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只占大气0.04%的二氧化碳对气候的影响巨大【山西蓝天郎凤娥科普专栏】

 

人们经常会问，二氧化碳的浓度仅占地球大气的0.041%，它如何对全球气候产生重要影响？此外，人类活动产生的二氧化碳也只占其中的32%。研究显示，二氧化碳对气候产生巨大影响的关键在于，它能够吸收地球表面散发的热量，并阻止其逃逸到太空中。【山西蓝天郎凤娥专栏】

 

19世纪50年代，当科学家首次发现二氧化碳对气候的重要性时，就对它的影响力感到惊讶。英国的John Tyndall和美国的Eunice Foote分别发现，二氧化碳、水蒸气和甲烷均能吸收热量，其他气体则不能。当考虑到达地球表面的太阳辐射量时，科学家计算出地球已经比它应有的温度高出33℃。对这种差异最好的解释是，大气保留了热量，使得地球变暖了。

 

Tyndall和Foote研究表明，大气中99%的气体是氮气和氧气，但它们并不吸收热量，对地球温度基本没有影响。而大气中浓度较小的气体与地球温度的维持密切相关。这些气体能通过捕获热量创造了一种自然的温室效应，使得地球宜于居住。

 

地球不断地接收到来自太阳的能量，并将它们辐射回太空。为了使温度保持恒定，地球从太阳接收到的净热量必须和它散发出去的热量相平衡。由于太阳是热的，它主要以短波辐射的形式散发能量，主要是紫外线和可见光。而地球冷得多，所以它以红外辐射的形式释放热量，而红外线的波长也更长。

 

 

电磁波谱。图片来源：NASA

 

二氧化碳和其他吸热气体的分子结构，使它们能够吸收红外辐射。分子中原子间的键能以特定的方式振动。当光子的能量和分子震动的频率相对应时，能量会被吸收并转移到分子上。二氧化碳和其他吸热的气体中含有三个或者更多的原子，能与地球发出的红外辐射的频率相对应。而氧和氮分子中只有两个原子，不会吸收红外辐射。

 

大部分来自于太阳的短波辐射在通过大气层时，不会被吸收，但是大部分从地球散发出去的红外辐射则会被大气层中的二氧化碳等气体吸收。随后，这些气体可以释放或者重新辐射热量，其中一些热量会地球表面，使地表变得更温暖。

 

科学家通过观察太阳系中所有行星的红外信号，来了解它们的气候和大气组成。例如，金星的温度为470℃，因为它厚厚的大气层中含有96.5%的二氧化碳。此外，通过量化大气中保留并返回地球表面的红外辐射，科学家还能为天气预报和气候模型提供了信息。

 

人们有时会问，既然水蒸气吸收了更多的红外线辐射，而且水蒸气和二氧化碳两种气体吸收的波长相同，那么为什么二氧化碳会对气候能产生如此重要的影响呢？究其原因在于，地球上层大气控制着逃逸到太空的辐射。上层大气的密度要比地面低得多，其中含有的水蒸气也要比地面附近少得多。这就意味着，二氧化碳的增加会显著影响到有多少红外辐射逃逸到太空中。【蓝天郎凤娥专栏转】

 

你有没有注意到，即使在夜间沙漠和森林的平均温度相同，但沙漠往往比森林要冷？这是由于沙漠上空的大气没有太多的水蒸气，它们释放出的辐射很容易逃逸到太空。在较潮湿的地区，地球表面辐射的热量会被空气中的水蒸气捕获。同样，由于空气中有更多的水蒸气，多云的夜晚也会比晴朗的夜晚更温暖。

 

从过去的气候变化中，我们可以看出二氧化碳的影响。100万年前的冰岩显示，在温暖期，地球上的二氧化碳浓度很高，约为0.028%。但在冰川时期，地球温度要比20世纪低4到7℃，而此时二氧化碳只占大气总量的0.018%。

