázis: pl. csapadék, a köd, a füst, az emulzió, a szuszpenzió… Makromolekulás kolloid: pl. fehérje, ragasztók, lakkok, zselatin, polimer Asszociációs kolloid: pl. szappanoldat (micellák!) Kolloid oldat átalakulásai: Szol hűtés, vagy oldószer-elvonás melegítés, vagy oldószer hozzáadás Gél Pl. a szilárd zselatin (xerogél) oldás (duzzadt xerogél), majd (liogél),mele- gítés (lioszol), majd lehűtés (liogél)

35 A diszpergált részek halmazállapota RendszerGázFolyékonySzilárd aeroszol-kolloid köd (pl:légköri köd) kolloid füst (pl:dohányfüst) lioszolkolloid hab (szappanhab) emulzió (pl: tej) szuszpenzió (pl:kolloid kénoldat) xeroszolszilárd hab (zárványokban) folyadékzárvá ny (pl: a vaj) szilárd szól (rubinüveg, ötvözetek) A kolloid rendszerek csoportosítása a diszpergált fázis és a diszperziós közeg halmazállapota szerint Kolloidrendszerek stabilitása – védőkolloid (töltés, felületaktív anyag, makromolekula) Gyakorlati problémák:füstgáz-tisztítás, csapadék-elválasztás, emulzió-bontás

36 13. Felületaktív anyagok és alkalmazásuk. olajos fázis v. levegő vizes fázis poláros csoport apoláros rész szenny- részecske H2OH2OH2OH2O H2OH2OH2OH2O A felületről a detergens nedvesítő hatása választja le a szennyrészecs- kéket, és emulgeáló hatása tartja azokat emulzió formájában a vizes oldatban. Ezt a kettős hatást nevezzük együttesen detergens hatásnak. A szennyezést asszociációs kolloid formában tartó micella

37 Felület borításához kevés molekula is elég kis mennyiség – nagy hatás Felület megváltoztatása felületi feszültség csökkentése HABKÉPZŐDÉS habképződés gátlása leszorítás pl. alkohol Védőkolloid hatás – elválasztási probléma (csapadék, emulzió) Megszüntetés – a detergens elroncsolása (oxidáció, mikrobák) - a detergens kicsapása (Ca-szappan)

38 Tüzelés Levegőbevezetés: légfelesleg tényező  1 Tüzelési hőmérséklet: o C Keletkező reakció termékek:füstgáz, kiégett salak Füstgáz főbb komponensei: CO 2, H 2 O, O 2, N 2 Pirolízis (kigázosítás) Hevítés: levegőtől elzárva Kigázosítási hőmérséklet: o C Keletkező reakciótermékek:pirolízis-gáz, szilárd éghető anyag (pirolízis-koksz), mely tartalmazza az inert alkotókat is. Pirolízis-gáz főbb komponensei: C n H m 14. Hőbontás, oxidáció

39 Elgázosítás Gázosító közeg: oxigén vagy vízgőz Elgázosítási hőmérséklet:  1200 o C Keletkező reakciótermékek: éghető gáz, folyékony salak Gázösszetétel:CO, H 2, CO 2, H 2 O Plazmatechnológia Első lépcső: magas hőmérsékletű pirolízis (salakolvasztó kamrában), ahol a szükséges energiát plazmaégő biztosítja. A plazmaív egyenáramú feszültségforrás hatására a salakfürdő és a plazmaégő között alakul ki. Hőmérsékletek: Plazmaív: kb o C Salakolvadék: kb o C Második lépcső: a pirolízis gáz tökéletes kiégetése o C-on

40 Rákospalotai szemétégető 15. Füstgáz-tisztás kémiai folyamatai

41 Reakciók NO redukció ammóniával NO + 4.NH 3 = 5.N H 2 O Ammónia-előállítás karbamidból CO(NH 2 ) 2 + H 2 O = CO NH 3 SO 2 + Ca(OH) 2 = CaSO H 2 O Mésztej előállítás: CaO + H 2 O = Ca(OH) 2 2.CaSO 3 + O 2 = 2.CaSO 4 gipsz képződés A lignitkoksz adszorbeál (nehézfémek, dioxinok) Az adszorbens eltávolítása szűréssel –> veszélyes hulladék lerakó

42 16. Kipufogógáz-tisztás kémiai folyamatai

43 oxidáció (Pt és Pd): 2 CO + O 2  2 CO 2 szénhidrogén + O 2  CO 2 + H 2 O 2 H 2 + O 2  2 H 2 O NO redukció (Rh): 2 NO + 2 CO  N CO 2 NO + szénhidrogén  N 2 + CO 2 + H 2 O 2 NO + 2 H 2  N H 2 O 2 NO + 5 H 2  2 NH H 2 O szénhidrogén + H 2 O  CO + CO 2 + H 2 kisebb valószínűséggel lejátszódó reakciók: 6 NO + 4 NH3  5 N2 + 6 H2O 2 NO + H2  N2O + H2O 2 N2O  2 N2 + O2

44 17. Víz és szennyvíztisztítás kémiai folyamatai Csapadékképződés (FePO4) Kolloid megszüntetés (idő, felületi tültés megszüntetés: pH, polielektrolit) Habzásgátlás (detergens) Nitrifikáció, denitrifikáció (mikrobák) Redukció (metánképződés – mikrobiológia) Oxidáció klórozás, Hypo Ivóvíztisztítás – adszorpció aktív szén fertőtlenítés mangán és vastalanítás (oxidáció – levegőztetés)

45 18. Szennyezések csapadékképzésen alapuló elválasztása Rosszul oldható sók képzése – oldhatósági szorzat Foszfát eltávolítás szennyvízből (FePO 4, AlPO 4 ) FeCl 3 + PO 4 3- = FePO Cl - L = 1,3E-22 Nehézfémek kicsapása rosszul oldható hidroxid formában oxidációs állapot - oldhatóság Trimercapto-s-triazin komplex formájában

46 Szennyezések csapadékképzésen alapuló elválasztása Kolloid szennyezők eltávolítása (koaguláció) Részecskék elektromos töltésének csökkentése pH függvényében – H + ill OH - ionok megkötődése (izoelektromos pont) Védőkolloidok (szerves makromolekulák, detergensek) elbontás (mikrobiológia – eleven iszap) detergens megkötés polielektrolittal Hídképző flokkuláció polimerrel alacsony koncentrációban (magasabb koncentrációban védőkolloid!)


Letölteni ppt "Környezettechnológia kémiai módszerei TÉTELEK Tolner László egyetemi docens Környezettudományi Intézet Talajtani és Agrokémiai Tanszék Tananyag:"

Hasonló előadás


Google Hirdetések