登陆注册
7869500000019

第19章 加强用科技手段除污防害(2)

全球海洋较温暖的表层海水二氧化碳呈饱和状态,而低温深层海水是不饱和的,且具有巨大的二氧化碳溶解能力,这表明深层海水具有巨大的碳封存能力。把大气中的二氧化碳天然“泵送”到深层海水存在两种机理:

1.溶解泵。二氧化碳更易溶解于高纬度海区的低温、高密度海水中,这些高密度海水将下沉至海底。这就导致海水出现“温盐环流”现象,为此,在北大西洋的低温深层海水(富含二氧化碳)向南流经南极洲,最终在印度洋和赤道太平洋上翻,变成表层海水。在那里,二氧化碳再次释放到大气中。同样,南极深层水在上涌至表面之前在南极洲周围循环,然后从高纬度海区高密度海水下沉到重现于热带海区表面,这之间的时间间隔估计为1000年。

2.生物泵。海洋中的植物吸收表层海水中溶解的二氧化碳,通过光合作用维持生命。浮游植物的生长和繁殖速度常取决于营养素的利用率。浮游植物的尺寸仅为1~5毫米,海洋浮游动物通常能快速吃掉这些浮游植物,而这些浮游动物也将依次被较大的海洋动物捕食。表层海水中超过70%的这种有机物质可以再循环,但深层海水的平衡主要是通过微粒有机物质的沉淀来完成。所以,这种生物泵把二氧化碳从表层海水向深层海水运送,并有效地把二氧化碳封存于局部深层海水区域。大多数这种有机物质都通过细菌再矿化而释放出二氧化碳,最终这些二氧化碳将又返回至表层海水,完成一个循环。这个过程所需的时间间隔大约也是1000年。

用等离子技术处理垃圾

等离子体垃圾蕴含的能量存在于它的化学键当中。等离子气化技术已经发展了数十年,用这种技术可以把垃圾中的能量提取出来。这个过程在理论上很简单:当电流穿过封闭容器内的气体(通常是普通空气)时,会产生电弧和超高温等离子体,也就是离子化的气体,温度可达7000℃,甚至比太阳表面还热。这个过程如果发生在自然界中,就被称为“闪电”,因此从字面上说,等离子气化其实就是发生在容器中的人工闪电。

等离子体的极高温度可以破坏容器中任何垃圾的分子键,从而将有机物转化为合成气(一种一氧化碳和氢气的混合物),其他物质则变成类似玻璃体的熔渣。合成气可以用在涡轮机中作为燃料进行发电,也可以用来生产乙醇、甲醇和生物柴油;熔渣则可以加工成建筑材料。

过去,气化法在成本上还难以跟传统的城市垃圾处理方法相竞争。但逐渐成熟的技术使这种方法的成本不断降低,同时能源的价格也在不断攀升。现在“两条曲线已经相交了——把垃圾送到等离子体处理厂处理变得比堆成垃圾山要便宜了”,美国佐治亚理工学院等离子体研究所所长路易斯·齐尔切奥说。

2009年夏初,垃圾处理业巨头废物管理公司开始与InEnTec公司展开合作,将InEnTec公司的等离子体气化设备投入商业使用。它们正在美国的佛罗里达、路易斯安那和加利福尼亚3个州建设大型试验工厂,每个工厂日处理垃圾的能力超过1000吨。

等离子体也并非完美无缺。虽然玻璃体熔渣里隐含的有毒重金属已经通过了美国环保局的可浸出标准(日本和法国在很多年前就已经使用这种东西作为建筑材料),但社区对于建造这样一个工厂还是心存疑虑。合成气发电的碳足迹小于燃煤发电。齐尔切奥介绍说:“用等离子体处理1吨垃圾,相当于把排放到大气中的二氧化碳减少了2吨。”但这个方法还是会增加温室气体的净排放。

虽然事情不可能尽善尽美,不过美国环保局统计过,如果美国所有城市固体垃圾都用等离子体处理并发电的话,就能提供全国用电需求总量的5%~8%——相当于大约25座核电站或目前所有水电站的发电量。

目前,国外等离子体弧废物熔融技术在熔融医疗垃圾、城市垃圾(用此技术最佳规模可日处理1000吨城市垃圾,发电20兆瓦)、焚烧飞灰等领域已进入实际运用阶段。预计到2020年,美国的垃圾日产量将达100万吨。因此利用等离子体技术从垃圾中回收部分能量的做法将变得越来越重要。

发展洁净煤技术

在我国还制定了洁净煤技术发展战略。中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,传统的煤炭开发利用方式导致严重的煤烟型污染,已成为中国大气污染的主要类型。由于这种以煤为主的能源格局在相当一段时期内难以改变,发展洁净煤技术是现实的选择。

洁净煤技术是指从煤炭开发利用的全过程中,旨在减少污染排放与提高利用效率的加工、燃烧、转化及污染控制等新技术。主要包括煤炭洗选、加工(型煤、水煤浆)、转化(煤炭气化、液化)、先进发电技术(常压循环流化床、加压流化床、整体煤气化联合循环)、烟气净化(除尘、脱硫、脱氮)等方面的内容。

