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1、用凹凸棒做吸附剂快速低成本消除大范围雾霾的方法及原理(2015年11月稿) 甘肃欣庆科技 董事长 李庆国 高级工程师 郑尔历内容摘要:介绍一种非金属矿物“凹凸棒”,利用其优良的环保吸附性能,使用本公司独创的“电荷吸附凝聚技术”可以低成本快速消除大范围雾霾天气,使严重雾霾在数小时内变成轻微或者极轻微污染状态,使空气干净到“不影响或者是轻微影响环境”的程度。在产生雾霾的源头也是使用此项技术大幅度的降低源头污染物,包括燃煤工厂和汽车尾气污染方面,以最低的成本、快速消除大范围雾霾。这是一种国内外均没有的治理雾霾的理论和方法,属于解决大问题的大型科技创新技术领域,我公司已经获得发明和实用新型专利证书,并
2、且也以小型“烟雾试验箱”进行了多次“快速消除雾霾的技术验证”,最好的效果是在十分钟内烟雾箱中的PM2.5颗粒物的浓度降低了5000倍,以实际的试验验证了此技术的真实可靠,希望在严重雾霾的天气时以此法应对,改变目前的不能快速消除雾霾的尴尬局面。前言:凹凸棒粘土粉末;吸附剂;雾霾;这三个事物有什么联系系呢,其实最关键的核心就是治理雾霾,这里介绍一种低成本快速、大范围治理雾霾的最新方法,使治理雾霾领域有一种快速消除的技术方案,给治理雾霾带来一缕曙光。雾霾乍起,在2013年的年初的近2个月时间首都北京被严重雾霾笼罩,2014年的最新时事新闻结论是“2013年全年全国雾霾天平均是29.9天,创52年来之
3、最”,最具代表性的城市,北方是北京,南方是上海。从2013年的春节到2014年春节,坊间最敏感、最广泛的话题就是雾霾严重问题,一时间众人议论纷纷:“北京不适合人类居住”“北京污染赶跑外国人”“十面霾伏”等等议论流行,一些个新名词“北京咳”“霾危机”也被创造出来,最极端的是有人提出“迁都”的议论,虽然是调侃之言,但也指出雾霾的严重程度和对全社会的严重影响。针对目前严重的雾霾天气现象,查阅目前治理雾霾的多种方法、方案和技术,国内外的技术界(包括众多专家)现在提出的解决方案均是长期的方案,如:拆除大量的使用煤炭做燃料的工厂包括燃煤发电厂、供暖的热电厂、炼钢厂、炼焦厂、炼油厂、化工厂等一系列的燃煤工厂
4、,主要方法是使用天然气替代煤炭进行冬季取暖和发电;大力提倡植树种草;提倡多方面的节能减排,这些无疑都是很正确的,但这些都是不能快速解决问题的“慢办法”,说白了就是寄希望于改变现在的工厂企业使用清洁能源燃料,等待此类工程改造完成后,雾霾就会自然减少甚至消除,这是釜底抽薪式的治本之法,理论上看来上绝对是正确的,实际的治理效果还要等到30-50年后才能够切实的验证,当然按照这种理论,对长期以来存在的“高耗能、污染重、碳减排极差”的这类企业乘机进行关、停或者拆除也正是良机。但是这些都是慢慢治理雾霾的“慢法”,不能够立即(在几小时内)解决严重的雾霾天气问题,在严重的雾霾情况下需要快速的消除雾霾。使用此种
5、慢法就像“慢郎中”治病一样,只能是缓缓图之。无法立即扫荡掉。然而如此的“慢郎中”怎能立即解决火燎眉毛的“急惊风”式的雾霾危害呢?严重雾霾天气人们都已经感觉呼吸困难,生命都在受到严重影响了,这一口气吸不上喘不成,立马就要了老命了呀!俗语说的:“急惊风遇上慢郎中”就是形容这种情况的。能够快速、低成本的治理大范围雾霾,这一点是全国各界的共识,也是众人的希望所在,必须要想办法将雾霾快速、低成本的治理掉,否则不但发展受阻,而且在严重雾霾的笼罩下,一切的经济收益和GDP都变得没有意义了。快速、低成本的治理大范围雾霾的新方法是我们公司最近提出的,已获得实用新型专利证书,专利名称:一种消除大范围雾霾用使非金属
