空气与土壤污染的成因与治理

1、微矿分离技术制备超净高能类液体燃料及循环流化床类液体锅炉技术简介10/7/20222Page 3国际油价价格（美元/桶）年份发现石油第二次世界大战结果成立美国石油顶峰伊朗革命伊拉克战争经济危机海湾战争储量短缺41. 空气污染与PM2.5灰霾元凶: PM2.5 高达5001000g/m3呼吸道受刺激降低肺功能加重哮喘导致慢性支气管炎非致命性心脏病心肺病患者过早死可直接吸入人体肺组织中，对呼吸系统和心血管系统造成危害伦敦烟雾事件雾霾的来源与组成5环球时报2015年4月8日文章(刘科)，雾霾的元凶：1) 7.5亿吨散烧煤在几十万台中小锅炉中燃烧，尾气直接排放2) 劣质柴油及老旧柴油机3) 过量化肥使

2、用引起的氨排放化肥长期大量使用引起的土壤及大气污染问题6第二次世界大战第一次世界大战战争结束后，大量的硝酸铵（炸药）滞销，工厂倒闭，工人失业。去产能用硝酸铵去做化肥。土地酸化和土壤板结：土地酸化，土壤中的细菌被杀死，腐殖质不能得到及时地补充，引起土壤板结。食品安全问题：粮食作物重金属超标。“镉”大米等引起“骨痛病”。化肥导致土壤中矿物质持续流失73、机械化耕种过程矿物质随粉尘流失2、过度农业生产，缺乏土壤休整保护，矿物质被过量攫取1、因大量施用化肥以及酸雨，土壤酸化，矿物质被浸出Ca2+Mg2+K+Ca2+Ca2+Cu2+Fe2+Ca2+Ca2+Ca2+Zn2+Mn2+Mg2+Mg2+Mg2+

3、Mg2+Cu2+Cu2+Zn2+Ca2+Mn2+Ca2+Ca2+K+Mg2+N P K化肥导致土壤中矿物质含量大幅度降低8玉米中钙含量下降78%Ca2+Ca2+数据来源：Fenix Agrisoil Technologies, LLC，2016年10月食物钙含量(mg/100g)样品数下降比例1950年1999年西兰花130482863.1%甜玉米925177.8%茄子157753.3%草莓28141050.0%西红柿11513554.5%数据来源：美国农业部(USDA)的监测数据，发表于Journal of the American College of Nutrition, Vol. 23

4、, No. 6, 669-682 (2004)癌症肥胖骨畸形心脏病哮喘 P Cu Se Mg Co CaZnFe机械化种植硝酸铵化肥杀虫剂除草剂杀菌剂转基因种子草甘膦食物中矿物质含量下降 vs 人群患病率上升!数据来源： Eco Organics公司8土壤污染的主要元凶92015年化肥施用强度分别为362 (公斤/公顷)，而国际警戒线值为225（世界平均水平为120）； 每日农经: 2010年海南、天津、福建和广东等省均超500，远高于警戒线，并持续增高从1978到2011年，我国粮食增产了87%，而化肥使用量却增加到682%！每吨粮食产量所需化肥量攀升至0.1吨数据来源：中国统计年鉴长期使用

5、化肥导致土壤贫化程度高达70%10低保水能力土壤结构破坏矿物质不平衡不可持续生态系统如何解决煤污染、滥用化肥及土壤生态问题？微矿分离在燃烧前把煤搞干净+类液体循环流化床锅炉1150亿吨煤废弃料（如煤矸石）相当于250亿桶石油，市场价值超过1.2万亿美元远古时期土壤中有非常丰富的矿物质 参天大树随经数百万至数千万年，物质不灭，土壤中宝贵的微量元素及矿物质以煤炭的形式保留至今。革命性的微矿分离技术清洁固体燃料CSF土壤改良用矿物质 SRM微矿分离装置Mineral Separation Process煤煤矸石洗选中煤高热值类液体燃料High HV CWS在煤燃烧前，把可燃物及含污染物的矿物质分离开

6、，生产高热值的清洁固体燃料/原料和一种天然矿源土壤改良剂用的关键原料（含有农作物生长所需的重要营养矿物质及微量元素）土壤矿物改良剂 SRA核心技术（一）：超净高能类液体燃料制备技术瑞科天启保密信息未经书面许可不准泄漏和转移给任何第三方 技术特点：微矿分离深度脱灰，脱除煤中大部分的无机硫，燃烧/转化前制成标准化的清洁固体燃料/原料；相对传统工艺，用煤来源更广（覆盖煤泥、煤矸石等），煤种适应性更宽；类液体燃料成分：60-75% CSF、23-38% 水及 2-6% 添加剂；按CSF的硫含量将脱硫剂(CaO)加入类液体燃料中，方便炉内脱硫；与传统水煤浆相比热值高10-25% ； 分离出的矿物质可以作