目前洁净煤技术作为可持续发展战略的一项重要内容,受到了中国政府的高度重视,其发展已被列入《中国21世纪议程》。

中国政府制订适合国情的洁净煤技术发展战略主要包括:

一是注重经济与环境协调发展,重点开发社会效益、环境效益与经济效益明显的、实用而可靠的先进技术;二是要覆盖煤炭开发和利用的全过程;三是重点针对多终端用户,主要是电厂、工业炉窑和民用3个领域。同时,应把矿区环境污染治理放在重要的位置。

根据《中国洁净煤技术“九五”计划和2010年发展纲要》,中国洁净煤技术主要包括煤炭加工、高效洁净燃烧和发电、煤转化、污染排放控制及废弃物处理4个领域,涉及煤炭、电力、化工、建材、冶金5个主要行业。当前选择14项技术,并按3个层次组织实施,即优先推广一批技术成熟、在近期能够显著减少烟煤污染的技术(如选煤、型煤、配煤、烟气脱硫等);示范一批能在20世纪末或21世纪初实现商业化的技术(如增压循环流化床发电、大型循环流化床、工业型煤等);研究开发一批起点高、对长远发展有影响的技术(如煤炭液化、燃料电池等)。

近年来,沸腾床的燃烧技术引起了各国的注意。它是在鼓风的条件下,煤粉在炉膛内的一定高度上沸腾燃烧,同时加添石灰石或白云石,以脱去煤里90%以上的硫,减轻对大气的污染。

为了消除煤尘,各国目前大多采用除尘器、惯性力除尘器、离心力除尘器等装置。我国广泛使用的是离心力除尘器,其特点是结构紧凑,占地少,造价低,维修方便,能除去10微米以上的尘粒,除尘率达80%以上。另外,还有一种高效率静电除尘装置,其除尘率达99.9%以上。

解决煤炭含硫造成的污染是洁净煤技术的重点课题之一。从中国的实际出发,应实行统筹规划、合理分工,以国家发布的排放标准为依据,以经济实用为目标,寻求各种脱硫措施的合理组合,体现煤中硫生命周期全过程控制的指导思想。首先应限制高硫煤的开采和使用,目前中国高硫煤总产量约为9600×104吨,仅为煤炭总产量的7%,但其燃烧排放的二氧化硫却占燃煤二氧化硫排放总量的20%左右。限制高硫煤开采总体上不会影响中国能源生产和消费结构的平衡,是减排二氧化硫的有效措施。其次可通过煤炭洗选加工脱除50%~70%的黄铁矿硫;燃烧中固硫包括燃用固硫型煤或配煤和采用循环流化床锅炉实现炉内脱硫;烟气净化脱硫。

脱硫

脱硫一般分为烟气脱硫和橡胶专业的脱硫。烟气脱硫是指除去烟气中的硫及化合物的过程,主要是指脱去烟气中的一氧化硫和二氧化硫。橡胶专业的脱硫是制造再生胶过程的一道主要工序,是指采用不同加热方式并应用相应设备使废胶粉在再生剂参与下与硫键断裂获得具有类似生胶性能的化学物理降解过程。

同类推荐
  • 探索神秘的科学未知(科普知识大博览)

    探索神秘的科学未知(科普知识大博览)

    要想成为一个有科学头脑的现代人,就要对你在这个世界上所见到的事物都问个“为什么”!科学的发展往往就始于那么一点点小小的好奇心。本丛书带你进行一次穿越时空的旅行,通过这次旅行,你将了解这些伟大的发明、发现的诞生过程,以及这些辉煌成果背后科学家刻苦钻研的惊心时刻。
  • 与科学家相约(科学知识大课堂)

    与科学家相约(科学知识大课堂)

    为了普及科学知识,探索科学发展的历程,领略科学丰富多彩的趣味,弘扬科学名家的丰功伟绩,学习科学家不懈的创新精神与无私的奉献精神,培养青少年科学、爱科学的浓厚兴趣,并密切结合青少年朋友日常的生活与学习特点,我们组织编写了这套《科学知识大课堂》。作为一套普及科学知识的通俗读物,本书有别于专业的学术论著,侧重于知识性、趣味性、实用性,注重对青少年科技素质的培育、科学兴趣的培养、科学精神的塑造与科学方法的启迪,不求面面俱到,但求言之有物,物有所指,指有所发。
  • 实验动物与动物实验方法学

    实验动物与动物实验方法学

    本书介绍了有关实验动物与动物实验方法学的基本理论、质量控制、动物实验技术等内容。分为上篇实验动物和下篇动物实验方法学,包括实验动物分类、常用实验动物、实验动物环境及设施、实验动物营养与饲料等。
  • 奇妙的大自然:360°亲近大自然

    奇妙的大自然:360°亲近大自然

    本书介绍了人类受大自然的启示,特别是向动物、植物和其他生物学习后所产生的重要发明、发现。
  • 绿色生活与环境科学(新编科技知识全书)