6、矿物材料粉末带静电装置,专利号:ZL5.7。发明专利一种消除大范围雾霾的方法,专利号ZL2.7;在2015年08月05日获得知识产权局授权,已获得发明专利证书。治理大范围雾霾方法其原理就是使用“电荷吸附、凝聚沉降的方法”,而采用的吸附剂就是凹凸棒矿物粉末,这种被誉为“千种用途、万土之王”的凹凸棒矿物我们甘肃省具有得天独厚的拥有量(占世界储量的十倍,见甘肃凹凸棒储量世界第一)。这是属于电化学范围的电荷吸附聚凝领域的技术,也就是使悬浮在空中飘浮的不能自动沉降的空气中的极细小颗粒物通过人为的干涉,通过凹凸棒吸附剂的载体吸附作用,使其在电荷电场力的驱动下快速的凝聚成重于空气浮力的较大的颗粒物,而自动的
7、沉降到地面,达到空气中的极细小颗粒物(包括PM2.5-PM0.5直径的极细小颗粒物)与空气分离,这样空气就会变得干净,从而达到净化空气的作用。一、雾霾源头的排放物是关键问题:1、随着社会的进步和发展,为了满足人们的实实在在的物质需要,必须大力发展经济,而发展必须要建设大量的工厂、企业,进行大规模的生产,制造更多的社会需要的物质产品,国内外概莫如此,大量的工厂在目前的科技条件下使用传统能源(化石能源)肯定会排放出大量的污染空气的废物,这是问题的一个方面。2、另一方面随着生活质量的提高,大量的小汽车进入家庭,家用小汽车的数量呈极快的增长趋势,当然其尾气也是呈极快速增长的趋势,这些使用传统能源的汽车
8、的尾气所产生的颗粒物(气溶胶)因为颗粒度很小,悬浮在空气中不降落,在无风的天气条件下形成浓厚雾霾层,不能被大气自然快速净化,形成危害影响极大。雾霾形成的原因就是这样,要发展就要经历这个全过程,燃烧煤炭、汽车尾气、处理垃圾(焚烧法)餐饮油烟都是产生雾霾的源头,无法避免,我们特别赞同著名文艺评论家梁宏达先生近期在电视节目上对雾霾的评论(2014-02-12期雾霾来袭上网即可查到),他说:“必须经过先发展、后治理的过程,不可能不发展只要清洁的环境,也不能污染后没有治理之法,被动受害”,我们更想加上的一句就是:“雾霾现象并不可怕,最怕的是在雾霾面前没有办法”,俗话说:“不怕有病,就怕没药”,如果我们有
9、治理雾霾的好办法,在雾霾产生后能够快速的治理掉,使其对全社会的影响降到最低,这才是实实在在的,科学和谐的发展、治理之法。毋庸置疑,中国的现今的能源结构是以煤炭为主的,这是中国地质结构在久远的地质条件下所形成的,也可以说是造物主为我们早就设计好了的现状,无法改变,根据原国家能源局局长张宝国同志在2010年10月27日在中国国际煤炭发展高层论坛开幕式上的致辞介绍:“煤炭是中国的主体能源,分别占一次能源生产和消费总量的77%和70%。“十一五”以来,在国务院关于促进煤炭工业健康发展若干意见(国发200518号)的指引下,经过各部门、各地区、各企业及行业协会共同努力,新型煤炭工业体系建设稳步推进,煤炭
10、工业取得了巨大成就。突出表现在以下几个方面:一是煤炭供应能力显著增强。2009年,全国煤炭产量达到29.73亿吨,接近30亿吨,比2005年增加了7.68亿吨,年均增长1.92亿吨。预计今年煤炭产量超过32亿吨。二是煤炭产业结构逐步优化。大型煤炭基地建设稳步推进,大型煤炭企业集团快速成长。像我国的神华集团,煤炭年产销量已经达到4亿吨,这个产销量世界排名前两位。同时,淘汰煤炭落后产能也成效显著,煤矿企业兼并重组取得了新的进展。前两天,国家能源局专门举行了新闻发布会,我国今年就要兼并重组1300多个煤矿,淘汰落后产能达到1亿多吨。三是煤炭循环经济体系建设全面推进。煤炭行业循环经济园区迅速发展,资源
11、综合利用渐成规模,煤层气开发利用进展加快。四是煤炭科技水平不断提高。煤矿设计理念与时俱进,煤矿装备水平大幅度提升。煤炭液化、煤制天然气、煤制烯烃、煤炭地下气化等示范工程也稳步推进。比如在包头的60万吨煤制烯烃项目和在宁夏的宁东煤制烯烃项目均已投产,神华集团在内蒙古100万吨煤炭直接液化的生产线也运行正常。五是煤炭政策法规体系逐步完善。山西省煤炭工业可持续发展政策措施试点全面实施,煤炭法修订工作稳步推进,煤炭法规框架体系初步确立。最近,国务院批准了国家能源局上报的煤矿企业兼并重组方案,不久我们还要通过媒体贯彻宣传这个政策。” 所以说目前马上停止煤炭使用,完全改成天然气替代是很不现实的说法,只能是
