烟气是由燃烧或热解作用而产生的,散发于空气中能被人们看到的燃烧产物叫烟雾,实际上烟雾是由浮游在空气中的微小固体颗粒、微小液滴及气体和蒸气组成,颗粒的大小在0.01~10微米之间。
烟气对人体的危害主要体现在燃烧产生的有毒气体所引起的窒息和对人体器官的刺激以及高温作用等方面。烟气中含有大量有毒的气体,如CO、CO2、H2S、NOx等。空气中的CO2含量达到7%~10%时,数分钟就会使人失去知觉,以致死亡;空气中CO的含量达到1%时,经过1~2分钟就可致人中毒死亡。若烟气中的含氧量低于人们生理正常所需要的数值,含氧量降低到15%时,人的肌肉活动能力下降;含氧量为10%~14%时,人会四肢无力,分辨不清方向;含氧量降到6%~10%时,人会晕倒;含氧量低于6%时,人短时间会死亡。烟气中的悬浮微粒也是有害的,悬浮颗粒中粒径较小的飘尘由于气体扩散作用,能进入人体肺部黏附并聚集在肺泡壁上,可随血液送至全身,引起呼吸道疾病。H2S是一种刺激性无色有害气体,可透过血脑屏障直接对脑细胞产生损伤,引起细胞内缺氧,低浓度时可对黏膜产生强刺激作用,引起流眼泪、流鼻涕、恶心等,或伴有头晕、
头痛、乏力等症状;高浓度时会引起呼吸中枢麻痹、昏迷甚至死亡等严重危害。NO2对肺刺激性强,能引起即刻死亡以及滞后性伤害。
我国2021年烟气排放量约87亿吨,治理投入近150亿元。在积极稳妥推进碳达峰碳中和与持续深入打好污染防治攻坚战背景下,烟气治理重点是CO2减排与NOx、SO2等常规污染物及重金属等非常规污染物协同高效治理,处理难度大。烟气治理是国家推进CO2深度减排与大气污染物超低排放的关键着力点,随着排放标准日趋严格、治理深度与广度逐渐提升,对治理模式转变和技术创新提出了新的更高要求。当前烟气中的CO2主要通过溶剂吸收以及吸附法进行捕集,经过纯化后,用于驱油封存或者在咸水层中进行封存。烟气中硫化物普遍通过催化还原耦合湿法进行脱除。国际上正在探索脱硝脱硫一体化、碳捕集耦合原位转化等技术。
咸水层是碳/污消纳的“生力军”。把烟气注入地层后,烟气中的CO2、SOx、NOx等多种污染物组分能够同时与地层水及岩石矿物发生一系列的理化反应,从而达到去除污染物的目标。综合考量咸水层消纳CO2、SOx、NOx等污染物的潜力,将烟气直接注入咸水层,实现CO2地质封存协同污染物消除,有望成为颠覆性的烟气治理和咸水层利用新方法。
咸水层一般指一定深度下(至少800米)含有一定盐度(NaCl质量浓度为32×10-3毫克/升)的水充填的具有较高孔渗特性的岩层,这些充填的咸水不适合工业和农业利用,更不适用于人类饮用,但咸水层较高的孔渗性适合用于封存温室气体CO2。