CN104896493A - 一种治理空气污染的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种治理空气污染的方法。当前，我国大气环境污染防治形势十分严峻。而煤炭消费又是造成我国大气污染的最主要排放源。第二个主要排放源就是机动车尾气污染。因此，我们如果采取有效措施把燃煤的烟尘和汽车排放的烟尘控制住了，就算是基本上控制住了大气污染。现在已经有燃煤烟尘和汽车尾气烟尘的技术控制措施。但是，这些措施的最大缺点就是成本太高，使企业和个人不愿采用。所以我们应当发明一种既能控制污染而又很廉价的技术措施。经过近十年的琢磨、设计和多次实验，我们终于发明出了这种东西，那就是治理燃煤烟尘和汽车排放烟尘的“口罩”(过滤器)。过滤器不仅高效，而且极端廉价。如果把它运用在治理空气污染，国务院制订的大气污染防治“十二五”规划任务将会很快完成，还将创造出巨大的经济效益。

Description

一种治理空气污染的方法

技术领域：治理空气污染 

背景技术：治理空气污染的背景技术，在去年出版的《PM2.5污染防治知识问答》一书中已经比较详细地介绍过了。我们在这里就不用多费口舌。在这本书的前言中说：“我国大气环境污染防治形势十分严峻。”“在一定时期内我国以煤为主的能源结构将不会发生根本变化。”“煤炭消费是造成我国大气污染的最主要的排放源。”“现在已经有烟尘、粉尘的技术控制措施。”“高效除尘技术及装置主要包括袋式、静电和电一袋式等，电一袋复合除尘器能有效控制烟气中的PM2.5的排放。”书上有电一袋除尘器示意图。 

这本书上有一个京津冀地区PM2.5来源的比例示意图。其中占第一位的是燃煤占34％。占第二位的是机动车占16％。两者加起来就占50％。这个数字说明只要我们把燃煤的烟尘和汽车的尾气排放的烟尘控制住了，就可算是基本控制住了大气污染。这是因为它们占的比例数字大，二是因为治理这两种污染的困难比较大。 

前面已经说了燃煤烟尘的控制措施，而汽车尾气的控制技术也有了。汽油车的尾气控制措施很有效，这里就不说了。而主要是柴油车。“柴油车的排气净化技术主要包括氧化催化器(DOC)、颗粒物过滤器(DPF)和选择性催化还原器(SCR)等”。书上有SCR示意图和DPF示意图。 

通过多方比较研究，我们认为它们在实际使用时有一个成本太高，而使人不愿意使用的问题。比如电一袋除尘器，它在开动时要使用电。它的制造复杂，成本就高。如昆明市殡仪馆最近从上海买进了几台焚化炉，其中处理烟尘的装置就要30万元，全套是100多万元。如果把电一袋除尘器拿去处理一个工厂燃煤的烟尘，那将要付出多大的代价。那些城市中用于居民采暖和提供热水的低烟囱排放的小型燃煤锅炉，采暖用煤炉，能用得起这种电一袋除尘器吗要知道这种低烟囱排放的小型锅炉在小城市和农村多得很。我们在电视上看到那些棚户区的居民每家都有一个小烟囱。 

同样，控制柴油排放的氧化催化器、颗粒物过滤器和选择性催化还原器也存在一个成本高的问题。根据汽车修理厂的师傅讲，颗粒物过滤器和选择性催化还原器每换一个都要八九千元。而且它们很不耐用，过不了几年就可能要换一个。这就造成私人用不起，即使是单位也会造成成本太高的问题。 

发明的内容： 

综上所述，我们认为应当发明一种既能控制燃煤的烟尘污染和柴油车尾气排放的污染，又能很廉价和耐用的东西。 

我们开始时的思路或设想，就是如像现在人们出门要戴口罩一样，是为了防止吸入PM2.5。我们为什么不能给烟囱和汽车尾气管发明一种口罩(即过滤器)，使它们戴上，就能把煤烟和尾气过滤一道，把烟尘和尾气的PM2.5捕集在过滤器内，使污染被净化和被消除。 