7、为土壤改良剂和微矿肥的原料，物尽所用。12核心技术（二）：循环流化床锅炉超净燃烧技术技术特点：利用清洁类液体燃料的流体燃烧特性，优化锅炉燃烧流场和温度场分布；严格控制燃烧温度在800-870，NOx很低；类液体燃料内按含硫量确定CaO添加量；上述温度是CaO和SOx反应的最佳温度，炉内脱硫；燃料中适量水加入，强化锅炉燃烧，增加传热效率；锅炉效率90%以上、PM 5 mg/Nm3、SOx 35 mg/Nm3、NOx 50%每亩每年施肥成本下降50%食品中的微量元素矿物质含量提升200%18瑞科天启保密信息未经书面许可不准泄漏和转移给任何第三方 质量能量密度 (kWh/kg)体积能量密度 (kWh

8、/m3)各种能源载体的能量密度天然气氢水力电容器化学品电化学储氢汽油裂变聚变煤(60008000kcal/kg)氢化物生物质终极电池锂离子电池飞轮热水铅酸电池静电重力双电层电容器电磁线圈核能甲醇压缩空气19制类液体燃料制油/醇基类液体燃料配高热值燃气微矿分离在燃烧/焦化前把煤搞干净，助力煤炭清洁资源化利用清洁固体燃料可燃颗粒煤煤矸石液体燃料气体燃料微矿分离超环保锅炉/气化炉等柴油机/汽油机/轮船/军舰/军用飞机等天然气管道/燃气站等洗选中煤矿物质作为土壤改良剂/微矿复合肥原料热解20人类的首选清洁的液体燃料21液体燃料便于海运及管道输运，运输成本低廉人类已建成遍布全球各地的液体燃料加注设施液体

9、燃料便于长期储存能量密度:液体 气体汽油30,000 MJ/m3天然气 (常温, 1MPa)300 MJ/m3各种能源载体能量密度：电池在近百年数千亿研发投入下，没有革命性突破22类别质量能量密度(Wh/kg)铅酸电池40锂电池（模块）150汽油11900柴油11700甲醇4600电池与液体燃料典型质量能量密度值的对比类别体积能量密度(Wh/L)铅酸电池90锂电池（模块）240汽油8600柴油9600甲醇3700电池与液体燃料典型体积能量密度值的对比由于中国电动车的推波助澜2016年国际钴价格翻了4倍23电池回收技术没有突破，环境隐患大电动汽车动力电池的使用寿命通常为5-8年，从2017年起我

10、国迎来首批动力电池退役潮。到2020年，我国动力锂电池的报废量将达32.2GWh，约50万吨；到2023年，报废量将达101GWh，约120万吨。电池中的镍、钴、锰等重金属，以及电解液、含氟有机物都是重污染物。钴是一种高致癌毒物，人接触钴金属可能导致肺、神经和呼吸道病变；电池电解液中的六氟磷酸锂在空气环境中容易水解产生五氟化磷、氟化氢等有害物质，对人体、动植物有强烈腐蚀作用；废旧动力电池中还含有300-1000V不等的高压，在回收、拆解、处理过程中操作不当可能带来起火爆炸、重金属污染、有机物废气排放等多种问题。2430年来柴油机排放控制技术突飞猛进25颗粒物FTP瞬态循环30年来柴油机排放控制

11、技术突飞猛进26颗粒物优化燃烧+改进燃料优化燃烧发动机NOx减排颗粒物的再处理NOx的再处理发动机颗粒物减排醇醚燃料替代柴油可解决柴油机的污染问题柴油机的优势：可靠性高耐久性好燃油经济性好发动机尾气HC低发动机尾气CO低CO2排放少（由于油耗低）柴油机目前存在的问题：NOx和颗粒物发动机减排存在一定的技术难度，但使用更便宜清洁的甲醇燃料可大幅降低排放。50%的欧洲新车都使用柴油 (80 英里/加仑) 柴油机技术近年突飞猛进有样车：268 Mile/Gallon甲醇基燃料内燃机技术把能源界数十年来两大发明链接起来1. 高效柴油机欧洲目前50%的新车是柴油车，最好的柴油样车用油量可低至0.85升/

12、百公里，但是：柴油机尾气污染严重(PM、NOx、SOx)石油炼制只能生产不到50%的柴油产品2. 页岩气革命发现大量天然气（储量200年全球用量），美国天然气价格由4.0降为0.5RMB/m3，使甲醇成本大降，但是：页岩气储地远离市场，海运气体成本高甲醇基燃料能充分利用高效的柴油机技术同时具有以下优势：成本低：甲醇基燃料（气头750RMB/ton）成本远低于柴油（6400RMB/ton）。清洁环保：燃烧尾气中不含有PM、SOx； NOx排放极低。运输方便：天然气制甲醇技术成熟，天然气转为甲醇液体可常温常压储运；运输成本降低，国际海运成本50元/吨；解决了天然气跨海运输问题。甲醇可由天然气及煤生