12、逐步的在实际条件下尽可能减少煤炭的使用量,利用能够得到的天然气尽可能替代部分煤炭,完全替代是根本不现实的,也是绝对达不到的,最终大部分(50-60%)的能源仍然主要依靠煤炭,起码在可以预测到的30-50年时间内,中国的主要一次能源还是要依靠煤炭的,试分析如下:当前中国的主要能源是以煤炭为主的,短期内(50年内)无法改变,以天然气替代煤炭的主意看上去很美,但是通过大概的计算不禁疑问颇多,如:1公斤标煤的热值是7000大卡,1立方米天然气的热值是8400大卡,换算下来1000立方米天然气约相当于1.2吨左右的标煤。据前年(2011年)的数据,我国北方仅冬季取暖用煤炭量就是4亿吨左右的标煤,那么就需
13、要3300亿立方米左右的天然气来替代,根据2008年各国天然气储量列表介绍,中国的天然气探明储量是:2,265,000,000,000立方米(2万2千6百50亿立方米),按照每年的仅仅是取暖的需要,就要使用3300亿立方米的天然气数量(2,265,000,000,000/330,000,000,000=8.33)即我国国内的已探明的天然气储量(并不是开采出来的数量),按照每年取暖的数量计算也是只能够使用8年多一些时间,如果减去开采过程的损耗实际可以使用的数量就更少了。如此巨大数量的天然气还仅仅是取暖这一块的需要,如果将大部分燃煤的工厂进行煤改气的改造,那么所需要的天然气数量就更大了,绝对是一个
14、天文数字,哪里去寻找这么大数量的天然气?这么大数量的天然气能否长期保证稳定的供应呢?要知道根据2008年各国天然气储量列表介绍世界探明总量也仅仅是:175,400,000,000,000立方米即1百7十万亿立方米,假设这些天然气都供应给中国,怕是也使用不了几年吧。(从百度网页上输入“各国天然气储量列表”即可看到),经过大致的计算就可以明白,在我国完全使用天然气替代全部煤炭基本上是一厢情愿的美好设想,距离实际太远,这个观点完全没有实际应用的可能。二、五十年太久,只争朝夕还有一个最大的难以克服的问题,就是目前提出的种种治理雾霾方案的实现时间太长,最难的就是我们实在没有30-50年的时间去学习美国人
15、、英国人治理雾霾的方法和经验,这种长期治理雾霾的方法,是借鉴了英国在50年代发生的“伦敦烟雾事件”(这是以燃煤为主要原因产生的雾霾的),英国人用了50多年的时间终于治理好了,美国洛杉矶的雾霾主要是由汽车尾气排放产生的,美国人用30年时间治理好了,然而这种用30-50年时间治理雾霾的方法对现在目前的中国雾霾情况来说并不现实,基本没有任何参考价值,首先是中国没有“充足的”天然气供应,另外此种治理雾霾方法耗用时间太长,如此慢法我们中国人实在是等不起呀。以前有人也提出使用人工降雨的办法,对雾霾进行治理,然而,中央气象台首席预报员马学款教授指出“通过人工降雨来消除雾霾,既不经济也不现实”,这是因为人工降
16、雨必须要有一定的条件,即,必须要有一定的积雨云层,并且刚好是在雾霾地区的上空才行”,所以此路基本不通。按照常识(在通常肉眼看得到的颗粒物范围内是可以利用喷水方式降尘的)所以有人提出“喷水方法”就是采用喷水方式治理雾霾,其实这是行不通的,根据我们的研究,这些处于纳米尺寸范围的极细小颗粒物根本就不与水结合,喷水一点作用也没有,即便是突破了纳米颗粒物不沾水的规律(一个假设)也因为没有这些超巨量的水可用,也不可能低成本的将这些超巨量的水带到雾霾层的上部(距离地面3000米)进行喷洒,控制不好会使水变成雾滴,反而加重雾霾,现在仅仅是在地面喷洒大量的水或者是水雾基本上只能够降低直径在PM10以上的细粉尘,
17、基本上对上千米高空的雾霾是没有作用的,因为雾霾是悬浮在距离地面1-3千米高度的极细小颗粒物,本身不会自动的沉降到地面被所喷洒的水液吸附,在冬季喷水太多路面容易结冰损害路面,又湿滑易造成交通事故,所以使用喷水法消除雾霾实际上是几乎没有作用的、想依靠此法治理雾霾基本上是行不通的,使用这种喷水方式与消除高空的大范围的雾霾基本“不搭界”。只有另辟蹊径,研究和破解雾霾的本质,集成、借鉴、采用多领域的最新科技,组合优化,利用我们甘肃省拥有的占全球90%的二类稀土资源-凹凸棒粘土矿产的巨大资源优势,使其带上电荷,变成一种“吸附剂”“催化剂”“凝结核”,进行电化学的“电荷吸附、聚凝反应”,达到快速治理雾霾的目
