“天方夜譚”成為現(xiàn)實(shí) 制霾高爐或有望轉(zhuǎn)崗治霾
現(xiàn)在我們連霧霾這個(gè)“敵人”從哪里來，即它們的形成機(jī)制都不清楚，治理起來顯得很盲目。華北地區(qū)嚴(yán)重的霧霾污染已經(jīng)引起了世界的震驚，在歷次發(fā)布的全國空氣質(zhì)量最差的十大城市中，華北占了十之八九，實(shí)在是觸目驚心，這種慢性“毒藥”正在吞噬著人類的健康。
實(shí)際上，霧霾鎖城頻繁上演和華北地區(qū)整個(gè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。中科院過程工程研究所研究員許志宏，在冶金界和化工界工作了六十余年，首次提出了“將過剩產(chǎn)能高爐改為造氣爐生產(chǎn)清潔氣體能源”的方案，有望促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，從源頭上診治霧霾，永續(xù)“APEC藍(lán)”不再是夢。
當(dāng)務(wù)之急是揪出“元兇”
近年來，鋼鐵、火電、煤炭、交通、建筑、不清潔汽油等導(dǎo)致華北成為全國霧霾污染最為嚴(yán)重的地區(qū)。
在鋼鐵和化學(xué)工業(yè)中，少量的固體顆；蛞旱沃械奶?xì)浠衔锛尤氲礁邷貭t膛或火焰中，當(dāng)溫度瞬間從常溫驟然達(dá)到1100°C～1600°C高溫或更高時(shí)，所有的化學(xué)鍵都將被打開，從而形成很多極小的碳顆；驘o機(jī)的懸浮物，這些固體顆粒物與水蒸汽或其他氣體形成氣溶膠，就形成了霧霾。在許志宏看來，這應(yīng)該就是鋼鐵和化學(xué)工業(yè)中的霧霾形成機(jī)制。
“我們對(duì)于霧霾的性質(zhì)是近些年才認(rèn)識(shí)的，過去，一般化工廠、發(fā)電廠并沒有對(duì)于PM2.5的檢測，更多的是測煤的轉(zhuǎn)化率，很多工廠根本就不知道自己是產(chǎn)生PM2.5的‘元兇’。”許志宏說。
“就像埃博拉病毒一出現(xiàn)，國際醫(yī)學(xué)界馬上就開始進(jìn)行大量的基礎(chǔ)研究，分析其病原體。”中科院過程工程所副研究員公旭中也指出，“但對(duì)于中國非常嚴(yán)重的PM2.5環(huán)境問題，卻沒有深入剖析其產(chǎn)生的來龍去脈和前世今生。”
目前，中科院過程工程所與中科院大氣所合作，正在準(zhǔn)備對(duì)即將“被拆除”的河北一家鋼鐵企業(yè)的高爐進(jìn)行檢測，進(jìn)而計(jì)劃將過剩煉鐵高爐改成移動(dòng)床造氣爐，進(jìn)行生產(chǎn)清潔氣體能源的擴(kuò)大試驗(yàn)。
據(jù)許志宏介紹，以前的高爐過程本身并不產(chǎn)生PM2.5，而是由于市場經(jīng)濟(jì)的驅(qū)動(dòng)，為了節(jié)約焦炭、節(jié)約成本，越來越多的高爐開始噴煤粉，因?yàn)榻固勘让悍圪F六七倍之多。
許志宏認(rèn)為，要想消滅霧霾，首先要找出霧霾的成因和條件，然后根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)去解決。一些即將關(guān)閉的現(xiàn)代化高爐，有可能在采用新技術(shù)后，改成特大型的造氣爐，這些清潔的煤氣通過化工網(wǎng)絡(luò)可為多種工業(yè)提供燃料或原料。
治理霧霾的一條出路
2013年我國粗鋼產(chǎn)量7.79億噸，隨著海外鐵礦價(jià)格不斷攀升，生產(chǎn)成本也隨之增加，由于華北地區(qū)鋼鐵產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，環(huán)境污染嚴(yán)重，促使國家實(shí)行關(guān)停一批高爐的政策，許多企業(yè)面臨破產(chǎn)和并購的風(fēng)險(xiǎn)。
