利用固废电石渣浆治理大气技术 摘要 氢氧化钙（电石渣浆）在水中溶解度低，能和二氧化碳气体反应的质量有限，一般用来检测二氧化碳存在。但是通过使用“设备”的PLC模块和PH在线检测仪表，进行编程和监控PH值，并以给料、反应、排放、连续工作方式，就能利用“设备”，使（电石渣浆）进行动态循环，解决氢氧化钙在水中溶解度低的瓶颈问题。达到利于此物，清除所有酸性气体的目的。 关键词：PLC、电石渣浆、二氧化碳、臭氧、光伏板、PM2.5 引言 为了实现习总书记提出的30.60碳达峰、碳中和，以及生态环境部提出的PM2.5和臭氧协同防治。推广和使用此“设备”就可以为国家治理大气污染和捕集温室气体服务。 大气污染就是生产、生活、交通排放的废气，超出了自然自我净化的能力形成的污染。如何利用技术手段，在降低二氧化碳在大气中的含量，同时治理大气污染，是每个工程研发人员的义务和责任，技术路线包括不再消耗二次源，不能形成新的污染物排放，才是科学有效治理技术。 一 研发背景 本系统技术包括PLC自动控制、化学、机械、光伏发电技术，几个专业技术整合。它的最终目的是同步清除二氧化碳、电石渣浆、臭氧、PM2.5、PM10、和大气中所有溶于水的酸性气体。 无论那种污染治理技术，都不能再消耗二次能源，因为我们的二次能源大部分是煤电产生的，否则由于治理设备的耗能，会使火力发电厂排放更多的温室气体和污染物质。 在排放电石渣浆的化工企业附近，建厂生产此环保“设备”，在生产和调试此“设备”同时，利用空气的流动性，同步清除大气中的污染物。其它省市的第三方治理公司购买并使用该“设备”，在不同区域的火力发电厂、钢厂、水泥厂周围，运行此“设备”可以变相使燃煤变为清洁能源。（因为“设备”本身利用光伏发电，不在消耗二次能源，可以串联N级使用，达到真正意义的“零排放”）。 “设备”使用原料是化工厂排放的PH值为13左右稀稠固废电石渣浆，因为电石渣浆运输困难，所以“设备”的生产加工、调试、运行的地点最好选择在排放电石渣浆的化工企业附近。“设备”运行的主要排放物是低PH值的碳酸钙液体混合物，可以安全存放并加以利用。 另外风机吸入空气中的细菌、病毒，和水泵喷射的碱性电石渣浆液体混合时，可以直接或间接利用碱性物质破坏病毒、细菌的蛋白质,扰乱其正常代谢，最终杀死病毒（理论）。比喷射消毒水科学，因为喷射的消毒水颗粒会残留在空气中，能形成二次污染。这时把设备销售到国外可以帮助人类抗击疫情，同时独辟蹊径兑现了《巴黎协议》碳排放指标。 二 设备具体工作原理 “设备”使用光伏板为设备提供电能，系统没有逆变。“设备”使用电石渣浆（氢氧化钙）为原料。整个系统用电设备的额定电压为直流24V伏，因为没有逆变过程大大提高光伏使用效率。PLC管理光伏电压和设备运行，“设备”运行时，循环泵喷射电石渣浆（氢氧化钙）和大气中的二氧化碳、二氧化硫、几氧化氮等酸性气体发生化学反应生成稳定的盐，然后排放，排放结束后，“设备”通过PLC自动控制，补给新的电石渣浆（氢氧化钙）进入设备的反应池，循环工作。 当PLC检测到反应池中PH值由13降到8时（酸性气体和碱性电石渣浆反应PH值逐渐降低）PLC控制设备自动打开排放电磁阀，设备排出碳酸钙、硫酸钙、硝酸钙等混合物。 “设备”运行时，当空气中的臭氧被吸入反应池时，臭氧能和反应池里的金属离子迅速反应还原成氧气，比树木光合作用快很多倍。“设备”能使低空大气中的臭氧成为人类有用东西。同时PM2.5、PM10等颗粒物在喷淋状态下在反应池中沉淀，和下雨清除方式相同。 设备通过PLC控制加料、反应、排放、等循环，解决了氢氧化钙（电石渣浆）在水中溶解度低的瓶颈问题，使氢氧化钙（电石渣浆）代替氢氧化钠清除温室气体成为可能。