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解开防疫期的霾源之谜

解开防疫期的霾源之谜
文/李树生
一、防疫期免费完成排它性的霾源试验 

新冠肺炎大爆发,全国启动Ι级应急响应。2020年的正月,国人闭门不出,工业生产和百姓活动按下停止键,华北仍四次爆发雾霾,意外免 费展示“污染行业”大范围试验结果:

(1)工厂停了证明污染与工业生产无关。

(2)汽车停了证明与尾气排放无关。

(3)建筑停了证明与工地扬尘无关。

(4)煤改气及饭店停业证明与生活排放无关。

(5)禁鞭炮和停止娱乐活动证明与节日庆祝无关。

防疫期,唯有实现超净排放的电厂和供热燃气锅炉在运行,雾霾依旧频繁笼罩大地,极为清洁的生产环境下,难道雾霾是天上掉下来的吗?排它试验结论是:雾霾是空中生成的,只剩下这一种可能了。



二、国内外研霾四大怪 
第一怪:雾霾半天突发却怨连续微排 
七年来为什么从不研究天空雾霾快速生成的原因,却年年只盯着地面上的微尘直排。半天内由蓝天变成雾霾的事实证明,污染物直排没有必备的聚成时间,这一极为重要的短时拐点,却从未引起国内外专家的重视,更无人研究。雾霾天气无风,无风就不是外地刮来的,如有长距离的定向风,雾霾早就没了,静稳天气哪来“城市雾霾通道”?

第二怪:明明实现超净排放仍年年喊排放量太大
2012年以前我国烟气颗粒物排放标准200mg/m3没发生雾霾。2013年排放标准为100mg/m3,五年连续提标,2017年达到超净排放 10mg/m3以下,污染物极少为什么雾霾反而爆发了?事实证明减排工艺 带来了不为人知的极强副作用。实现超净排放,哪来的“污染排放强度太大”、“产业结构偏重”、“环保污染积重难返”?我国工农业综合减尘,效果显著功不可没,为什么仍年年喊排放量太大而自我否定呢?

第三怪:百亿研霾费从不研究雾霾自身 
针对国内外认为“雾是雾,霾是霾,雾和霾合在一起形成雾霾的论断”进行试验,发现雾和霾合在一起,高温下雾与霾分离,雾升霾落地。模拟雾霾频发的寒冬,纯净的雾和霾结成冰一起落了地,因此现实中不存在“雾和霾合在一起形成雾霾”的可能。试验还发现,雾霾单体成分还有更多更重要的化学成分粘合在一起。国家下拨上百亿科研经费,为什么没有一笔用于研究雾霾单体的化学成分?雾霾单体化学成分未查清,强制实施“壮士断腕”行动,大规模停产限产联防联控,竟没有一次扼制住雾霾或降低雾霾一个等级。

第四怪:明知刮风雾霾消失却从不研究机理用于治霾 
七年治霾怪现象,人人皆知刮风雾霾消失,如将这一机理研究清楚, 反过来对症治理,就能根除雾霾。为什么全国成千上万科研院所,竟没有 一个官方拨款的科研单位来研究?刮风雾霾消失的原理,是风将带微电荷的雾霾团粒之间快速摩擦,正负电荷抵消,失去微电吸附力的不凝气体(燃烧产生的二氧化碳和空气,78%为氮气)分离,水分升到云层,尘霾落地,雾霾没了。

雾霾起源和治霾新思路的科研成果:
(1)2014年5月26日国务院发展研究中心网站“拨开雾霾见蓝天” 栏目发表。
(2)2017年国务院内参【国是】12期“专家视角”栏目发表。
(3)2014年9月全国政协公函要求环保部组织专家召开了研讨会。
(4)关于城市燃气霾和工业燃煤霾的成因及对症治理,详见《中国 治霾100问》 。
三、霾源解谜 

1.高温烟气测试:用没上脱硫的烟气试验,100℃以上高温烟气排放,水汽上云层,粉尘落了地。测试结果,高温烟气的分离特性,解开 2012年以前尘排量虽大却形不成雾霾之谜。


2.霾源探索:雾霾爆发后的三个月调查发现我国轻重工业排尘都是大幅减量无一增量,唯一增量却从未引起国内外专家注意,那就是烟气脱硫大量喷水降温和增加碱性物质。治霾“灯下黑”,国内外普遍认为脱硫完美无缺,试验和事实证明,任何药物都有副作用,脱硫也不例外,脱硫在消除大气酸雨的同时,意外带来了雾霾、气溶胶、PM2.5超标的次生害,只是国内外至今尚未发现和承认,脱硫大量喷水降温和增加碱性物质与静稳天气雾霾爆发的因果关系。