18、的,使目前治理雾霾的局面从“车到山前疑无路”到“柳暗花明又一村”的境界,在尽可能短的时间内还大众一个清洁干净的天空及大气。三、技术原理介绍:本技术共有三个方面的应用,分别是快速消除已经形成的大范围雾霾天气;从源头解决燃煤工厂的污染物源头排放问题;解决众多汽车尾气的排放问题这三个方面,下面分别介绍:1、本技术的第一个方面:快速、低成本消除大范围雾霾的新方法:(快法)大范围严重雾霾发生时立即进行消除,在短时间内使雾霾中的多种颗粒物进行“凝聚、变大、变重,自动与空气分离并且迅速沉降到地面,达到快速消除雾霾,大范围净化空气的目的,具体的作法是:在雾霾严重发生的时候,通过在雾霾层顶部喷洒带电荷的凹凸棒粘
19、土粉末,使凹凸棒粉末同时带上两种电荷(正电荷和负电荷)并且影响到附近的细小颗粒物也带上静电,利用带异性电荷的粉末互相吸附的作用,使雾霾层中的极细小颗粒物(包括PM2.5在内的颗粒物)被吸附到带电荷的凹凸棒粉末中,使这些极细小的颗粒物“吸附、凝聚”成空气托不住的大的颗粒物而自动的沉降到地面上,也就是打破了雾霾中颗粒物电荷呈平衡的悬浮状态,使其快速的进行两极的分离、聚合,体积变大而自动沉降。打破这种雾霾颗粒物电荷平衡后,在多种自然力的作用下,包括,地球引力作用、太阳光的热力循环作用、循环气流的自动混合吸附作用、流体物质从高浓度向低浓度的自动扩散作用、物质比重不同时的重力运动作用、颗粒物在流动过程中
20、摩擦产生静电吸附作用等等综合的自然力的作用,下,使大气本身的自然净化能力充分得到加强和改善,迅速的消除雾霾并且减少空气中的有毒有害物质,同时在这种消除雾霾的方法中,颗粒物与空气进行自动分离,从而净化了空气。虽然通过飞行器喷洒的地区范围很小,但是引起雾霾自动进行变化的范围是很大的,也可以说,我们利用这种技术手段,打破了呈平衡状态的雾霾层,增强了大气本身原先就有的净化能力,使这个良性循环作用长久自动的持续下去,就可以控制住大范围的雾霾,使之消除并且与空气分离,颗粒物沉降后空气中杂质减少,这样空气就变干净了。凹凸棒粘土粉末是呈多孔状的物质,本身就有吸附多种有害物质和气体的作用,在携带上电荷后吸附作用
21、更加增大,其性能可与“活性炭”媲美,这种“本身比空气重的携带电荷的凹凸棒粉末”在下降的过程中将空气中的氮氧化合物、硫酸盐颗粒、硝酸盐颗粒,以及呈气态的硫化氢、二氧化硫、一氧化碳、二氧化碳、氧化氮、碳氢化合物、臭氧等有害的气体都会被吸收相当大的一部分,根据需要治理的雾霾的严重程度,投放不同数量达到我们所需要的治理效果即可,一般投放越多,则吸附有害物质的效果越好,越是在当地的大气层静止稳定的状态下,效果越明显,在当地无风且雾霾严重时效果会更好,这时的自动凝结现象会高效率的自动进行,在较轻的雾霾时可以投放较少的数量,此良好效果可以自动维持2-3天。2、本技术的第二方面:正本清源,在源头消除雾霾(根治
22、法)在雾霾的源头进行治理,这些大家都是知道的,凡是使用煤炭等化石燃料的工厂企业、焚烧法处理垃圾的焚烧厂(目前为止的垃圾处理技术领域中仍然是“焚烧法”处理效果最好,但是因为燃烧温度偏低时会产生大量二噁英,所以大众目前均持反对意见,也是因为没有一种低成本的廉价吸附剂的原因,只要能够将二噁英吸附掉,此法必将大行于世),在其排放的位置,如排放烟囱处,使用本技术也是大有用武之地的,很多工厂企业就是因为排放不达标而被迫关闭。尤其值得一提的是,使用垃圾焚烧法进行垃圾处理尽管是目前的垃圾处理技术中最好的方法之一,但是垃圾焚烧处理厂之所以被大众排斥,就是因为强致癌物“二噁英”排放一直没有妥善的方法解决,如果采用