经过近十年的琢磨、设计和多次试验，现在终于成功了。首先说做口罩的材料，当然不能像做人戴的口罩那样用纱布做。而必须用耐高温的钢铁做成， 否则会被烧掉。因为烟囱口和排气管口的温度都很高。我们做实验用的烟囱是一家做豆腐用的燃煤锅灶。烟囱的口径是每边20厘米。照片1就是做试验的烟囱口，在拍照片时是冒着黑烟的，但那时烟不很浓，又有点风，所以照出来就不明显，底片的黑影还比较明显，洗印出来的黑影就变淡了。照片2是“口罩”的形像，高度(厚度)为20厘米。照片3是在把“口罩”放上之前把一块白布放在冒烟的烟囱口30秒钟，上面就有黑烟。接着把“口罩”放上去，黑烟就从“口罩”上方冒出，这时再把这块布的另一面放在“口罩”上边60秒钟，结果白布上没有黑烟，和原来的白色一样(见照片4)。这就说明黑烟被过滤掉了。冒出来的是白烟。从照片5、6，可明显看出白烟把房顶屋檐下黑色的东西都遮住了。照片7是“口罩”的底面，朝烟囱口的是做试验完成以后取下来照的。可见上面全是烟尘。做这次试验用了半个小时，烧煤炭9公斤。“口罩”的大小尺寸是根据烟囱的大小来决定的。如果是和我们做实验的烟囱大小差不多，那末“口罩”的厚度20-30厘米就够了。如果是一个每边一米长和宽的大烟囱，那么口罩的厚度至少要1米左右。因为厚度越高，它能吸收的烟尘就越多。 

我们在汽车尾气管上做实验，是一辆解放牌浇苗圃树木的浇水车。每次载一车水有10吨。此车已用15年，到4月就到报废期。所以它排的烟尘很大。驾驶员说新车的排放量要比这个旧车少一倍还要多。所以，这辆车已经算是黄标车了(见照片8)。照片9是我们制作的“口罩”(即过滤器)。从照片上看像是和排气管一样的管子。实际上是中间大，尾巴小一点，有点像橄榄球形状，中间是空的，长度为35厘米，已把它固定在尾气管上。照片10是把“口罩”安装在尾气管上以前，我们把白布对准管口，请驾驶员发动机器，排出黑烟约5秒钟的情况。在上面的黑烟比较多。照片11是把口罩装上去以后，用白布的另一面对准“罩口”，请驾驶员发动机器。过了10秒钟，白布的颜色和原来一样白。(照片上黑的地方，那是在操作过程中碰着其他地方或碰到手上的黑烟所致)。照片12是在“口罩”用了三天，汽车跑了153公里(每天跑51公里)之后照的照片。“口罩”全身都是黑烟，跟煤炭一样。在“口罩”做好还未装上尾气管之前称的重量是300克，到使用三天之后，其重量就变成350克。也就是说汽车跑了153公里，就排放了50克的烟尘。据我们的观察，汽车从开始发动到它向前走的过程中，看不出有漏烟尘的现象。我们估计，至少有90％以上的烟尘被“口罩”捕捉到了。过滤网不能过紧过密，要保持通畅，否则就会影响内燃机的动力。 

另外，我们制作的“口罩”(过滤器)还有一定的自净能力。原因是柴油车的尾气温度很高。烟尘就是在内燃机里没完全燃烧而排出的黑烟。汽车在加大油门疾驶时或者在爬坡时也是要换档，加大油门，这时的尾气温度就更高，以致于达到了能把原有的烟尘烧掉的程度。于是就形成了柴油汽车运动的规律。那就是汽车速度缓慢时，它所排出的烟尘就黏附在“口罩”里的过滤网上；当汽车速度很快或者在爬坡时，它的高温就把烟尘烧掉。但它只能烧掉“口罩”尾部那一节的烟尘，而“口罩”的前半节和口罩表层的烟尘是烧不掉的。烟囱上的“口罩”也会有这样的自净能力。 

下面谈谈我们制作的“口罩”(过滤器)，为什么能捕捉到燃煤的烟囱和柴油汽车尾气管所排出的烟尘主要原因是由于烟尘的特点和特性所决定的。烟 尘的特点就是很小很轻的细微颗粒物。按书上说的就是：“PM2.5，也称细颗粒物或可入肺颗粒物，是指空气动力学直径小于或等于2.5微米的颗粒物。”PM2.5小到什么程度，可用人的头发来做比较。人的头发直径为50-70微米，而PM2.5颗粒直径则小于或等于2.5微米。也就是说PM2.5颗粒比人的头发丝还细小20倍。PM2.5很小，自然也很轻。这就决定了它总是飘浮在空气里，而不会自动沉降到地面上。也使人们很难捕捉到它。但是PM2.5有一种特性，就是它无论遇到什么物体，它很快就黏附在物体上，而且在那个物体上越积越多，越堆越厚，可以变成小米和芝麻大的颗粒，还不容易脱离开那个物体。我们制作的“口罩”之所以能捕捉到PM2.5，就是这个道理。 