此技术不但为大气治理、捕集二氧化碳提供廉价设备，还为电石渣浆、碱性废水寻到比较理想治理方法，利用废物友好循环。把“设备”放置在化工企业排放电石渣浆场地附近，当稀稠的电石渣浆刚刚排放，利用“设备”立刻处理，可以避免因为高PH值的电石渣浆污染和占用宝贵的耕地。 三实验样机工作过程 实验样机光伏功率是60W，PLC时间程序控制“设备”的光伏板随太阳旋转。首先把50克的电石渣浆（氢氧化钙）和2Kg水混合，由于氢氧化钙在水中溶解度低，氢氧化钙一部分悬浮一部分沉淀，这时混合液体的PH值为13左右。然后运行设备，只要风机和水泵不停止工作，氢氧化钙就能和大气中的二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮连续反应，生成碳酸钙、硫酸钙、硝酸钙和水，新生成的水可以继续溶解反应池中沉淀的和悬浮的氢氧化钙，在没有蒸发的工况下，只要设备的风机和水泵工作连续工作，化学反应也就不断进行，新生成的水不断溶解反应池中剩余的电石渣浆，参加化学反应。并且在设备连续工作6小时以后，能使反应池中的混合液体PH值降到8左右。 风扇能使空气中的二氧化碳在风压作用下加速和电石渣浆（氢氧化钙）反应，不断有碳酸钙和其它化合物形成沉淀，在编程软件里观察，在线PH仪表数值不断降低，最后PH值为8左右。这时PLC程序理解为50克的电石渣浆（氢氧化钙）完全变成碳酸钙、硫酸钙、硝酸钙。PLC自动打开排放电磁阀，排放以上混合液体，当反应池中的液位计模拟量下降到达设定值时，表示系统排放结束时，PLC自动关闭排放电磁阀。开启进液电磁阀，反应池补充新的电石渣浆混合液体，设备开始重复第一步的工作程序。 标准样机可以做到每台设备功率达到4KW左右，长4米宽4米高5米。 四 实际情况与应对方法 虽然中国在大气治理方面取得了伟大的成就，但是局部地区大气污染情况时有发生，为了彻底解决局部大气污染问题，目前使用技术手段，利用“设备”清除大气污染是比较好的选择。 此“设备”不仅是“大气捕集二氧化碳”的工具，而且还是治理了大气污染的工具。这和国外二氧化碳捕集情况有所不同。国外电能大部分是核能，所以捕集二氧化碳可以不计较消耗多少能源，但是我们不行，在中国60%左右的电能是煤电提供的，不能再消耗二次能源治理各种污染，否则火力发电厂将排放更多的污染，所以不能照搬国外的二氧化碳捕集经验，来解决中国的问题。我们要根据自己的国情采取相应的措施。 光伏是比较好的一次能源，最好不逆变，直接利用直流电。以达到高效利用清洁能源，治理各类污染，同时没有新的污染物生成（蓄电池）。 在中国燃油机动车数量快速增加，发动机燃烧产生的废气排放量随着增加。以前我们从课本里得到的信息是，二氧化碳是无毒无害的气体，植物生长离不开它，那是它在大气中含量值在正常范围内定义的，今天随看工业、交通飞速发展，它在大气中的占比也快速增加，引发一系列恶果。宏观上是引起温室效应。微观上是活塞式发动机工作特性引发的问题，因为大气中二氧化碳增加，在没有风，扩散不好的条件下，受影响最大的是活塞式发动机的燃烧，机动车发动机运行时，每个行程进入缸体的空气体积是一定的，二氧化碳增加氧气就减少，燃烧就不充分，结果是发动机输出功率不足，需要加大发动机转速，保持功率输出，尾气排放量随之增大，引发恶性循环。国家提倡的降碳减排是非常正确的决定。国家十四五规划提出的能源转型和扩大清洁能源使用，目的就是减少各类污染和温室气体排放。如何能快速解决中国大气污染问题和全球温室气体排放问题，除了转型和结构调整外，通过技术手段达到目的，也是较好的解决方案。不要小看单台设备清除大气污染的能力，积小胜为大胜，当设备被第三方大气治理机构大量使用时，中国方案将是领导全球的最佳方案。