23、我们的这种技术,设计大型的“凹凸棒吸附处理装置”利用凹凸棒的极好的气体吸附性能,“完全彻底”的进行全部的吸附二噁英气体,就可以从根本上解决问题,极化后的凹凸棒颗粒可以与活性炭媲美,更因为(我省)的凹凸棒储量巨大,成本低廉加工简单可以大范围普及,所以,可以说为垃圾焚烧法的普及应用提供了希望,提供了一个最坚实的基础。因为我们的技术与传统的处理排放污染气体的有根本区别,传统技术无法消除的颗粒物,尤其是极细小的颗粒物,如:PM2.5;PM0.5等,我们的技术都可以处理,其原理是一样的,还是利用凹凸棒粘土进行电化学电荷聚凝反应,使PM2.5;P;M0.5;二噁英;重金属污染等严重污染物的极细小颗粒物通过
24、电荷的吸附作用从而进入到凹凸棒载体里面与载体紧密的结合(电荷的吸附作用犹如静电喷漆一样很不容易再分离),不再排放到大气中,经过处理的烟囱排放气体基本呈透明状态,从源头就进行集中处理,此方法可以覆盖的单位企业极多,凡是燃烧煤炭的工厂均可以采用此法,彻底解决极细小颗粒物污染大气产生雾霾的根源,做这些“雾霾源头处理产品”将会形成一个极大的产业领域,此技术或可改变许多工厂企业的发展前途,“问渠那得清如许、为有源头活水来”,从源头治理雾霾才是正本清源的根本之法简称“根治法”。3、 本技术的第三个方面:汽车尾气也能治(吸收移动物体排放废气法)这个技术我们已经获得了实用新型专利证书,专利名称消除和控制PM2
25、.5-PM0.5范围颗粒物的装置,专利号:ZL0.5,就是采用电荷吸附的方法将污染物含量严重的大量汽车尾气,通过我们设计的大型吸附车进行随时随地的净化处理,吸入污染气体排放出干净的空气。行进在拥堵的车流中的颗粒物吸附车将PM2.5-PM0.5范围的颗粒物及有害气体全部吸附到凹凸棒吸附板上,收集到足够的程度时,更换凹凸棒吸附板,吸附满颗粒物的凹凸棒板作为一种肥料的原料(汽车尾气的颗粒物就是富含氮素的物质),拿去做肥料,没有任何剩余物,完全利用掉。 汽车尾气无疑是雾霾的另一个最重要源头,也是最难处理的一个雾霾源头,据报道美国洛杉矶的雾霾主要是由汽车尾气排放所形成,这类移动物体的排放也是可以利用凹凸
26、棒吸附法进行吸收的。在科学画报杂志2014年第二期中复旦大学庄国顺教授写了一篇从严控汽车尾气入手治理雾霾,我们是完全赞同他对汽车尾气的分析,但是在处理汽车尾气排放的方式上略有不同,单单只盯着汽车本身,希望汽车本身能够不排放或者是大幅度减少尾气排放是行不通的,毕竟汽车的发动机是属于燃烧燃料的“热机”形式,本身的发动机燃烧热效率最高也就是30-50%(汽油机30-40%、柴油机40-50%),其余的部分是必须排放的废气,这是汽车本身结构所确定了的,基本无法改变,那就只有另辟蹊径了。本技术治理汽车尾气的方法是:(1) 、在车流量大的地段;如过街天桥;立交桥;隧道中及城市中心的道路两边,设立板式或者筒
27、式、塔式的自动吸附附装置(其装置的外形就如林立在道路两旁的广告牌类似,也可以做成各种造型美观的城市景观状态,加装到这类装置的内部),对汽车尾气这一块的雾霾源头进行“就近吸附、连续吸附、长期吸附的净化空气”模式,定期更换吸附充满有毒有害气体后的凹凸棒吸附剂芯片(芯块),使汽车尾气造成的污染就地吸附净化(这是24小时连续自动进行吸附的),只要安装数量足够,所产生的净化效果将会特别明显。(2) 、利用这个原理制作大量的极细小颗粒物吸附车(我们设计称为大型吸附车)分布在城市的主要干道上,进行流动式的吸附,从汽车的外部但是又在汽车的附近进行,吸入污染严重的汽车尾气,排出净化后的空气,因为吸入、排出的气体
28、数量很大,该车设计为每小时有害空气处理量在10000立方米,最大达36000立方米,就这样大幅度减少了汽车产生雾霾的根源,对于看不见的气体范围的污染严重的汽车尾气进行及时的净化,这样才能够长期保证我们的天空总是蓝天白云。(见附件:PM2.5大型吸附车)(3) 固体的垃圾我们有清洁车进行收集,液体的污染物也有办法进行净化处理,但是至今都没有任何处理汽车尾气气体污染的技术和方法,尤其是汽车的产生的大范围、大批量的尾气,在这种大范围大量的尾气处理领域更是一片空白,实际上现在人人都知道汽车尾气是很大的雾霾污染源,因为没有处理的技术,致使目前的状态是“心知肚明、毫无办法、任其肆虐、危害极大”,不能够将汽
