环境工程中大气污染处理的认识与思考

周志芹

（潍坊市生态环境局滨海分局，山东 潍坊 261108）

随着城市建设发展进程的不断加快，环境工程质量也受到了人们更多的关注，尤其是大气污染问题，严重阻碍了经济建设和区域性生态建设。因此，需要结合环境工程管理规范，进一步落实科学可控的大气污染处理方案，实现经济效益和社会效益和谐统一的目标。

1 大气污染产生的危害

大气污染会产生以下危害：第一，大气污染会引起严重的臭氧层破坏，对于地球生物而言，臭氧层是地球外围大气中臭氧含量较高的圈层，能对地球进行保护，避免太阳紫外线过度照射地球对人体免疫功能产生影响。因此，大气污染对臭氧层形成的不良作用，无疑会直接危害人类的生存环境。第二，大气污染问题如果得不到有效处理，就会对生态环境产生影响，大气环境的异常往往会引发酸雨等恶劣现象，因而影响地球上土壤的质量，长此以往就会破坏整个地球的生态平衡。第三，大气污染最直接的危害就是对人体健康产生影响，一旦大气环境受到污染和不良作用，就会破坏人体的呼吸系统平衡，诱发大量呼吸道疾病。

2 大气污染产生的原因

要想进一步提升大气污染治理水平，就要着重分析和评估大气污染产生的原因，从而确保相应的分析过程更加合理和规范，并科学落实管理办法，减少大气污染造成的不良影响。

2.1 燃烧造成的大气污染

2.1.1 燃烧产生硫氧化物

由于煤炭等燃料中含有大量硫元素及硫化物等，并且这些物质具有一定的可燃性，在燃烧过程中会生成二氧化硫，仅有1%到5%被氧化为三氧化硫，所以，在大气污染处理工作中，主要是针对二氧化硫进行处理[1]。

2.1.2 燃烧产生氮氧化物

燃烧时产生的氮氧化物较为常见的主要分为燃料型、热力型以及瞬时型。燃料型是化石燃料中的氮，平均含氮量在0.65%左右，多数的煤含氮量约为1%到2%。实际研究发现，燃料中的20%～80%的氮都会转化为氮氧化物；热力型氮氧化物，满足Zeldovich模型，温度对热力型氮氧化物的生成具有决定性作用，温度在1273 K以下时生成量较小，一旦超过1373 K，就达到了生成氮氧化物的主要时机；瞬时型是指燃料中的HC在温度较高的情况下会产生烃类物质，与空气中的氮气元素发生反应，就会形成CN等物质，然后氧化生成氮氧化物，一般在内燃机燃烧过程中会产生这种物质。

2.1.3 燃烧过程产生的颗粒污染物

颗粒污染物的形成主要是指气体燃料燃烧过程中形成的碳粒子，较为常见的就是积碳。

2.2 机动车污染

随着市场经济的不断发展，我国汽车数量在不断增多，其保有量更是呈现出连年增高的趋势，而在汽车行驶过程中，汽车单车排放因子数较高，加之污染物排放量大，就会增加城市大气污染程度，使得城市大气环境受到严重影响。

2.2.1 汽油车污染

在汽油车应用过程中，其发动机利用进气、压缩、燃烧、排气的方式完成冲程工作。在发动机推动活塞的同时，借助连杆、曲轴柄带动曲轴旋转，就能完成功率的输出，并驱动汽车轮胎运动。依据2020年对汽车排气量的调研数据可知，汽油车排入大气的废气主要包括：排气管排气，其主要成分是HC、CO以及氮氧化物等，占比较高；曲轴箱漏气，主要成分就是未燃尽的HC，在控制曲轴箱排放的过程中，没有进行合理调节，使排放量增加，占整车HC总排放量的25%左右[2]；燃料蒸发，主要是指HC，是在无控制状态下的燃料蒸发，其占比为10%到20%。

2.2.2 柴油车污染

在柴油车的运行过程中，要经历进气、压缩、燃烧和排气的工作循环过程，吸入柴油气缸的空气在活塞运动下受到高温环境的影响形成压缩，当温度达到500～800 ℃时，燃油就会呈现出雾状直接喷入高温空气环境中，形成可燃混合气，以此完成燃烧。在柴油机运行过程中，一氧化碳排放量约为总排放量的0.05%～0.35%，HC、氮氧化物等排放量相较于汽油车要有所降低，但是也会对空气产生影响，尤其是柴油机燃烧过程中形成的碳烟含量较大，达到0.10～0.30 g/m3[3]。