把PM2.5捕捉到后，就有一个清除的问题。要清除也很简单。一是可以用水冲洗“口罩”，但冲洗也有不可取之处。烟尘很轻，它会飘浮在水面上而不会很快溶合在水里，而且水用多了也不划算，又不好处理被污染的水。最好的办法就是用拍打和震动的办法就可以清除掉绝大部份烟尘。如果口罩的某些地方还有较多烟尘，就拿到水管上冲几秒钟就行了。清除烟尘千万不要在公路上，大街上或广场上去做这件事。因烟尘落到地上，风一吹或者车辆、行人一踩踏，烟尘马上就飘在空气中去了，这就造成前功尽弃。所以要到专门的地方去清除。最好是挖一个土坑，里面浇一点水，使泥土湿润。拍打下来的烟尘落在泥坑里，就不会飘浮起来，到积累多了，就把它埋起来。以后，公路上的加油站或者加水站应该专门设一个供清除烟尘的泥坑。为了方便清除烟尘，柴油车尾气管的“口罩”应安装成活动的，可以随时拆下和装上。放在烟囱口上面的“口罩”里的烟尘如何清除比较低的烟囱，可以取下来清除。比较高的烟囱，可搭一个脚手架，由人上去用棍子拍打，或者提点水上去用喷壶冲洗，烟尘就落到烟囱底部去了。这要在停止烧煤后才能进行。估计一个月或两个月需清除一次。 

还要说明一点的，就是我们做的“口罩”成本很低。如果不算人工费，每做一个，几十元钱就够了。用手工做，每个人一天也能做十个八个。以后批量生产可以用机器生产。安装口罩之后也不用电和其他材料。清除烟尘也很简单。“口罩”是用钢铁做的，很耐用。 

我们可以预测，如果利用我们的发明，把重点区域所有的烟囱和所有柴油汽车都戴上“口罩”(过滤器)，十二五规划的任务，最多一年就能完成。五年时间可以实现全国空气污染的治理。“十二五规划”原计划，国家要拿出17500亿元来办这件事情。如果利用我们的发明，我们估计500亿大概就够了。也不需要改变现在的以煤为主的能源结构，这就要创造无可估量的经济效益和社会效益。 

附图说明：

图1是做试验的烟囱口的图像。 

图2是“口罩”的形像。 

图3是把“口罩”放在烟囱口之前把一块白布放在冒烟的烟囱口上30秒钟，上面就有黑烟的图像。 

图4是把“口罩”放在烟囱口上之后，再把白布的另一面放在“口罩”上边60秒，结果白布上没有黑烟的图像。 

图5、6是“口罩”把黑烟过滤掉，冒出的白烟把房顶屋檐下黑色的东西都遮住了的图像。这两幅图像在我照的彩色照片上看得十分清楚。经过复印后的黑白图像，就有些模糊。 

图7是试验结束后，把“口罩”取下来看底面和里面全是黑烟尘的图像。 

图8是我们在汽车尾气管上做实验的解放牌汽车的图像。 

图9是我们制做的“口罩”(过滤器)的形状。 

图10是把“口罩”安装在尾气管上以前，我们把一块白布对准管口，请驾驶员发动机器，排出黑烟5秒钟，布上就有黑烟的图像。 

图11是把“口罩”装上去以后，用白布的另一面对准口罩口，请驾驶员发动机器，过了10秒钟，白布上没有黑烟的图像。 

图12是“口罩”用了三天，汽车跑了153公里之后，“口罩”全身都是黑烟的图像。 

具体实施方式：

治理柴油车的“口罩”(过滤器)，所有柴油车制造厂都应当采用。不仅新车要用，还要把旧车召回，安装上过滤器。 

治理燃煤烟尘，我们可以在北京成立一个治理烟尘的总公司。各省、市、自治区成立分公司，负责该省、市、自治区范围内所有的烟囱的治理，不仅要到县城，而且要到乡镇农村。 

Claims (1)

1.用在烟囱口和柴油车尾气管上安装口罩(过滤器)的办法来治理空气污染；口罩(过滤器)能治理空气污染的原理和制造、使用方法。