    绿色生活与环境科学(新编科技知识全书)

    面对浩瀚广阔的科普知识领域,编者将科普类的内容归纳总结,精心编纂了一套科普类图书,使读者能够更全面、更深入的了解科普知识,以便解开心中的种种谜团。阅读本套图书,犹如聆听智者的教诲,让读者在轻松之余获得更加全面深刻的理论教育,使自己的思想更严谨,更无懈可击。相信每一个看过这套书的读者都会为之受益。
热门推荐
  • 228特工

    228特工

    我们是一群你怎么想也想不到的特工,在这个校园里,保卫着和平。我们寝室在228.小伙伴们,来看看吧。
  • 曜日战记之为我独尊1

    曜日战记之为我独尊1

    在广阔无垠的曜灵大陆,人人都有灵力。当然,这灵力使人类显露出了原本贪婪的本性。而故事的主人公尚明羽就出生在这战乱纷争的灵力时代……
  • 阴墟咒

    阴墟咒

    阴阳的界律一旦被打破,恐怖就会降临。莫名缺失的记忆,真假莫辩的梦境,身边离奇诡异的事情接二连三的出现,一切看似没有联系的事情,又似乎有着千丝万缕的关联。谁是死人,谁是活人?随着冒险的深入,真相一点一点浮出水面,一切的矛头,都指向一场古老的咒术。
  • 异能少女在校园

    异能少女在校园

    她们是黑道闻风丧胆的黑道至尊,没有什么难关可以将她们困住,可惜,面对情关她们犹豫了。她们不顾师父的劝解,隐藏着她们黑道至尊的身份,硬是选择和他们在一起。可是,到最后,她们伤透了,心累了,有的人与人之间的相遇就像是流星,瞬间迸发出令人羡慕的火花,却注定只是匆匆而过。
  • 女性心理说明手册

    女性心理说明手册

    本书介绍了八种类型的女人,从心理的角度去审视不同的女人,会发现女人主要有以下九种心理类型:完美型女人一一尽善尽美,无懈可击;给予型女人——赠人玫瑰,手留余香;实干型女人——高效专注,平稳务实;浪漫型女人——率性而为,相信感觉;观察型女人一一剥离情感,冷眼看世界;忠诚型女人一一忠心尽责,渴求安全感;享受型女人一一自找快乐,享受人生;领袖型女人——追求权力,讲究实力;和平型女人一一善解人意,避免纷争。
  • 玄道尊主

    玄道尊主

    万寿大陆广阔无际,共分五洲,中耀天洲,东雷地洲,西元人洲,南荒玄洲,北海黄洲,大陆之上天地玄气充斥,宗门林立......主角穆天玄意外穿越,重生为天凌宗的外门弟子,由于资质平庸至极备受宗门弟子欺辱。机缘之下得到高人真传,修炼末日刀诀。家传至宝——七宝玲珑揭开身世之谜,大陆之上令人闻风色变的九幽噬龙兽原来是头墨麒麟…且看主角穆天玄一人一兽如何踏破苍穹登顶强者之颠……吾既证大道,当以本尊之名命为“玄道”天下苍生,万物生灵,当遵从本尊号令……
  • 浴火凤凰-倾世废柴五小姐

    浴火凤凰-倾世废柴五小姐

    玲珑股子安红豆,入骨相思君知否。――――――――“姑娘,你命里带煞,八字犯冲,注定一辈子孤身一人,凡是与你亲近之人……都会不得好死。”她嗤笑,魔法,斗气的世界里面竟也信这命中注定之说。她身边的人,一个个都好的不得了!直到血流成河,尸野遍地,她才幡然醒悟,原来不是她改变了命运,逃脱了孤独,而是时候未到。熊熊烈火,刺痛了谁的眼,焚尽了谁的心,当她浴火归来,素手遮天,衣袂狂舞,六宫粉黛不及她的万分之一,他的心中可有过后悔?……她是神女,他是魔君,身份的悬殊注定他们有缘无份,当一切水落石出,当记忆重归,当情到深处无可奈何,他们又会做出什么样的抉择……
  • 陌上花开之梦里遇见他

    陌上花开之梦里遇见他

    脑海里总是出现他,可却又想不起他是谁,每次在梦中都能见到他,可两人却默契的一言不发。直到……难道是真的?并不是机缘巧合?一切都是命中注定……“娘子,你说为夫是不是该尽一下身为丈夫的职责呢?”一个男子长着一张邪魅的脸,那容貌竟比女子还美上几分。女人双手抱胸,瞪着他“谁是你娘子了!姐姐我还没结婚呢!”虽然说你长得帅。“千年前我们就有了婚约,娘子你可不能不认啊!”纳尼…!!千年前,,婚约,,??
  • 古小说钩沉

    古小说钩沉

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 仙侠江湖梦

    仙侠江湖梦

    每个人心中都有一个江湖,江湖中的儿女情长,江湖梦,而我写着自己的故事,描述着江湖中的是是非非,你的难过,你的悲伤,你的开心,你的释怀,都是江湖中的过客。