3 基于环境工程要求的大气污染处理路径

3.1 优化生成控制

3.1.1 硫氧化物的控制

3.1.1.1 燃料脱硫

依据具体的技术应用原理对燃料脱硫进行分析，主要分为物理脱硫、化学脱硫以及生物脱硫，要结合实际情况和需求开展具体工作。首先，物理脱硫是结合煤炭等燃料与基体的物理化学性质脱除煤炭中的无机硫。这种处理方式的操作工艺较为简单，因此仅能实现无机硫的脱除，而且脱除率较低。其次，化学脱硫主要是借助氧化剂将硫元素氧化，或借助硫置换的方式完成脱硫。化学脱硫要在高温和高压环境中配合氧化剂作用脱除多数有机硫，但却存在能耗较大且所用设备复杂的特点。最后，微生物脱硫处理主要是借助微生物的选择性，去除煤等燃料中的硫元素，实现脱硫目的。这种方式最大的特点就是能耗较小且不会对环境造成影响。另外，要对重油进行脱硫处理，较为常见的就是直接法加氢脱硫和间接法加氢脱硫。一方面，直接法加氢脱硫是在常压精馏残油中应用脱硫设备，配合催化剂的作用就能实现碳硫键的断裂处理，并利用氢元素替代，形成硫化氢，这种脱硫方式能够完成75%以上硫元素的处理[4]。另一方面，间接法加氢脱硫是针对常压残油利用减压蒸馏的方式，分离沥青和金属含量较少的轻油及含量较多的残油，在进行脱硫作业后将脱硫油和减压残油进行合并，获得含硫量为2.0%～2.6%的基本产品。

3.1.1.2 煤炭转换

煤炭转换主要是应用化学转换的思想完成相应作业，以保证燃烧过程中硫氧化物的控制工作顺利展开。煤的气化处理是将煤炭作为原料，借助空气、氧气、二氧化碳以及水蒸气等提高煤气热值。煤的液化处理主要是利用化学加工处理的方法将固态煤炭转变为液体产品，从而降低其对大气的污染率[5]。

3.1.1.3 燃烧固硫

燃烧固硫主要是借助石灰石的脱硫反应完成相应的处理，在添加固硫剂的过程中，要采用掺入燃料和型煤固硫、炉膛喷入等方式。例如，炉膛喷入固硫剂时，是在煤粉中掺入固定量的石灰石，通过燃烧过程脱除燃料中的硫元素。

3.1.2 氮氧化物的控制

控制氮氧化物的方式主要有两种：第一种是烟气再循环处理机制，是将部分锅炉排烟和燃烧用空气进行混合，直接输送到炉内。由于循环气体直接被输送到燃烧区，此时炉内的温度水平和氧气浓度有限，降低了一氧化氮等氮氧化物的生成量，避免氮氧化物对环境造成的影响，而且这种处理方式对热力型氮氧化物的去除效率较高。第二种是二段燃烧处理机制。供给的一段空气一般是理论空气量的85%～90%，当燃烧区的温度降低后，氧气量也会出现不足的问题，此时，氮氧化物的生成量会大幅降低。供给的二段空气是理论空气量的10%～15%，氧气被消耗殆尽，再加上温度较低，就能大大抑制氮氧化物的生成。

3.1.3 其他燃烧生成物的控制

工作人员要结合实际管理要求和控制办法，积极整合具体的燃烧流程，保证控制工作的顺利展开。对于煤不完全燃烧形成的燃煤粉尘，要从燃料性质、燃料燃烧过程的组织形态、燃烧方式等方面予以优化，并有效整合具体的操作过程，维持燃烧的完全性，从而更好地提升燃烧效果，避免污染物的形成。比如对燃烧中CO的控制，CO主要是燃料燃烧的中间产物，要想对其进行合理化控制，就要有效实现其完全氧化生成二氧化碳的效果[6]。除此之外，也要对有机污染物进行综合管理，及时处理燃料不完全燃烧形成的碳氢化合物等，并优化燃烧控制方案，保证燃料燃尽率得到提升。

3.2 机动车污染的控制措施

为了全面提升环境工程中大气污染的管控水平，相关部门应积极整合具体的管理办法和管理内容，践行全过程质量监督管理机制，从汽车燃烧管理的角度出发，提高管理相关问题的实效性，减少其对环境造成的污染。

3.2.1 汽油车的污染控制

目前，市面上汽油车的占比依然很大，尽管已经推进环保节能车的应用，但是多数消费者还是更侧重于应用汽油车，因此，对汽油车的实时性环保监管非常关键，相关部门要着重落实大气污染监督管控原则，在确保具体问题具体分析的同时，提高监控水平[7]。

3.2.1.1 减少污染排放

为了减少机动车造成的污染，汽车生产企业需要采取以下措施：第一，要积极改进汽油车的点火系统，提高发动机的燃烧水平，从而减少汽车运行过程以及点火过程中HC的排放量，着重避免其对大气产生污染。第二，要对汽油车的喷射过程予以改良，最大程度地提高发动机的应用效能，并配合性能检测分析模式，在保证混合气体完全燃烧的同时，大幅度降低排气中一氧化碳和HC等有害气体的产生率。第三，要积极落实废气再循环处理机制，有效降低最高燃烧温度，避免氮氧化物生成后对大气造成污染。

