【斗胆妄议】一边重霾压城、一边进口硫磺零关税

今天一早起来，电脑屏幕上：北京：今，霾;空气质量，重度污染。就在圣诞节前的一天，北京、天津都实施了霾重污染红色预警，中小学停课，汽车单双号限行。作为大学教师，不得不继续上班，空气质量低劣，上下班都无奈开车，被剥夺了步行运动的权力;从汽车出来到办公楼的一小段路上，还不得不戴上口罩。

那天在上班的路上，看到几乎所有的人都戴着口罩，匆匆忙忙的尽快进入建筑物。突然听到汽车上的广播新闻，好像是经济频道，说北方某公司通过某城市大港口进口10万吨韩国液态硫磺，得到零关税的待遇、通关的便利和一路官方的协助第一个链结曾是从韩国进口硫磺零关税的报道)。

听了这一新闻，几天来像吃了苍蝇一般，回味起来，都忍不住呕吐，今天再感受到这污霾，实在忍不住，还是把这一议论写出来，但愿这是政府偶然失误。希望政府早日发令禁止进口硫磺。也愿天朝国民能早日摆脱污霾的压迫。

霾的前躯体，主要有四类物质：

硫的氧化物

氮的氧化物

挥发性有机物

燃烧生成的可悬浮颗粒物

实际上，我们每天忍受的霾，或PM2.5主要是这四类物质在大气中演化反应的结果。在上世纪80年代前的美国，曾被定义为光化学烟雾。

在这个演化中，硫氧化物和氮氧化物在空气中遇到水汽，生成亚硫酸和亚硝酸微液滴，遇到可悬浮颗粒物则会附着在其表面，由于这些无机酸的作用，会立即变化为亚硝酸盐和亚硫酸盐，在自然光的作用下，亚硫酸盐和亚硝酸盐会和大气中的氧气和臭氧反应，变成强酸硫酸盐和硝酸盐。当然，在没有可悬浮颗粒物的情况条件下，亚硫酸和亚硝酸仍然可以在自然光促进下与氧和臭氧反应，变成硝酸和硫酸。

表面附着了硫酸盐、亚硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐的可悬浮颗粒物，表面活性是非常高的，再加上阳光或阳光中紫外光的作用，遇上可挥发有机物分子，就会发生一系列反应，有时候还有一氧化碳(一氧化碳常常和可挥发有机物一起排放)的参与，这个系列反应导致生成一系列毒性、致癌性都极强有机化学物质，如蓖类、吡啶类、酚类等等。

在这个演化中，硫氧化物、氮氧化物、硫酸、亚硫酸、硝酸、亚硝酸等，都既是催化剂，也是反应物。

硫和氮，都是构成植物、动物细胞的成分，自然界的化石燃料，煤、石油、天然气都是远古时代的动植物遗体，都含有一定量的硫和氮。按照重量百分比，硫含量比氮含量多一些。比如煤和石油，一般含硫在0.5-5 wt%。大部分含硫在1-2.5 wt%。含氮量要低一些。这些燃料含有的硫和氮，在燃烧中都被转化成了硫氧化物和氮氧化物。

燃烧排放废气中的硫氧化物，都来自于燃料中自有的硫，但排放的氮氧化物，除了燃料自有的氮转化的以外，还由于燃烧温度过高，空气中的氮有一部分被氧化。因此，常常说的天然气比煤洁净，是不一定的，如果用常规的火焰燃烧，生成的氮氧化物量并不少。只有结合了低温催化燃烧技术，才不生成氮氧化物。天然气中的含硫量也不低，只是比较容易分离净化，如果分离净化不到位，硫氧化物的生成，也不会少。

在讨论汽车尾气的时候，人们不太关注硫氧化物排放，是因为现代炼油技术已经把大部分硫除去了。虽然炼油工艺也除去了油品中存在的大部分氮，但是由于内燃机燃烧温度很高，还是会把空气中的氮氧化一部分成为氮氧化物排放出来。

化石燃料中硫的演化，对污霾量的贡献率极大，对污霾毒性和致癌能力的贡献也很大。但是硫在现代工业中有重要的应用，对现代工业体系有重要的支撑。

工业界的人士常常说，硫酸是现代工业之母，当然，也是现代化学工业之母。1750年铅室法制硫酸工艺的工业化，导致了现代化学工业框架的建立，同时，也催生了整个工业体系的建立。在此基础上，才有了现代工业文明。

硫酸工业的重要性和社会价值，由其本身的一个技术进步可以表达的很充分。1750年铅室法硫酸工艺工业化，是以NO/NO2为催化剂的，效率不够高，需要能耗高的气体分离，很难生产浓硫酸，但是这一工艺一旦工业化，硫酸的社会需求就被逐步放大，因为那个时代硫酸是工业的种子。1870年的一个技术进步，实际上是用Pt，白金作为催化剂，建立了非均相法制硫酸，取代了铅室法硫酸。这使得硫酸产量极大提高，特别是使浓硫酸的生产成本极大降低。大家知道，白金是很贵的金属，被大量用作催化剂，这本身就说明了硫酸工业在现代工业体系的地位。

制硫酸的原料硫，在开始年代用天然硫磺。但是天然硫磺不够用，就用硫铁矿，通过燃烧获得二氧化硫，再在催化剂的作用下，继续用空气氧化成三氧化硫。采用水吸收三氧化硫，从而成为硫酸。有了廉价的硫酸，由于其高活性和巨大的氧化能力，就衍生出了现代化学工业，进而演化出了现代工业体系。

二战以后，炼油技术得到了飞速发展，有色金属冶炼技术也得到了飞速发展，由于工业界的环保责任心和社会的压力，工业化国家都开展了硫磺回收。比如，炼油工业中，原来原油中的硫基本上都以硫磺状态被回收了。对于有色冶炼，好多矿物都是硫化物，或者含有硫化物，一般都用煤作燃料，排放废气中会有大量硫氧化物。但是近几十年来，大部分也被转化成了硫磺。加上天然气中硫元素的回收，还有局部的燃煤电厂的硫元素回收。这些回收技术的工业化和实现，逐步导致了世界性的硫磺过剩。近30年来，已经不再有硫铁矿制硫酸工厂了。

环境保护的压力在工业化国家一直持续增加，硫回收作为工业行为，成了工业界必须做的。由于国际市场的硫过剩，卖不出价钱。只有政府补贴，硫回收过程才能持续。所以，从日本、韩国买硫磺，是价格非常低廉的。

进口工业化国家补贴的硫磺，直接的效果是压抑了国内工业硫回收的动力。天朝政府不补贴硫磺回收，反而允许大量进口。这无疑间接助长了污霾的肆虐。

一个简单的算术，2014年中国燃烧了42亿吨煤，假设这些煤平均含硫1.5 wt%。那么，排放的硫元素为6300万吨，折合二氧化硫为1.26亿吨。这些煤燃烧，生成的氮氧化物的量，在相同的数量级。

显然，政府应该制止硫磺进口，鼓励硫回收。当然，硫酸工业消耗不了这么多的硫。但是毕竟可以减少一大部分硫氧化物的排放。

更重要的，是表明一种态度，让人民感受到战胜污霾的决心和前景。

祝各位同行2016吉祥!祝愿2016没有污霾!

2015年12月29日于天南大联合楼