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烟雾的简单处理

已有 901 次阅读 2018-12-22 12:27 |个人分类:气候生态|系统分类:科研笔记| 烟雾, 成分, 处理

烟雾的简单处理

当今的中国环境问题成为一个焦点问题,每年冬季大半个北方都被雾霾笼罩。现在吹起的环保风可谓非常强劲,很有杀伤力,许多企业和许多农民都感到了阵阵寒意,继不准农民焚烧秸秆之后,接着不允许农民做饭,也不允许农民烧炕。农村的冬季很寒冷,炊烟袅袅的农村不再存在。那么烟雾就真的很难防治吗?

这要从烟雾中的成分说起。不管是柴草发出的烟雾,还是煤发出的烟雾,其实里面主要含有四中成分,一种成分是单质碳,单质碳是黑色的;实际上单质碳对环境没有危害,相反,植物对于单质碳的需求很强烈,是农作物丰产的重要肥料。第二种物质是酸性气体,主要包括了二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等四种气体。烟雾中不含有还原性气体,例如氨气、硫化氢、甲烷。对于环境的主要危害来自于这四种酸性气体,但是酸性气体都能够溶解于水,如果用水去吸收,那么这些气体就不会释放到大气中,而且这些气体被水吸收后形成的酸是治理河水污染的重要原料。燃烧的烟雾中还有一种物质是焦油,煤焦油、木炭焦油都会产生,但是焦油是一种资源,其实我们的道路上铺设的沥青路面就是浓缩焦油,另外焦油还是一种环保的杀虫剂,焦油可以消灭土壤中的虫卵和有害细菌。烟雾中的第四类物质是一些硅、铝、钠等金属和非金属颗粒,这类物质本身已经被燃烧分解为简单物质,而且烟雾中含量很少,但是会引起尘降,影响大气透明度,大部分燃烧产生的煤灰被留在燃烧室。

所以,烟雾中含有四类物质,单质碳,酸性气体、灰粉和焦油。其实这四类物质都怕水。所以用水是治理烟雾的最简单最有效的办法。灰粉和焦油由于自身密度较大,他们不会漂浮太远,会在燃烧地点附近降落,尤其是在湿度较大的时候。很容易吸附水分,增加自重而沉降到地面,而碳的吸附能力是自身重量的好几万倍,虽然密度较小较轻,但是由于其吸附能力超强,所以遇见湿度较大的时候也很容易沉降。酸性气体不用说,在水汽较多,湿度较大的时候会溶解到水中。所以,水是防治烟雾的很好的原料。

那么,如何从技术上利用水来治理烟雾呢?一个办法就是在烟囱上面附加一个横向的水和烟共存的管道,让烟飘过水平面。由于管道内部有水,有较大的湿度,那么水会吸收烟里面的热量,粉尘和焦油在失去热量的情况下会降落到水中,由于自身密度较大,粉尘和焦油会沉降到水的底部,逐渐聚集。由于接触面较大,酸性气体也会逐渐溶解到水中,使得这些水变成酸液。碳粉也会粘附在管道周围,有一部分会沉降到水里,随着时间的推移,粘附在管道壁上的碳和粉尘也会流到水里。所以,基本上所有烟里面的物质都会被水吸纳。这样烟雾就不会向空气中排放有害物质。从而把治理烟雾问题转变为处理烟雾造成的污水问题。

这种烟雾产生的污水的处理比较简单。经过过滤,获得水中的尘土和碳粉,然后这些尘埃,碳粉可以作为肥料使用。水中的焦油可以通过沉淀得到聚集,然后可以使用在农业上(可以大量使用)。然后剩余的滤清液就是酸,这些酸可以用来治理污水,特别是处理带有金属粒子的污水。这样以来,烟雾得到治理,烟雾中的物质得到了综合利用。

虽然原理简单,但是做起来却有相当大的困难。首先一点,烟是向高处飘的,那么处理烟雾的水管或者水罐也必须放置在高处,这一点,许多单位做不到。当然,现在社会高楼大厦很多,而且处理烟雾的烟囱也就十米高,相信是有设备能够做到的。其次,由于烟雾有很大的体积,所以要吸附这些烟雾还需要很大的接触面积,接触面积不大也起不到作用。那么,如何在有限的高处增加水和烟雾的接触面积呢?我的办法不多,一种办法是让水从烟囱内部慢慢流下来,另外一种办法是,用带水的棉花做成接触栅格,让烟从栅格中间飘过去。第三个问题是,大量的酸性水和烟雾污水由谁来处理,如何从制度上、人员上保证这种处理常态化?农村的烟雾产生的污水农民可以自己处理,城市的怎么办?

总而言之,水是烟雾的有效吸附剂,可以把治理烟雾改变变为治理污水。




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