航天技術(shù)治霧霾：廢氣“消毒”燒干凈
大年初一，霧霾給了留守在北京的人們一個下馬威。盡管隨后幾天，天氣不錯，但從根兒上治理霧霾的聲音還是越來越響亮。
在尋找治霾的方法時，有人瞄向了航天技術(shù)。
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航天技術(shù)真能治霾嗎？
有人懷疑，筆者卻說：有譜。
案例直擊 尾氣中硫磺接近“全回收”
說有譜，是因為有例子擺在眼前：
2008年，陜西延長石油（集團）延安煉油廠應(yīng)用了中國航天科技集團六院北京11所（以下簡稱北京11所）的焚燒環(huán)保技術(shù)，成為全國煉油行業(yè)第一家廠區(qū)廢氣脫硫脫硝、尾氣排放達(dá)標(biāo)的煉油生產(chǎn)企業(yè)。
2010年，陜西延長石油（集團）延安石油化工廠同樣在硫磺回收裝置含氨廢氣處理工段使用了北京11所焚燒環(huán)保技術(shù)，廠區(qū)廢氣脫硫脫硝、尾氣排放達(dá)標(biāo)。
2012年，鄂爾多斯國泰化工有限公司使用了CLAUS硫磺回收工藝+尾氣處理技術(shù)，該技術(shù)為美國FLUOR公司和北京11所共同開發(fā)，其尾氣中硫磺回收率達(dá)到99.99%，接近“全回收”。
細(xì)心的讀者可能已發(fā)現(xiàn)三個案例的共同點：使用了北京11所的焚燒環(huán)保等技術(shù)，能夠最大程度地對尾氣進(jìn)行脫硫或脫硝。
工業(yè)上的含硫、含氨的廢氣，很容易成為引起霧霾的主要元素：硫酸和硝酸，必須進(jìn)行治理后才能排放到環(huán)境中，而北京11所的焚燒環(huán)保等技術(shù)是從火箭發(fā)動機技術(shù)轉(zhuǎn)化而來。
從這個角度來講，航天技術(shù)治理霧霾有譜。
技術(shù)追蹤 火箭發(fā)動機的“噴”和“混”
那么，航天人用的是火箭發(fā)動機的什么技術(shù)呢？
在火箭的尾部，有幾個像大鐘狀的物體，它們就是火箭發(fā)動機的噴管。
攜帶液體燃料的火箭發(fā)動機，它的燃料和氧化劑分別存儲在不同的貯箱里；鸺枰獑訒r，通過火箭發(fā)動機的噴注器，讓液體燃料和氧化劑噴出，在極短的時間內(nèi)充分混合，點火燃燒，并引導(dǎo)產(chǎn)生的高溫高壓氣體以極快的速度噴射出去，從而產(chǎn)生強大的推力。
“太空中沒有氧氣，氧化劑和燃料都靠火箭自身攜帶。”北京11所工程師袁宇說，“每一克都極其珍貴，絲毫不能浪費。”
要想不浪費，必須讓燃料和氧化劑精確地混合，才能充分燃燒，對于液體火箭發(fā)動機來說，這種混合可不容易。
“首先，火箭發(fā)動機里流量非常大，每秒鐘要燒掉幾十上百公斤推進(jìn)劑。”袁宇介紹，“其次，不能提前混合好，那樣會引起爆炸，留給混合的時間極其短暫，僅有幾毫秒，要在燃料和氧化劑噴出的一霎那間完成。最后留給燃燒反應(yīng)的時間也非常短暫，從噴入燃燒室到變成氣體噴出，中間停留的時間也不到10毫秒。”
于是，科學(xué)家們想出了火箭發(fā)動機噴嘴技術(shù)，該技術(shù)能讓氧化劑和燃料通過不同的噴嘴，在以極高的速度噴射而出的同時，瞬間實現(xiàn)充分混合。
“要噴得巧妙，才能混合得均勻。”袁宇說，“通過噴和混，精確地控制燃料和氧化劑混合的速度及流量分布，讓燃料和氧化劑在極短的時間內(nèi)燒得干干凈凈。”
說到這，對怎樣利用航天技術(shù)治理霧霾，可能有人已經(jīng)猜到了幾分。
治霾解析 讓廢氣燒得干干凈凈
“正是利用的這兩點：混和噴。”北京11所研究員崔曉蘭介紹，“混指充分混合后讓其充分燃燒，基于火箭發(fā)動機技術(shù)，讓含硫和含氨的廢氣高溫氧化或分解，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化或降低毒性，變成可以回收或低毒性的物質(zhì)，然后排放到大氣中。”
據(jù)悉，該過程首先利用專門的計算軟件，依據(jù)廢氣的成分進(jìn)行熱力計算，然后在特制的燃燒爐中，精確地控制進(jìn)入其中的廢氣和空氣的流量，讓廢氣和空氣的混合比達(dá)到一定精確的水準(zhǔn)，這樣廢氣就能充分燃燒，得到需要的煙氣組分。
“再就是噴，它可以是另一種脫硫方式。”崔曉蘭說，“依托液體火箭發(fā)動機燃燒與控制技術(shù)，對含硫有機廢液廢氣焚燒后產(chǎn)生的煙氣，以氨水作為脫硫劑對煙氣進(jìn)行噴淋洗滌，同時產(chǎn)生副產(chǎn)品硫銨溶液。”
噴淋控制得非常均勻，不僅可以有效脫除煙氣中的SO2，副產(chǎn)品硫銨還可以用于化肥生產(chǎn)原料，該反應(yīng)產(chǎn)生的水溶液能夠循環(huán)利用，因此可以盡最大可能地減少工業(yè)廢水的排放。
是不是貌似很簡單？記者也曾這樣疑惑過。
但是崔曉蘭這樣回答：“會者的確不難，但是還有很多國家沒有掌握這項技術(shù)。而且如果能夠利用這個原理，把汽車發(fā)動機上的噴霧裝置設(shè)計得更精確，混合比控制得更好，燃料就會完全燃燒干凈，不會出現(xiàn)廢氣，更別說黑尾巴啦。”
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