29、车尾气这部分雾霾污染源治理掉,想消除大范围雾霾根本就是不可能的,所以汽车尾气属于必须治理的项目,不治理永远也无法消除大范围雾霾。(4) 我们提出的这种模式是属于“前人没有的、先进的、实用的处理雾霾的技术和方法”,在汽车尾气的治理方面应该是领先世界的,也是建立在我国有巨大储量的凹凸棒矿物的基础上,充分利用我国储存数量巨大的凹凸棒矿物资源进行环保产业大发展的一个创新技术,希望能够得到上级领导的重视和扶持。 四、全程环保的绿色循环技术:1、更为特别的是,吸附满后的凹凸棒吸附芯板可以回收作为一种氮肥使用,就像北方原先的农村每年更换土炕的炕面板作为富氮物质(氮肥)使用一样,这种富氮的物质是极好的农家肥,
30、施用在农田里可以提供大量的氮元素并且还是缓释型的,汽车尾气的排放物主要成分是碳氧化合物(一氧化碳、二氧化碳等)氮氧化合物和氮氢化合物等,这些物质经过微生物的(分解、发酵、改性、去毒)就是极好的氮素肥料,这样就完全解决了吸附后的剩余物的处理问题,将汽车尾气进行吸附、固化,将有毒有害的物质变成氮素肥料是“变废为宝、化害为利”的又一个方面,含有巨大的商机。2、因为我们甘肃省拥有数量巨大的凹凸棒粘土矿产资源可以提供长期的、数量巨大的资源支持(甘肃省已探明凹凸棒矿物资源量占世界总存储量的10倍,有十亿吨以上),成本很低可以进行商业模式的操作使各方获利,回收的吸满有毒有害气体物质的芯片(芯板)经过溶解、粉
31、碎后变为对植物有益的肥料(氮肥),这种成本低廉(凹凸棒矿物储量大、开采加工容易、)绿色循环、充分利用、化害为利的模式,可以在这个产业链的每个阶段都有较大的利润,因此具有实际的商业模式操作的可行性。上述的三个方面都是充分利用凹凸棒粘土的优良的吸附能力,通过巧妙的结构设计,将这些形成雾霾的有毒有害的污染物质吸附、集中处理,使其不再危害环境,也可以看成是治理全部雾霾的系统工程中的三个子系统,这些子系统技术本公司将逐步展开介绍,以此类推,这种技术还可以使用在更多的场合,为治理雾霾、消除污染、吸附毒气、净化水质、解决污泥问题等领域发挥更多、更大的作用。五、原理技术成熟、实践亟盼认知和扶持1、凹凸棒矿物介
32、绍:凹凸棒石(Attapulgite)又名坡缕石或坡缕缟石(Palygorskite),是指以凹凸棒石(attapulgite )为主要组分的一种粘土矿物。凹凸棒石在矿物学分类上隶属于海泡石族,为一种晶质水合镁铝硅酸盐矿物。是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐粘土矿物。其理想分子式为:(Mg,Al,Fe)5Si8O20(HO)2(OH2)44H2O,理论化学成分为:SiO256.96%;(Mg,Al,Fe)O 23.83%;H2O 19.21%。 凹凸棒石粘土(别称凹土、漂白土、白土、山软木等)具有特殊的纤维结构、不同寻常的胶体和吸附性能,具有广泛的应用领域,有“千土之王”、“万用之土”等美誉。
33、凹凸棒石具有介于链状结构和层状结构之间的中间结构。凹凸棒石呈土状、致密块状产于2亿年前的沉积岩和风化壳中,颜色呈白色,灰白色,青灰色,灰绿色、土红色有弱丝绢光泽。土质细腻,有油脂滑感,质轻、性脆,断口呈贝壳状或参差状,吸水性强。湿时具粘性和可塑性,干燥后收缩小,不大显裂纹,水浸泡崩散悬浮液遇电介质不絮凝沉淀 。 2、凸棒石的用途:凹凸棒石的用途有两千种以上,目前主要用于植物油脂精炼、分子筛载体、节能建材、石油钻井抗盐、抗高温的泥浆原料。 凹凸棒土素有千土之王的称号,在工业和其它多种行业上具有特种用途。 脱色及水处理:加工后的凹凸棒石粘土制品是较为理想的吸附剂、食品加工助剂和食品添加剂,可取代活