“提出調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的新技術(shù)、新思路，盤活過剩產(chǎn)能高爐，改成大型造氣爐，利用型煤氣化產(chǎn)生煤氣，通過凈化，獲得大量H2、COH2的清潔氣體能源，支持化工合成工業(yè)和IGCC發(fā)電工業(yè)的發(fā)展，為治理霧霾作貢獻(xiàn)，為面臨倒閉的鋼鐵企業(yè)尋找生路，是我們正在做的事情。”許志宏說。
他建議，如果將一座產(chǎn)能過剩的煉鐵高爐轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)清潔氣體的煤造氣爐的試點(diǎn)，進(jìn)而將H2、COH2作為清潔氣體管網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)使用，這樣就可以通過轉(zhuǎn)產(chǎn)盤活一些將要“被關(guān)閉”的現(xiàn)代化高爐，也可以成為我們現(xiàn)在清除霧霾根源的一個(gè)試點(diǎn)廠。
據(jù)了解，煤炭占中國一次能源的65%～70%，而每年我國煤產(chǎn)量的80%用于直接燃燒，我國直接燃煤發(fā)電的熱電轉(zhuǎn)化率約為30%～33%。而工業(yè)化國家用天然氣聯(lián)合循環(huán)熱電轉(zhuǎn)化率約為50％～52%。一方面，我國天然氣儲(chǔ)量少；另一方面，我國進(jìn)口的煤氣化爐主要有三種：魯奇爐、德士古爐和Shell公司改進(jìn)的K-T爐，煤氣產(chǎn)量規(guī)；匀挥邢蓿簹庵饕糜诨瘜W(xué)工業(yè)，因此我國的煤氣發(fā)電（IGCC）發(fā)展速率仍然較慢。燃煤和煤氣化都會(huì)產(chǎn)生PM2.5，而煤氣凈化技術(shù)成熟，高爐改造氣爐后，可以大量生產(chǎn)清潔燃?xì)狻?/p>
“現(xiàn)在我們已經(jīng)在理論上改造設(shè)計(jì)中，通過設(shè)計(jì)使高爐成為只產(chǎn)生煤氣，不產(chǎn)生PM2.5的大造氣爐。設(shè)計(jì)的基本觀點(diǎn)是創(chuàng)造逐步升溫的條件，既可回收焦油，又可以防止煤造氣時(shí)PM2.5的產(chǎn)生。”許志宏說。
許志宏表示，如果能夠真正實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性轉(zhuǎn)型，那么，那些面臨“被關(guān)閉”的企業(yè)就有救了，霧霾也有救了。那時(shí)中國將會(huì)建立起自己獨(dú)創(chuàng)的清潔氣體（H2、COH2、CH4）能源網(wǎng)絡(luò)，它將支持IGCC發(fā)電技術(shù)大發(fā)展，支持化工合成園區(qū)的大發(fā)展。
他還強(qiáng)調(diào)，若將落后的產(chǎn)能不經(jīng)改造直接輸出，后果是有問題的，希望政府要慎重。
抗霾亟須國家支持
“現(xiàn)在我們連霧霾這個(gè)‘敵人’從哪里來，即它們的形成機(jī)制都不清楚，治理起來顯得很盲目。”公旭中說，因此，國家首先應(yīng)該做的是建立一個(gè)機(jī)制，去“追根朔源”，從源頭上找到霧霾的出處。
同時(shí)，他還建議，應(yīng)該通過基礎(chǔ)研究，再結(jié)合工業(yè)領(lǐng)域的排查。在不同行業(yè)，長期檢測數(shù)據(jù)并及時(shí)反饋，確定產(chǎn)生霧霾的行業(yè)。“用一手?jǐn)?shù)據(jù)說話，只有國家層面重視了，才能共同抗‘敵’，才能夠解決霧霾這個(gè)難題。”
此外，中科院過程所的科研人員認(rèn)為，國家應(yīng)該把消滅霧霾作為過程工程學(xué)科的一個(gè)突破口，要擺在一個(gè)非常重要的位置，設(shè)立具體項(xiàng)目，把科研人員團(tuán)結(jié)起來，發(fā)揮他們應(yīng)有的作用，用科學(xué)方法治理霧霾，用國家的力量建立起清潔氣體能源網(wǎng)絡(luò)。
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