“制霾”高炉转岗“治霾”

现在我们连雾霾这个“敌人”从哪裡来，即它们的形成机制都不清楚，治理起来显得很盲目。华北地区严重的雾霾污染已经引起了世界的震惊，在历次发布的全国空气质量最差的十大城市中，华北佔了十之八九，实在是触目惊心，这种慢性“毒药”正在吞噬着人类的健康。

实际上，雾霾锁城频繁上演和华北地区整个产业结构息息相关。近日，《中国科学报》记者採访了中科院过程工程研究所研究员许志宏。他在冶金界和化工界工作了六十余年，首次提出了“将过剩产能高炉改为造气炉生产清洁气体能源”的方案，有望促进产业结构调整，从源头上诊治雾霾，永续“APEC蓝”不再是梦。

当务之急是揪出“元凶”

近年来，钢铁、火电、煤炭、交通、建筑、不清洁汽油等导致华北成为全国雾霾污染最为严重的地区。

在钢铁和化学工业中，少量的固体颗粒或液滴中的碳氢化合物加入到高温炉膛或火焰中，当温度瞬间从常温骤然达到1100°C～1600°C高温或更高时，所有的化学键都将被打开，从而形成很多极小的碳颗粒或无机的悬浮物，这些固体颗粒物与水蒸汽或其他气体形成气溶胶，就形成了雾霾。在许志宏看来，这应该就是钢铁和化学工业中的雾霾形成机制。

“我们对于雾霾的性质是近些年才认识的，过去，一般化工厂、发电厂并没有对于PM2.5的检测，更多的是测煤的转化率，很多工厂根本就不知道自己是产生PM2.5的‘元凶’。”许志宏告诉记者。

“就像埃博拉病毒一出现，国际医学界马上就开始进行大量的基础研究，分析其病塬体。”中科院过程工程所副研究员公旭中也指出，“但对于中国非常严重的PM2.5环境问题，却没有深入剖析其产生的来龙去脉和前世今生。”

目前，中科院过程工程所与中科院大气所合作，正在准备对即将“被拆除”的河北一家钢铁企业的高炉进行检测，进而计划将过剩炼铁高炉改成移动床造气炉，进行生产清洁气体能源的扩大试验。

据许志宏介绍，以前的高炉过程本身并不产生PM2.5，而是由于市场经济的驱动，为了节约焦炭、节约成本，越来越多的高炉开始喷煤粉，因为焦炭比煤粉贵六七倍之多。

许志宏认为，要想消灭雾霾，首先要找出雾霾的成因和条件，然后根据现有技术去解决。一些即将关闭的现代化高炉，有可能在採用新技术后，改成特大型的造气炉，这些清洁的煤气通过化工网络可为多种工业提供燃料或塬料。

治理雾霾的一条出路

2013年我国粗钢产量7.79亿吨，随着海外铁矿价格不断攀升，生产成本也随之增加，由于华北地区钢铁产能严重过剩，环境污染严重，促使国家实行关停一批高炉的政策，许多企业面临破产和并购的风险。

“提出调整产业结构的新技术、新思路，盘活过剩产能高炉，改成大型造气炉，利用型煤气化产生煤气，通过净化，获得大量H2、CO+H2的清洁气体能源，支持化工合成工业和IGCC发电工业的发展，为治理雾霾作贡献，为面临倒闭的钢铁企业寻找生路，是我们正在做的事情。”许志宏说。

他建议，如果将一座产能过剩的炼铁高炉转化为生产清洁气体的煤造气炉的试点，进而将H2、CO+H2作为清洁气体管网的一个节点使用，这样就可以通过转产盘活一些将要“被关闭”的现代化高炉，也可以成为我们现在清除雾霾根源的一个试点厂。

据了解，煤炭佔中国一次能源的65%～70%，而每年我国煤产量的80%用于直接燃烧，我国直接燃煤发电的热电转化率约为30%～33%。而工业化国家用天然气联合循环热电转化率约为50%～52%。一方面，我国天然气储量少﹔另一方面，我国进口的煤气化炉主要有叁种：鲁奇炉、德士古炉和Shell公司改进的K-T炉，煤气产量规模化仍然有限，煤气主要用于化学工业，因此我国的煤气发电(IGCC)发展速率仍然较慢。燃煤和煤气化都会产生PM2.5，而煤气净化技术成熟，高炉改造气炉后，可以大量生产清洁燃气。

“现在我们已经在理论上改造设计中，通过设计使高炉成为隻产生煤气，不产生PM2.5的大造气炉。设计的基本观点是创造逐步升温的条件，既可回收焦油，又可以防止煤造气时PM2.5的产生。”许志宏说。

许志宏表示，如果能够真正实现结构性转型，那么，那些面临“被关闭”的企业就有救了，雾霾也有救了。那时中国将会建立起自己独创的清洁气体(H2、CO+H2、CH4)能源网络，它将支持IGCC发电技术大发展，支持化工合成园区的大发展。

他还强调，若将落后的产能不经改造直接输出，后果是有问题的，希望政府要慎重。

抗霾亟须国家支持

“现在我们连雾霾这个‘敌人’从哪裡来，即它们的形成机制都不清楚，治理起来显得很盲目。”公旭中说，因此，国家首先应该做的是建立一个机制，去“追根朔源”，从源头上找到雾霾的出处。

同时，他还建议，应该通过基础研究，再结合工业领域的排查。在不同行业，长期检测数据并及时反馈，确定产生雾霾的行业。“用一手数据说话，隻有国家层面重视了，才能共同抗‘敌’，才能够解决雾霾这个难题。”

此外，中科院过程所的科研人员认为，国家应该把消灭雾霾作为过程工程学科的一个突破口，要摆在一个非常重要的位置，设立具体项目，把科研人员团结起来，发挥他们应有的作用，用科学方法治理雾霾，用国家的力量建立起清洁气体能源网络。 (张晴丹)