34、性炭。它不仅能脱色,还可除臭除味,除重金属离子和致癌物质,还具有一定的选择性,这就为生产提供了便利,它可作冰箱除臭剂、污水处理剂、家用净水器、油脂精炼脱色剂,效果极为明显,在医药上可作药物的填料、载体、添加剂、粘结剂。凹用于植物油精炼可以降低油品的酸价,油品长期储存不返色;使用凹凸棒石粘土对液体葡萄糖脱色可将由粉末活性炭净化的十二道工序减少到十道工序,工艺周期缩短50分钟,对发展生产十分有利。用凹凸棒石粘土净化的成品糖,其色泽、体态、浓度、还原糖含量、PH值、二氧化硫离子含量、氯根含量、蛋白质含量、熬糖温度以及钙镁离子含量等均达到现行行业标准,节约脱色处理费用60%左右,脱色后的滤饼可作混合饲
35、料,减少了环境污染,达到综合利用。 无论是在吸附过程中,还是在污水处理中,凹凸棒石粘土都可以再生,它耗能少,对环境保护非常有利。凹凸棒石粘土选择吸附能力大小的次序为:水醇酸醛正烯烃中性脂芳香烃环烷烃烷烃、直链烃环烷烃烷烃,直链烃比支链烃吸附得快,吸附选择性对油脂的脱色有重要的作用。在其它分离过程中也有较大的工业价值。我们甘肃省内所储存的凹凸棒矿物更有其它地区所储存的凹凸棒比不了的自然环保性能(见附件不同产地地凹凸棒粘土理化性质及其对复合保水剂性能影响研究)。 3、电荷吸附凝聚的电化学作用:关于电化学电荷吸附凝聚过程,这里我们举一个常见的实例给予说明:我们可以从卤水点豆腐时观察到类似的现象如下。
36、一大锅的豆浆(100公斤左右)点进去的卤水仅仅只有几两,约千分之一、二,这一大锅呈白色的豆浆(也可以理解为是带有相同的电荷,并且呈现平衡状态的极细小的豆子悬浮颗粒物(模拟PM2.5颗粒物)的液体,无论是强度搅拌或者是加热到开锅状态、就是兑进去大量的清水(模拟雾霾中喷水)也不会自动凝结、分离,依然是呈乳白色液体,但只要加入小半碗的卤水,马上就会迅速的凝结成固体的豆花和大量的清水,这个凝结过速度极快,点入的卤水并不是与这100多公斤的豆浆汁全部或全面接触,而是通过电荷的吸附、凝结作用“极快速的进行“,亲自见到这个过程的人都看到基本上是“一眨眼”的时间(几秒钟的时间),特别快就凝结了,也就是豆花与水
37、进行了快速分离了,原先不透明的豆浆,变成豆花和清水,其原理就是通过电荷电化学的吸附、凝聚、凝结所产生的快速分离现象。利用凹凸棒粘土粉末治理雾霾就是与“卤水点豆腐” 一样的作用,只是这个过程是在空气中进行的,雾霾严重的空气就像是一大锅豆浆,而我们加入的带电荷的凹凸棒粉末就是使其快速凝聚的“卤水”,道理就是如此简单。在这个过程中凸棒粉末因为自身的种种优良的物理、化学特性在治理雾霾的过程中实际上起到了一个最关键的“凝结核”“催化剂”“吸附剂”作用。催化剂的意义在化学反映过程中是起到关键作用的一种物质,查阅百度百科可知催化剂定义是:催化剂参与化学反应。在一个总的化学反应中,催化剂的作用是降低该反应发生
38、所需要的活化能,本质上是把一个比较难发生的反应变成了两个很容易发生的化学反应。在这两个反应中,第一个反应中催化剂扮演反应物的角色,第二个反应中催化剂扮演生成物的角色,所以说从总的反应方程式上来看,催化剂在反应前后没有变化,最典型的就是“白金”,凡是知道化学反应的人都知道在以白金做催化剂时化学反应的速度会加快并且耗用能源可以大幅度的降低。所以本技术在治理雾霾的电化学电荷聚凝反应过程,巧妙的利用了凹凸棒粘土的特性,使之起到“催化剂”“吸附剂”的作用,极大的加速了雾霾中的颗粒物的吸附增大速度,如果没有这个“催化剂”的存在,虽然仅仅将空气中及燃烧排放的气体加上不同电荷也能够解决一些吸附问题,如现在的很
39、多单位的锅炉中使用的“静电除尘器”装置,然而效果很低,主要原因就是没有“凝结核”“催化剂”“吸附剂”的存在,这些颗粒物絮凝反应速度慢效率低所致,特别是PM2.5、PM0.5等,极其微小的颗粒物,因为没有较大一些的带正负电荷的凝结核,所以效果很差。此外,这种凹凸棒粉末吸附剂、凝结剂的使用量特别小,仅仅是千分之几,拿雾霾100平方公里的面积来说,只要在几百米的面积范围使用,只要1-2吨的总量即可达到大面积的治理雾霾的良好效果,是“四两拨千斤”的的方式,并不是使用很多数量的,因此是低成本的。关于这种技术的演示,我们也做了几种模型进行了演示和验证,从照片上可以清楚的看到此技术的消除雾霾的速度和效果,有
