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自2013年12月以来,在中组部千人计划PM2.5特别防治小组的号召下,原子能院已经和中国环境科学院、北京环境监测中心、中科院高能所和应用物理所和一些国外科研机构建立了合作机制,组成了”联军”,制定了如下计划:
1.把核分析技术和环保部门的监测技术,监测网络和常规分析技术紧密结合起来,尽快实施一些科研项目。
2.力争在短期内积累基础数据,逐渐把污染物环境样品和源项的‘指纹’积累起来,形成数据库。
3.经过上述的工作取得反馈信息,将已经具有雄厚研究基础的X光荧光光谱仪,激光等离子体原子光谱仪,小型加速器质谱仪等设备定型生产,为环保抗霾工作提供方便耐用、精确度高、经济性好的分析仪器。原子能院已经将环保部门提供的PM2.5样品进行了初步测试,分析取得了比预期更好的结果。
将电子加速器用于燃煤电厂烟气脱硫脱硝
燃煤电厂释放的二氧化硫SO2和氮氧化物NOX是PM2.5灰霾颗粒物的重要组成部分。我国70%以上的能源依靠燃煤,是世界上的第一煤炭生产和消费大国,每年燃烧36亿吨煤。一些大型燃煤电厂装配了脱硫装置,但脱硝装置还没有普及。现有的主要的烟气处理法有:(1)石灰石法烟气脱硫法,该方法应用范围最广,是最成熟的脱硫工艺技术,但此方法不能脱硝。(2)旋转喷雾干燥法。(3)循环流化床燃烧法。(4)炉内喷钙法。(5)氨法等常规方法。(6)核技术方法——电子束干法。
电子束干法是利用电子加速器产生的电子束处理烟气,同时脱硫脱硝,可达到脱硫率90%,脱硝率80%。此方法最为先进,属于干法处理,又不产生需二次处理的废水、废渣。对不同含硫量的烟气的变化有较好的适应性和负载跟踪能力。其副产品为硫铵和硝铵,可做化肥及制复合肥和硫酸钾的原料,可降低装置运行费用40%;系统简单,操作方便,过程容易控制,且装置造价和运行费用低于常规方法(湿法),经济性高。
我国早在1986年就在当时的国家环保局的支助下,在江苏盐城电厂开始了电子束脱硫脱硝的可行性研究,并由当时的核工业部环境保护处主持了技术招标,1997年通过中日合作在成都热电厂100MW机组建立并运行了电子束脱硫脱硝示范工程;还在北京京丰热电厂、杭州协联热电厂、柳州电厂等建设使用电子束烟气脱硫脱硝装置,积累了一些关于电子加速器制造和运行等方面的经验。目前,制约此技术大规模推广应用瓶颈是该技术的核心设备——电子加速器,需要从日本进口,维护费用昂贵;电能转化电子束效率低,约为50%,运行成本较高。为了尽快将该技术用于消除燃煤电厂的污染物排放,国家主管部门需要将此种专用电子加速器的研发列入专项,投入必要的经费,自主研制高效率、大功率、稳定耐用的电子加速器。
发展安全清洁的核电
我国灰霾频发的一个重要原因之一是偏重燃煤的能源结构,其中70%以上的电力靠燃煤。中国燃煤电厂密度的分布与PM2.5灰霾年均浓度分布也是大体重合的。
大量燃煤除了造成灰霾频发以外,还引发了酸雨,也对农业、林业和公众健康造成了严重危害。此外,煤炭资源濒于枯竭也是燃煤电站发展不可逾越的瓶颈。据估算,按目前的势头,我国将在2049年前后消耗掉所有已经探明的煤炭储量。
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