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北京市冬季的天然氣主要是有由三大燃燒器燒掉的：

1） 燃氣工業(yè)鍋爐和集中供暖的燃氣鍋爐：

據(jù)報道，北京市9億平方米左右的建筑使用燃氣供暖。從燃氣熱電聯(lián)供機組的功率看，也就供個1億多平方米，戶用燃氣鍋爐估計也供個1億多平方米。因此，北京市的冬季供暖主要靠集中供暖的幾MW至幾十MW的大型燃氣鍋爐。以前這些鍋爐排放的燃燒煙氣中氮氧化物的含量很高，達到800毫克/立方米左右。

前幾年北京市對這些燃氣鍋爐進行了低氮燃燒改造。所謂低氮燃燒就是在天然氣燃燒時的氮氧化物產生量非常少。其基本原理是兩段燃燒：

第一段缺氧燃燒，于是天然氣與空氣中的氮氣爭奪氧氣，減少在第一階段燃燒時氮氧化物的產生量，同時生成大量的一氧化碳和氫氣；

在第二階段氧化的化學活性比天然氣要強的一氧化碳和氫氣爭奪氧氣的能力比天然氣強，自然產生氮氧化物比以前天然氣直接燃燒時更少；其間的燃燒溫度也盡量控制不要太高。

于是燃燒煙氣中的氮氧化物的排放量大幅降低到200毫克/立方米甚至100毫克/立方米以下。

具體的技術就不詳述了，講起來比這篇文章的長度還長。

工人在北京通州城西燃煤鍋爐房清潔能源改造工程現(xiàn)場施工（資料圖/新華網(wǎng)）

2） 戶用燃氣采暖鍋爐：

北京市的戶用燃氣采暖鍋爐有100多萬臺。根據(jù)新聞報道，其中有近百萬臺是城鎮(zhèn)家庭的戶用燃氣采暖鍋爐，還有幾十萬臺是農村煤改氣后的燃氣采暖鍋爐。在供暖高峰每天燃燒的天然氣有大約2000萬立方米左右。但這些鍋爐大部分不是低氮燃燒鍋爐，排放的燃燒煙氣中氮氧化物的排放量大部分在400毫克/立方米甚至600毫克/立方米以上。

也就是說，在采暖高峰，這些戶用燃氣采暖鍋爐排放的氮氧化物總量不僅超過了大型燃氣采暖鍋爐氮氧化物的排放總量，而且很可能超過甚至遠遠超過北京市小汽車的氮氧化物排放總量，成為北京冬季二氧化氮的最大排放源。

雖然小汽車發(fā)動機燃燒汽油時的溫度高，氮氧化物的排放濃度更高，但畢竟有三元催化器降解尾氣中的氮氧化物。更換這部分戶用燃氣小鍋爐的代價很高，一臺戶用低氮燃燒鍋爐的價格要2萬元左右。

二氧化氮排放到大氣中，與大氣中的堿性物質化合，就生成了（亞）硝酸鹽，極細的顆粒物?，F(xiàn)在的顆粒物成分的化學分析表明，北京大氣中的顆粒物主要成分是（亞）硝酸鹽。不過北京冬季空氣中的氨氣濃度只有夏季的十幾分之一（氨氣主要是由種植業(yè)的氮肥施用和養(yǎng)殖業(yè)的禽畜糞便產生的——確實跟豬有關系），按理應該夏季的PM2.5更高，但事實正好相反。所以說氮氧化物與氨氣在大氣中結合是這次春節(jié)期間的主要原因有點兒牽強附會。

3） 燃氣熱電聯(lián)供電站，這是造成北京春節(jié)期間重霾的最大嫌疑犯。

根據(jù)新聞報道，北京市有大約700萬千瓦左右的燃氣熱電聯(lián)供電站，在發(fā)電供暖的高峰，每小時要燃燒大約200萬立方米的天然氣。天然氣在燃氣輪機里的燃燒溫度很高，達到1500℃左右，因此燃燒煙氣中氮氧化物的濃度很高，需要采用SCR即選擇性催化還原（脫硝）（Selective Catalytic Reduction）法，對燃燒煙氣進行后處理，減少煙氣中的氮氧化物。還原劑為氨水或尿素水。煙氣在催化器中進行反應后，會有少量的氨氣沒有參加反應逃逸到燃燒煙氣中排放，這就是所謂的氨逃逸。

氨在含有大量水霧的煙氣中以水為媒，與二氧化氮（一氧化氮在空氣中被氧化成為二氧化氮）結合就生成了（亞）硝酸氨，其粒徑極細，大多數(shù)在1微米以下，表面積與體積之比很大，在空氣中運動時阻力很大，漂浮的時間很長很長。因此，這種顆粒物產生的量不是很大，但對大氣中PM2.5（大氣中的PM2.5指的是粒徑在2.5微米以下的顆粒物）總量的貢獻很大。

請注意，現(xiàn)在北京重霾天PM2.5的主要成分就是（亞）硝酸銨。