40、兴趣者可进一步联系观看实际情况。这是一个巨大而效果特别好的项目,希望众多的单位企业共同参与,解决诸如:运输的飞机、空域的协调、装置的设计、制造、安装、实际的检测、市场的操作(如:一个城市解决了雾霾后应该付多少费用问题)吸附产品(包括发电厂排放烟气的装置)的制作生产、吸附板的安装、回收、再利用等一系列的流程问题,都需要全面的合作共同开发,我们将保证凹凸棒粉末产品的供应,保证在一百年内不缺货。有意者请进一步联系。,四、我们的梦1、使用运五型农用飞机一架,装载1500公斤凹凸棒黏土粉末,当地当时的天气是属于严重雾霾天。运五型农用飞机安装有喷洒粉末的装置。运五型农用飞机的技术参数为:最大起飞重量525
41、0千克,最大载重1500千克,最大速度256千米/小时,航程845千米,有效载荷1,500kg,巡航速度160km/h,升限4500m,爬升率2m/s,起飞距离180m,着陆距离157m。气象预报:短期内无风,当地的天气污染程度为重度雾霾天,能见度极差,航班停飞、高速路封闭、城市道路上汽车行驶极慢需开防雾灯,PM2.5的大气探测仪器被“爆表”,行人都戴口罩,呼吸时感觉困难,很呛人。早晨8时,装载凹凸棒黏土粉末的飞机起飞,15分钟后达到2500米高度(已经在雾霾层的顶部了),上面是艳阳高照的蓝天,下面是严重雾霾覆盖的城市。飞机在雾霾层顶部以每小时160公里的巡航速度飞行,在一个面积为2000平方
42、公里的城市上空,以S形航线往复飞行喷洒两种电荷性质的凹凸棒黏土粉末,一小时喷洒完毕,返航。1小时后此城市上空出现一个直径约510公里的逐渐变得透明的大气空洞,并且越来越透明,太阳光可以直射地面了,在太阳光的加热作用和城市热岛效应下,1小时后在这个空洞部位空气产生了旋转、扩散的上升气流,这个空洞已经是越来越大了,2小时后整个城市上空的雾霾逐步减少天气越来越明亮了,此作用可以自动持续23天,雾霾将越来越少,蓝天白云逐步显现。 2、各种有大烟囱的工厂安装我们设计的极细颗粒物吸附沉降装置后,大烟囱虽然也还是在冒烟,但是排放的烟气已经基本看不到了,成为透明状态,因为包括PM2.5之类的极细小的颗粒物已经
43、绝大部分都被吸附沉降了,如果全部的燃烧煤炭的工厂都使用这个装置,那么雾霾就可以从根本上得到治理。 3、安装在道路边上,如立交桥隔音板上的凹凸棒吸附芯板(可以制作成各种美观的造型),24小时不停的在吸附,流动的PM2.5大型吸附车巡驶在车流密集的路段,进行流动吸附,雾霾逐渐的减轻,空气越来越干净。 4、吸附满污染颗粒物的凹凸棒板材经过2-3周后被更换、回收,收回的芯板经过溶解、粉碎等一系列处理后作为含氮素很高的“氮肥”施入农田,使农作物长的更好,还减少了原先的买氮肥的费用。 5、此技术被迅速普及后:天蓝、水清,阳光明媚、空气清新、心情愉快。 撰写人:甘肃欣庆环保科技有限责任公司 高级工程师 郑尔
44、历 2015-11-3甘肃欣庆环保科技有限责任公司简介:甘肃欣庆环保科技有限责任公司(以下简称公司),于2008年成立,注册资金3000万元,公司坐落在甘肃省白银国家高新技术产业开发区,是一家致力于健康产业和发展绿色经济的现代高科技企业,是国内首家以非金属矿产资源凹凸棒的系列开发、应用、生产、销售为一体的节能、环保型高科技企业。公司于2013年12月24日在上海股权托管中心挂牌上市,企业简称:欣庆科技;股权代码: 公司名称:甘肃欣庆环保科技有限责任公司 公司地址:公司地址:甘肃省白银市高新技术开发区孵化器基地2号楼309、311联 系 人: 李 总 手 机:联系电话: 0931- 传真号:0931-E-mail:xqhb98 网址:http:/ 五、自制小型烟雾箱演示雾霾快速消除情况:1、表示严重雾霾天气:2、凹凸棒粉末开始吸附雾霾颗粒物:3、吸附雾霾颗粒物过程中:4、吸附雾霾颗粒物过程中5、8-9秒钟后空气基本干净了: