今年冬季，京津地区重霾压城成为新常态。虽然这一周由于北风强劲，暂时阳光明媚，但估计好景不长，因为北风不会日日有，致霾前躯体排放已经超过环境容量，风速一降下来，污霾气溶胶就会重新笼罩大地。

在一周前曾经发愿，一周提出一个治霾良策，用10周时间，建10个良策，虽然不一定能够立即得到政府采纳，但科学的光亮迟早能驱散污霾，无论中国特色惯性有多大,30年是不需要的。上周把硫磺或硫元素在污霾形成中的机理给予剖析明白。读者应该已经认同，如果管住了硫磺和硫酸气体，不仅能减少五千万吨污霾前躯体，同时使得天朝污霾大气毒性至少降低10倍。这将极大有利于天朝国民健康和社会发展。今天，试图分解明白燃烧对污霾的贡献。但由于燃烧是获得能量的主要途径，天朝化石燃料消耗实在太大，没有5策篇幅，不能做好燃烧减霾的策论。今天只针对天朝各地正在如火如荼进行的煤改气提出良策。估计这一良策若被采纳，亦可减少污霾前躯体五千万吨以上。

煤改气是因为不同的地方官员认识到，以煤为燃料获取能量是污霾前躯体的主要来源。这在天朝无疑是对的。无论用任何燃气，天然气、水煤气还是焦炉气，取代煤作为燃料获取能量，无疑使得硫氧化物排放更加容易控制，也使得氮氧化物排放有可能被控制。

无论用天然气、水煤气还是焦炉气，都使得脱硫变得容易，因为煤直接燃烧，排放的燃烧尾气中硫氧化物的浓度总是低于回收经济浓度。当然现在天朝的硫经济回收浓度非常高，这是因为大量无关税进口工业化国家倾销的硫磺导致的，硫磺价钱太低，回收自然不经济。现有的电厂，大部分采用石灰水吸收氧化硫的方法，号称安装了设备来处理尾气，虽然有一定效果，但效率不会高，且能耗很大，不经济，也不能回收硫磺，因此大部分电厂的尾气脱硫单元，时开时停，这已不是秘密。但是，把煤变成水煤气，或引出炼焦厂的焦炉气，其中的硫就是以硫化氢为主，当然也有一部分其它有机硫。硫化氢和有机硫的脱除，采用醇胺吸收技术，可以脱的很干净。硫化氢和有机硫可以用成熟的Clause催化工艺，生产高品质的硫磺。对于天然气，大部分来源含硫量不高，既使是含硫量高的天然气，也是含硫化氢和有机硫，利用醇胺吸收的方法，加上Clause工艺，也可以在回收硫磺的同时，达到深度脱硫的目的。

关于煤改气，如果采用了上述方法脱硫，则不仅可以获得高品质的工业原料硫磺，也达到了控制燃烧排放硫氧化物的目标。但是，如果说煤改气就一定会减少污霾前躯体，就不一定了。因为如果燃烧条件不当，另一个更毒的污霾前躯体NOX会在燃烧中大量产生。那么，燃气燃烧技术不好，不一定毒物排放比燃煤少。

前几年经常听到天朝地方官和农民兄弟作对，不准农民烧秸秆，秋收季节去地里蹲着抓烧秸秆的。农民也和小官们打游击战，捉迷藏，看不见就烧。这几年据说有的地区装了监控，对农民烧秸秆也狠了起来，据说也弄进去蹲班房。其实，这是科普不到位，地方官冤枉了农民兄弟。烧秸秆看起来浓烟滚滚，其实这个秸秆烟和污霾前躯体不是一回事。当然客观地说，秸秆烟也是视觉污霾的前躯体，但是毒性不大。人类自从懂得刀耕火种，就烧荒。千万年来，农民，不知道古代是不是叫农民，但是人类历来是烧秸秆弄熟饭食的，当然也有的地方有的时候烧牛粪等等。在天朝农村只是近几十年才逐渐烧煤。也没有听说谁烧秸秆做饭中了毒。相反，关于炊烟，旧时代有文人骚客，还写了很多赞美的诗歌和散文。前几年，还有好事之徒，把烧秸秆的锅灰弄去分析，从中发现了大量的纳米碳管和石墨烯。因此，有人说，纳米碳管和石墨烯，是天朝村妇首先制备出来的。

为什麽说烧秸秆的炊烟不怎么有毒，是因为烧秸秆的温度很低，很难超过800 ^oC。NOx则在1000 ^oC以上才在燃烧废气中浓度高起来。虽然说，硫和氮都是遗传物质DNA和RNA的构成部分，但是秸秆不是种子，秸秆的主要功能是支撑，细胞是很大的，收获留下的秸秆主要是细胞壁，由纤维素、半纤维素和木质素构成。秸秆中硫和氮含量都远远低于煤等化石燃料。当然，豆科植物，由于自我根瘤固氮的作用，其秸秆含氮量稍高，但是植物是很精细的，大自然的自然选择，不容许植物浪费硫和氮等物质。因此，秸秆中都不多。烧秸秆的炊烟，主要是水蒸气、不完全燃烧有机物和少量半焦微粒。这些比起化石燃料燃烧排放的硫氧化物和氮氧化物，就不那么可怕。

燃烧废气中氮氧化物的来源，主要有两部分，一部分是燃料中原有的含氮物质，比如构成DNA和RNA的一些片断，在燃烧中生成氮氧化物，当然，温度低的时候，不一定能烧成氧化物，但是在大气中会部分演化成氧化物，也能演化成毒性更高的有机含氮物质，如吡啶衍生物。更多的氮氧化物，是因为空气中的氧氧化空气中的氮生成的，这需要很高的温度。大约在1000 ^oC的燃烧废气中才能检测到，然后随着温度的升高，呈指数快速升高。在1300 ^oC以上，可能达到1000 mg/L。当然，这个生成量，除了温度以外，还取决于燃烧火焰中，存在的催化剂物种和量。由于煤的组成复杂，因此煤燃烧，生成的氮氧化物量会大一些。但是，既使是纯净的甲烷燃烧，1300 ^oC以上，生成的氮氧化物的量也很大。

催化燃烧，则使得燃烧过程成为可控的过程。无论工业、农业、饮食还是家居，绝大部分需要能量的场合，不需要1000 ^oC以上的温度。比如，工厂烧水蒸汽，一般不需要500 ^oC以上的。那么催化燃烧，可以把温度控制起来，没有超过1000 ^oC的火焰，就不产生任何氮氧化物。同时，催化燃烧对炉具材料的耐温要求极大降低，还可以有效降低锅炉和炉具的投资。这是佰利无一害的事。

建议天朝政府，即使煤改气进程慢点，采用催化燃烧也会带来很大好处。如果不用催化燃烧，用传统的火焰燃烧，氮氧化物不仅不会比烧煤排放少，燃烧不当，还会更多。

估计催化燃烧若能推行，通过煤改气，也可以减少致霾前躯体排放五千万吨以上。

当然，催化燃烧还可以用于极大减少可挥发有机物的排放。这个将作为10策之最后一策建议。

 

 

 

祝各位同行2016吉祥！祝愿2016没有污霾！

 

2016年1月15日于天南大联合楼

另外：请访问：http://eecat2016.ydlilab.com/，也欢迎在10月份参加EECAT 2016，加入能源和环境治国良策的讨论。

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