論大氣污染的防治

　　我國早期的環境科學偏重單純研究污染引起的環境問題，現在擴展到全面研究生態系統、自然資源保護和全球性環境問題。特別是污染防治，由工業“三廢”治理技術，擴展到綜合防治技術，由點源的治理技術，擴展到區域性綜合防治技術，并研究開發了無廢少廢的清潔生產工藝、廢物資源化技術等。
　　為控制和整治大氣污染，我國在煤炭潔凈加工開發技術、煤炭潔凈高效燃燒技術、煤炭潔凈轉化技術、污染排放控制技術等方面開展了大量研究和開發，取得了許多新的成果。與此同時，我國大氣污染的防治也取得重要進展。酸雨和二氧化硫控制區的污染防治工作已深入展開。
　　
　　一、煙氣脫硫
　　
　　控制SO2排放的工藝按其在燃燒過程中所處位置可分為燃燒前、燃燒中和燃燒后脫硫三種。燃燒前脫硫主要是洗煤、煤的氣化和液化。洗煤可用作脫硫的輔助手段，經濟適用的煤氣化和液化技術在進一步開發之中。就燃燒中脫硫的型煤和循環流化床燃燒來說，燃用型煤比直接燃用原煤節煤又干凈，較多用于中小鍋爐上；國內最大的循環流化床是75t/h爐型，適用于工業鍋爐和采暖，國外電站應用于機組容量有的高達300t/h。
　　燃燒后煙氣脫硫技術是當前世界唯一大規模商業化應用的脫硫方式，是控制SO2污染和酸雨的主要技術手段。而煙氣脫硫被認為是控制SO2最行之有效的途徑。煙氣脫硫主要有濕法、半干法、干法和硫氮聯脫法等。目前世界上采用煙氣脫硫系統最多的國家為美國、日本和德國。各國目前采用的各種主要煙氣脫硫技術。其中，濕式石灰石-石膏法、噴霧干燥法、LIFAC法、CDSI法是工藝成熟、應用較廣的煙氣脫硫方法。
　　二氧化硫不僅在大氣中形成酸雨，造成空氣污染，而且嚴重腐蝕鍋爐尾部設備，影響生產和安全運行。電站鍋爐是我國二氧化硫的主要排放源，它的特點是煙氣量大，SO2濃度低，綜合利用難度大。在電站煙氣脫硫的運行費中，脫硫劑的費用占有很高比例。我國發電用煤的平均含硫量高達1.15%，因此，電站煙氣脫硫對我國來說更為重要。
　　對于燃煤煙氣凈化技術，近年來，我國在基礎研究和中小鍋爐煙氣凈化技術方面取得了一定進展。為提高脫硫劑的脫硫效率，在Ca（OH）2中加入易潮解鹽和堿，或用燃燒飛灰和Ca（OH）2的水合物作吸著劑，或用活性焦或活性炭作吸附劑，在實驗室研究中都取得一定成果。適合中小型鍋爐的網膜塔除塵脫硫系統、雙擊式除塵脫硫工藝、旋轉噴霧半干法煙氣脫硫小型試驗裝置等都取得初步成效。
　　但是，我國目前還沒有掌握煙氣脫硫設備的設計和制造技術，治理手段也比較落后，排放標準要求低，燃煤鍋爐的二氧化硫排放基本處于失控狀態。
　　
　　二、煙氣脫氮
　　
　　NOx排放控制技術大致可分為二類：改進燃燒技術減少NOx的產生和煙氣中去除NOx。
　　在SOx/NOx的聯合脫除技術中，一類是脫硫技術和脫氮技術（主要是SCR技術）的組合，如SNRB工藝和SNOx工藝。SNRB的原理是在省煤器后噴入鈣基吸著劑脫除SO2，在布袋除塵器的濾袋中懸浮有SCR催化劑并在氣體進布袋除塵器前噴入NH3以去除NOx。該技術己在美國R.E.Burger電廠進行了5MW規模的示范，脫氮率達90％，脫硫率大于80％，據估計用于250MW機組時的投資約為260美元／kW；SNOx技術的原理是以SCF去除NOx，SO2催化氧化為三氧化硫（SO3）在降膜冷凝中凝結水合為硫酸。另一類SOx/NOx聯合脫除技術是利用吸附劑同時脫除硫氧化物（SOx）和NOx，如氧化銅工藝。
　　對煙氣脫硫設備進行改造以滿足控制NOx要求的聯合脫除工藝也是近年來開發的熱點。美國Dravo石灰公司于1991年在邁阿密的Fort電站進行了1.5MW規模的小試，在濕式脫硫系統中加入金屬鰲合劑脫氮率可達60％，增加脫氮后的投資需增加48-65美元/kW，脫除lt NOx的費用為646-830美元。貝納特爾公司則進行了在濕式系統中加入磷的氧化物的小試。美國阿貢國家實驗室在20MW燃高硫煤鍋爐上進行了噴霧干燥法聯合脫硫脫氮的示范試驗，通過在石灰水溶液中加入一定量的NaOH，脫氮率可達50％。
　　
　　三、煙氣靜化
　　
　　塵埃細粒子對人體呼吸系統、大氣能見度和城市景觀等都會產生極其不良的影響。
　　在傳統除塵技術方面，中國已經研究并開發了多種實用有效的技術，我國有90％的火電站裝了除塵器，平均除塵效率達90％，其中靜電除塵（除塵效率達96％）僅占總數的12％。新建大型電站靠高煙囪（210米以上）擴散，擴散效果雖不差，可減輕附近城市的空氣污染，但不能解決地區的污染問題。我國目前的總體平均除塵效率在95％左右，只相當于發達國家20世紀70年代的水平。
　　目前國外煙氣凈化技術比較成熟先進，我國必須與國外合作，學習借鑒國外先進技術經驗。另一方面，當務之急是發展我國自己的煙氣凈化技術及產業，逐步實現煙氣凈化技術和設備的國產化。
　　
　　四、機動車污染控制
　　
　　機動車排放的大量NOx和VOCS（揮發性有機有毒物）是生成O3和形成光化學污染的最主要前體物，而NOx經過一系列的光化學反應還能生成硝酸鹽氣溶膠。北美、歐洲和日本等發達國家的經驗表明，NOx污染的控制比較困難，在這些國家中NOx的達標率往往低于其它大氣污染物。中國以往以SO2和大氣氣溶膠污染作為大氣污染防治研究工作的重點，對NOx和VOCS的研究很少。同時，機動車還可能排放出一氧化碳和細粒子，進而影響大氣環境質量和人體健康。
　　為解決汽車尾氣污染問題，我國已攻克了催化凈化器產業化關鍵技術和柴油機顆粒物排放凈化技術。最近，我國研制成功一種新的自動補氣尾氣凈化裝置，它幾乎能凈化尾氣中的全部一氧化碳和碳氫化合物，對NOx也有降低作用。
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