3. 轻霾成因:烟气“大白龙”甚至“双白龙” 的形成,是因为高温干烟气经脱硫大量喷水,降为42~60℃低温湿烟气,脱硫用石灰水或氨水属于碱性物质,低温水将酸性烟气与脱硫碱(图4) 脱硫烟气“双白龙”实照性物质粘在一起,空中酸碱化合成盐。低温湿烟气的五种化学成分:酸性烟气、碱性物质、水雾、微尘和氮气。空中水与酸碱化合成霾,五种化学成分变成雾、霾和氮气三种,脱硫引发的酸碱化合只能形成轻微污染。


4.重霾起源:锅炉烟气经过电除尘和湿电,携带了吸附力很强的静电,由风机吹出烟囱扩散,由于静稳天气的烟气静电吸力大于微风吹散力,静电好似吸铁石吸铁,快速将原来高温清洁排放到大气中的酸性气体、碱性气体、水雾、尘霾甚至惰性气体吸附,酸碱化合后带静电的雾、霾、氮气三种组合体,再迅速向周围扩散,引发一轮又一轮的酸碱化合反应和置换反应,生成VOC、硫酸盐、铵盐、硝酸盐、碳酸盐、氮氧化物等复杂酸性盐污染物,其中铵盐是脱硫用碱性氨水与酸性烟气在空中化合生成的。雾霾空中化合量比烟尘量要大几十倍甚至上百倍,持续的静电吸附化合快速生成雾霾云团。

5. 雾霾关联解谜: 

(1)为什么2013年1月雾霾频发,原因是脱硫同时投入在线监测, 造成低温湿烟气巨量增排,加上静稳天气同时发生形成的。

(2)济南、徐州等地雾霾天,中心城区霾度常高于工业污染区,这 是因为工业区排放大量热能携带污染物对流到高空,冷却后在生活低温区

沉降形成的。

(3)雾霾爆发三要素:低温湿烟气排放、静稳气象条件、静电吸附 酸碱化合,三者缺一不可。

四、雾霾成因验证 

山东省科学院周勇博士,2019年4月在《科学与管理》第39卷发表 《雾霾大爆发的根本原因:湿法脱硫取消GGH引发PM2.5粒数暴增》文 章,这一官方科研机构,用济南市多年环保统计数据刻画出雾霾突变的拐 点年份,验证雾霾是 2013年初全面投入在线检测的湿法脱硫造成的。


五、对症治霾 

1.污染源分析

治霾首先要找准霾源,对症下药,才能药到霾除。从烟囱排放的五种化学成分来分析:

(1)凡燃烧就有CO2酸性烟气排放,无法去掉。

(2)脱硫碱性物质是工艺需要,不能省去。

(3)超净排放的粉尘已微乎其微,可忽略。

(4)惰性气体不参与化学反应,不必考虑。

(5)只有烟气含水,形成能源浪费、水资源浪费,成了环境化合污 染的根源,应该消除。

2. 低碳治霾新思路 

垃圾是放错位置的资源,根据能量守恒定律,热量既不能凭空产生, 也不会凭空消失,烟汽含有大量宝贵热能,先将高温烟气废热回收利用,再将脱硫后的烟气除湿脱白,具有节能、节水、治霾等一举多得的成效, “工业废汽变宝”实现“城乡采暖微耗能”。低碳治霾中试结果,将高温烟气 60~80%余热回收,导致脱硫补水量和烟囱排汽量大减,达到节能微排效果,用中国智慧开辟“锅炉减一条低温湿烟气排放,天空少一片霾源化合演变”的低碳治霾新路。

六、建议 

1. 建议成立国务院治霾办

为迅速打赢蓝天保卫战,需打破现有机构限制,将节能、治霾、城市生态文明建设和保障百姓心身健康紧密融为一体,治霾办下设治霾科研中心,由不受现有职衔限制的优秀治霾科技人才组成。

2. 低碳治霾建议

根据雾霾污染物来源,直排粉尘≤1%,原始酸碱化合物≤4%,空中吸附酸碱化合污染物≥95%的霾源特性,通过节能和除湿脱白技术改造,将低温湿烟气变成低温干烟气,干烟气的酸碱不化合,从根本上遏制雾霾的发生。

一是低碳治霾节能效益显著,可完成国家下达的节能减排任务。

二是低碳治霾可采用合同能源管理模式,用十年废热利用的节能经济效益当作工程投资。只要政府高度重视,将低碳治霾列入国家重点治霾项目,针对轻重工业霾源技改,一至两年就能打赢蓝天保卫战。


本文为雾霾研发的原创技术,详见《中国治霾100问》。)


附件一:国务院发展研究中心2014年发表李树生的研霾报告

附件二:国务院内参【国是】2017年发表何平、李树生的研霾报告


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