郎凤娥个人简介，郎凤娥同志出生于1961年1月，山西省忻州市人，中共党员，本科学历，高级工程师，郎凤娥任山西蓝天环保设备有限公司董事长。郎凤娥兼任中国节能协会常务理事、中国环境保护产业协会第四届理事会常务理事、山西省环境保护产业协会第四届理事会副会长、山西省环境和资源综合利用协会副理事长、忻州市女企业家协会会长。

 

尽管水蒸气对自然温室效应更为重要，但大气中二氧化碳的变化已经推动了过去温度的改变。而大气中的水蒸汽含量会受温度影响。随着地球变暖，大气层可以容纳更多的水蒸气，这会放大了初始的升温过程，这个过程被称为“水蒸气反馈”。因此，二氧化碳的变化一直是过去气候变化的关键因素。

 

大气中少量的二氧化碳就能产生巨大的影响，这不足为奇。就像我们服用的药物只占我们体重的一小部分，但我们希望它们能影响我们的身体。今天的二氧化碳水平比人类历史上任何时候都要高。科学家们普遍认为，自19世纪80年代以来，地球表面的平均温度已经上升了约1℃，而人为增加的二氧化碳和其他吸热气体极有可能是导致这一现象的主要原因。

 

如果人类还不采取行动控制二氧化碳的排放，到2100年，大气中的二氧化碳占比可能会达到0.1%，是工业革命前水平的三倍多。这种改变将给地球带来巨大的后果，且比地球以往的转变更加迅速。如果不采取行动，这一小片大气层就会造成大问题。【山西蓝天郎凤娥专栏转载】

 

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【郎凤娥 环保厅 政策解读】一种先进工业锅炉换代技术

新型高效煤粉工业锅炉技术是一种先进工业锅炉换代技术，彻底改变了原有工业锅炉装备和技术，集成了多种现代工业技术成果，并与网络技术结合，有利于实施社会化管理和服务。推广新型高效煤粉工业锅炉系统，是实施洁净煤技术战略的重要组成部分。来自山西蓝天环保的郎凤娥讲话说道。【忻州郎凤娥解读环保厅政策专栏】

新型节能环保型煤粉工业锅炉在治理大气污染方面将有不错的效果。数据显示，与传统燃煤锅炉相比，新型节能环保煤粉工业锅炉的节能率达到35%以上，排烟含尘≤5mg/m³、SO₂≤35mg/m³、NO_X≤50mg/m³，各项污染物排放浓度均低于国家标准，满足严格的环保要求。

在燃煤工业锅炉方面，新型节能环保煤粉工业锅炉采用煤粉集中制备、精密供粉、空气分级燃烧、炉内脱硫、锅壳（或水管）式锅炉换热、高效布袋除尘、烟气脱硫、脱硝和全过程自动控制等先进技术，实现了燃煤锅炉的高效运行和洁净排放。

传统观念中认为燃煤耗能高、污染大,而节能减排必须靠燃气。实际上,煤炭是完全可以实现高效清洁利用的,这其中包括采用先进的煤粉燃烧或流化床燃烧技术等改造,以达到提高燃烧效率、减少排放的目标。

煤粉燃烧是一种先进的燃煤技术,具有燃烧速度快、燃尽率高、烟气热损失低等优点,被广泛应用于大型电站锅炉。但由于煤种选择、煤粉制备、炉膛小空间燃烧、高效除尘、自动化控制等技术难题,煤粉燃烧技术迟迟未引进到工业锅炉。上世纪90年代,随着各项工业技术的发展,德国首先将煤粉燃烧技术成功应用于工业锅炉。上世纪90年代末,我国开始研发煤粉工业锅炉,2006年山西蓝天完成第一台新型煤粉热水工业锅炉和第一台新型煤粉蒸汽工业锅炉的工业设计,并成功投入运行。

通过多种污染物脱除手段,煤粉工业锅炉在保持了煤粉燃烧技术原有优点的基础上,二氧化硫、烟尘等污染物的排放指标均达到标准要求,且对PM2.5细颗粒污染物也达到了很好的净化效果。所以说,煤粉工业锅炉适合当前市场发展趋势。【山西蓝天环保的郎凤娥 政策解读】