13、产，不受石油只产50%柴油的限制，同时能保障国家能源安全。28创新性引燃剂醇醚燃料空气引燃剂转化器高十六烷值引燃剂在线转化技术, 实现自控系统从冷启动到大负荷运行的优化控制。甲醇基燃料高压缩比内燃机供油系统研发（完全替代柴油）. 电控系统（ECU）研发，大范围调整喷油提前角，优化燃烧性能。甲醇基燃料的最佳配比, 保证清洁燃烧前提下达到最高效率。利用高热值固体添加剂, 可以减少对现有供油系统的应用改造，以提升甲醇基燃料的热效益。甲醇基燃料改性添加剂及相应润滑油研发超低排放尾气处理催化剂研发（甲醛氧化）商业示范及取代非道路柴油机的成套商业技术。甲醇基燃料内燃机性能测试系统已取得在线引燃剂转化技术、

14、供油及内燃机控制系统、甲醇基燃料直喷高压缩比内燃机技术三大世界领先突破29布什总统的国情咨文- year 2000我们第三个目标是在显著改善环境的同时提升我国的能源独立性。本世纪，我们的环境将得到最大的改善，但不是通过无休止的起诉、命令和控制规章，而是通过技术和革新。今天晚上，我提议拨款12亿美元作为研究资金，使美国在制造清洁的氢燃料汽车方面领先全世界 National Institute of Clean & low-carbon Energy为氢经济铺路车载汽油制氢装置重整装置(CPO)HTS 反应器LTS 反应器优先氧化(PrOx)电池组Steam Drum油箱燃料空气 +H2O31Na

15、tional Institute of Clean & low-carbon EnergyElectric MoterFuelProcessorFuelTank汽油制氢/燃料电池汽车功率密度32National Institute of Clean & low-carbon Energy车型年功率密度（We/L)33车载汽油制氢（PEM标准： WGS & PROX, 10 ppm CO) CPO点火5秒，启动时间4分钟，产生的H2 含CO10 ppm 升负荷 (功率从10%到90%) 5 s, 降负荷80% CPO基于CPO的50KWe车载汽油制氢装置发动机油箱Exhaust FPSPEMAP

16、UCPO尾气后处理催化剂清洁尾气高效的催化剂再生提高效率减少排放SOFCAPU电力（行驶或空载）效率大幅提高为燃料电池汽车开发的技术也可用于其他工业比如: CPO可以提高车辆效率，减少柴油机排放虽然长期的解决方案是电动汽车或燃料电池汽车，但是柴油技术已经可以作为短期解决方案使用！CPOLNTs柴油制氢装置整合到卡车上45kWth CPO 重整器CPO 重整在地板下整合35车载甲醇制氢并与燃料电池系统集成甲醇近期在内燃机使用，长期可在燃料电池使用1L甲醇的产氢量是1L液氢的2倍(143g vs. 72 g)甲醇是非常好的液体储氢、运氢载体重整装置(ATR/CPO)HTS 反应器LTS 反应器选择

17、氧化(PrOx)电池组Steam Drum油箱甲醇空气+H2O36甲醇经济 液体阳光北美页岩气革命带来了足够全球使用200年以上的非常规天然气，加速了世界能源结构转型甲醇的来源：巨量页岩气、煤炭转化、天然气转化近期可用甲醇基燃料实现交通运输及动力机械行业的清洁燃料需求，中长期可使用甲醇车载制氢驱动燃料电池汽车同一套甲醇储运基础设施，可同时满足中短期及远期需求37中科院已在部署甲醇经济（ 原国立新加坡大学及沙特国王科技大学施春风校长为首席顾问）空气与土壤污染的元凶与治理38环球时报2015年4月8日文章(刘科)，雾霾的元凶：1) 7.5亿吨散煤在几十万台中小锅炉中燃烧，尾气直接排放2) 劣质柴油

18、及老旧柴油机3) 过量化肥使用引起的氨排放雾霾的治理（刘科，2017）：微矿分离在燃烧前把煤搞干净制优质浆+循环流化床水煤浆锅炉炉内脱硫脱硝甲醇取代柴油，氢能用微量元素矿物质复合肥取代化肥，减低氨排放。解决土壤酸化等污染问题。对国家产业发展的影响微矿分离技术的发明具有划时代的意义，很多科学问题仍不清楚，需大量研究。这一技术将带动一系列相关产业的变革。我们团队将与与合伙人公司一起产业将辐射全国及全球。这些技术的研发与产业化将：煤在燃烧前将其中的污染物分离，加上清洁的水煤浆燃烧技术和其他清洁煤转化技术，从源头上解决燃煤造成的雾霾等环境污染问题甲醇取代柴油；清洁固体燃料颗粒可用于配制经济、环保的水煤浆（中小锅炉燃料、化工原料）和油煤浆/醇煤浆（发动机燃料），深刻影响电力、热力、陆运、船运、化工等行业高能量密度的航空燃料，提升航空竞争力逐步解决化肥导致的土壤酸化、板结、食品安全问题等问题；逐步解决使用化肥