3.2.1.2 完善尾气处理系统

为了减少机动车尾气，相关企业需要结合环境工程的标准化要求和控制规范，积极提升汽油车的管理水平，不仅要强化排放管理的水准，也要升级汽油车尾气处理系统，从而更好地减少尾气对大气造成的污染[8]。首先，要对排气管进行集中改良。结合汽车的应用要求和规范，借助废弃热量处理方式，保证混合气体能够实现进一步气化，为HC一级一氧化碳再循环提供良好的热源。其次，要升级二次空气喷射系统，确保高温环境中能实现HC或一氧化碳的再次燃烧。最后，要配合汽车安装的实际情况设置催化反应器，以有效去除尾气。除此之外，还要对曲轴箱予以封闭处理，并配合防热隔热措施，有效减少油箱和化油器出现汽油蒸发的现象。与此同时，配合“吸附-再生”回收处理机制，有效完成汽油蒸汽的回收处理。

3.2.2 柴油机的污染控制

相较于汽油机，柴油机污染控制的主要对象就是微粒的排放和氮氧化物的排放，并且，柴油本身具有粘度较大、不易蒸发的特点，所以无需考虑轴箱泄漏或者是燃油蒸发排放等问题。

3.2.2.1 改进发动机技术

第一，要整合具体的管理办法和管理机制，建立废气再循环处理模式，更好地降低热力型氮氧化物的生成，维持综合管理水平，并确保相应处理技术和控制效果更加优化。

第二，要对供油系统进行改良，在强化雾化水平的同时，积极改善燃烧过程中氮氧化物的排放，确保发动机运行中不会对大气造成严重的污染现象。

第三，要结合实际技术要求和规范，增设增压和中冷技术模式，保证进气温度能够降低，从而有效避免氮氧化物的过度排放。

第四，要积极推进电控柴油喷油技术，利用计算机处理技术进行精准控制，有效避免喷油过多造成的影响，确保喷油参数得到有效管理，显著改良柴油机的经济性能和排放性能，并维持良好的控制水平[9]。

3.2.2.2 排气控制

要借助过滤补集处理方式和催化转化处理方式完成相关工作，有效提升实时性监督管理的水平，以维持柴油车污染控制的实效性。首先，利用过滤器、收集器等进行补集处理，并配合清扫机制以及燃烧方式，有效发挥补集操作的实效性，减少污染物对环境造成的影响，提高环境工程中大气污染处理水平。其次，利用催化转化处理方式，该方式主要是借助氧化型催化转化器或氮氧化物还原催化氧化器实现对排气的控制，确保一氧化氮、HC以及氮氧化物的去除效率满足预期。除此之外，还要积极推广新型动力车，并结合市场经济的发展动态和环保要求，发挥新型动力车的实效性价值，形成既环保又节能的车辆运行管理体系。由于新型动力车本身不会排放污染大气的有害气体，且能够实现对电力能源的处理控制，还可以利用晚间用电低谷时富余的电力完成充电，因而可以更好地提升经济效益和环保效益[10]。

3.3 强化管控力度

在环境工程管理控制工作中，相关部门要结合市场的实际需求和大气污染治理的基本理念，提高管理水平，并转变传统管理思维，积极强化新型管控模式，确保从源头提升污染控制水准，减少环境恶化造成的不良影响。第一，相关部门要强化监管控制水平，将大气污染管理控制要求和城市发展规划、经济发展动态相结合，建立更加符合城市转型升级的管理制度，并且要严格落实相应的管理措施，将相应工作细则落实到各行各业，以形成协同环保管理的模式。第二，要制定相应的法律法规，对不良现象和问题进行惩处，确保提高环境污染成本，从而降低环境污染的危害程度。第三，要切实观测和控制大气质量，利用科学化的处理技术排查超标污染物，并且要及时关注新型危害污染物，践行全过程监管控制的管理方案，提高相应措施和管理办法的合理性、科学性以及规范性，从根本上解决大气污染问题。

第四，要充分发挥新媒体的价值，向全社会宣传大气污染处理工作的重要性，利用多元化平台宣传和维护大气污染控制工作的内容，并落实针对性的管理办法，引导民众形成良好的管理意识，共同促进管理控制工作的顺利展开[11]。

4 结语

总之，环境工程中大气污染处理工作非常关键，相关部门要积极整合具体的管理机制，针对汽油车、柴油车等污染问题予以严格监督和管理，并着重控制燃烧中产生的污染气体，建立规范化大气污染治理条例，引导民众形成良好的认知模式，从而使企业更好地履行环保行为，为城市环境工程的可持续健康发展奠定坚实的基础。