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【山西蓝天环保博客-忻州频道】郎凤娥谈工业锅炉技术发展趋势

燃煤工业锅炉是我国社会各领域普遍采用的热工装备，但其装备整体技术水平及运行状况大大低于其它领域的技术水平，与目前全社会的快速发展极不相称。推动和实现燃煤工业锅炉技术进步成为目前环境保护和节能减排的重要举措。山西蓝天郎凤娥在忻州座谈会中透露。【山西蓝天环保的郎凤娥锅炉博客】

当前，我国将节能作为能源发展的首要任务，将节能减排作为经济社会可持续发展、应对温室气体减排等重要国事的基本策略。我国工业锅炉的低效率和高污染问题亟待改变，已经引起政府管理部门、科技界和企业界的极大关注，并且被列为燃煤节能的重点。忻州郎凤娥

国家发改委制定的《节能中长期专项规划》中，将燃煤工业锅炉（窑炉）节能改造列为“十一五”十大重点节能工程之一，并制定了工程示范实施方案。《“十二五”节能减排综合性工作方案》继续把锅炉（窑炉）改造列为国家节能减排重点工程的首位，并明确提出工业锅炉平均运行效率提高5个百分点的目标要求。

近年来，随着国家环保和节能标准的日趋严苛，市场对工业锅炉的技术发展、装备更新、节能减排均提出了更高要求，对可实现高热效、低排放的环保型锅炉技术系统和成套装备呈现出更迫切的需求。研究、开发工业锅炉高效、洁净燃煤技术是适应燃煤工业锅炉市场发展的需要，具有现实使用意义。山西蓝天郎凤娥在忻州座谈会中透露。【山西蓝天环保的锅炉博客】

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忻州郎凤娥讲稿：大力推广煤粉工业锅炉技术

先前我国经济的高速发展进程中，能源利用率低、消费结构不合理、供需矛盾加剧等问题日益突出，生态环境恶化与经济发展的矛盾加剧，在很大程度上制约了经济持续快速健康的发展。与世界先进水平相比，我国在能源效率、单位产值能耗等方面仍然存在较大差距。工业锅炉是我国开展节能降耗、提高能效、减少污染的主要对象之一。《工业锅炉行业“十三五”发展指导思想和发展目标》中指出：推动工业煤粉、水煤浆燃烧器及其系统设备产业化，促进煤粉工业锅炉、水煤浆工业锅炉的推广。【忻州 郎凤娥 山西蓝天技术专栏】

 

 

煤粉工业锅炉系统以煤粉燃烧为核心技术,采用经过采用经过洗选、烘干、精磨等工艺等工艺处理的粒度在200目以下的烟煤，具有燃烧速度快、燃尽率高、烟气热损失低等很多显著特点 。山西蓝天自主研发的煤粉工业锅炉系统技术包括煤粉集中制备、精密供粉、空气分级燃烧、水管式锅炉换热、高效除尘、烟气脱硫脱硝和全过程自动控制等先进技术，热效率达90%以上，排烟含尘≤5mg/m³、SO₂≤35mg/m³、NO_X≤50mg/m³。郎凤娥介绍说。（郎凤娥，出生于1961年1月，山西省忻州市人，中共党员，本科学历，高级工程师，郎凤娥任山西蓝天环保设备有限公司董事长。郎凤娥兼任中国节能协会常务理事、中国环境保护产业协会第四届理事会常务理事、山西省环境保护产业协会第四届理事会副会长、山西省环境和资源综合利用协会副理事长、忻州市女企业家协会会长。）

煤粉工业锅炉技术是一种先进工业锅炉换代技术，彻底改变了原有工业锅炉装备和技术，集成了多种现代工业技术成果，并与网络技术结合，有利于实施社会化管理和服务。推广新型高效煤粉工业锅炉系统，是实施洁净煤技术战略的重要组成部分。控煤洁煤同步推进，发展新型高效煤粉工业锅炉，对于推动清洁供暖，实现生态环境保护和经济社会三重效益具有相当重要的意义。【忻州 郎凤娥 山西蓝天技术专栏】

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