当我们关注空气污染时，目光常停留在PM2.5、PM10这些“常规”的颗粒物上。然而，在燃煤电厂的烟囱中，还潜藏着一类更狡猾、危害可能更大的 “隐形杀手”——可凝结颗粒物。它们在排放时是气态，进入大气环境后，因温度、湿度变化才凝结成固态或液态的细颗粒物。传统环保设施对其束手无策，使其成为雾霾的重要“后援军”。近日，南京师范大学能源与机械工程学院吴昊副教授团队在环境领域知名期刊《Separations》上发表重磅研究，提出并验证了一套 “分级喷雾相变强化” 的创新技术方案。该方案巧妙利用 “热碱雾”与“冷水雾” 的组合拳，在现有的湿法脱硫塔内，实现了对CPM高达 60-70% 的协同高效脱除。这不仅是实验室里的理想数据，更是一项有望彻底革新电厂超低排放技术路线的重大突破。
一、 对手揭秘：为何CPM是难缠的“隐形杀手”？
要理解这项技术的伟大，必须先认识其对手的狡猾。可凝结颗粒物主要由硫酸雾、硝酸雾、铵盐、有机碳等可凝结蒸气组成。
形态诡秘，逃逸大师：CPM在烟气温度下（约50-55℃）以气态形式存在，能轻易穿过传统的除尘、除雾设施，如同“幽灵”般逃逸。
二次生成，贡献雾霾：这些气态污染物排入低温大气后，迅速发生凝结、碰并，形成粒径小于1微米的二次细颗粒物，直接贡献于PM2.5，并作为凝结核加剧雾霾形成。
传统工艺的盲区：现有的湿法烟气脱硫系统设计初衷是脱硫，虽然能洗除部分CPM，但效率有限且不稳定，甚至可能因浆液蒸发导致CPM“二次逃逸”。
因此，如何在现有、庞大的WFGD系统基础上，以最小改动、最低成本实现CPM的高效协同脱除，是全球环保领域亟待攻克的难题。
二、 技术核心：一套“冰与火之歌”式的组合拳
吴昊团队提出的“分级喷雾相变强化”技术，其智慧在于因势利导，变“废”为宝，通过精准控制相变过程，将气态CPM“逼”成易于捕获的颗粒。
第一拳：高温碱雾的“诱导转化”
在脱硫塔喷淋层下部，喷入60-90℃的细小碱性雾滴。
物理攻击：高温雾滴迅速加热并增湿局部烟气，促使部分CPM蒸气提前达到过饱和状态，自发凝结成细小的雾滴核。
化学攻击：碱性环境（如NaOH溶液）能强力中和吸收CPM中的酸性组分（如SO₃、HCl、HNO₃），将其转化为盐类固定在液滴中。
战术效果：此举相当于为后续的捕集创造了大量“凝结核”，让气态的CPM“现出原形”，并提前去除酸性物质。
第二拳：低温水雾的“深度收割”
在脱硫喷淋层之间，喷入5-25℃的低温细小水雾。
创造过饱和“天罗地网”：低温雾滴蒸发会大量吸热，使烟气温度骤降，湿度骤增，在整个洗涤区形成强过饱和水汽环境。这就像布下了一张天罗地网。
抑制逃逸，促进长大：过饱和环境一方面强烈抑制了脱硫浆液滴的蒸发，锁住了其中溶解的CPM，防止其“二次释放”；另一方面，驱使水蒸气以第一步中形成的颗粒（凝结核）为核心加速凝结、碰并，使颗粒物粒径迅速长大至微米级。
战术效果：微米级的颗粒物极易被后续的除雾器（如折流板、丝网）物理拦截，从而实现高效脱除。
三、 数据实证：关键参数如何影响“除魔”效率？
研究通过系统实验，量化了每一个“旋钮”的调节效果，为工程化提供了精确配方：
热碱雾滴：越热、越多，效果越好
液气比：从0.05增至0.11 L/m³，CPM浓度下降19%，其中硝酸根离子降幅高达66.6%。
温度：从60℃升至90℃，CPM浓度下降30%，硫酸根离子浓度下降51%。高温显著提升了传质与反应速率。
冷水喷雾：越冷、越多，效果越佳
液气比：从0.05增至0.11 L/m³，CPM浓度下降17.4%，钙、镁、铵等离子浓度下降30%左右。
温度：从25℃降至5℃，CPM浓度下降14.3%。低温是建立强过饱和环境的关键。
协同效应的威力：在最优参数组合下（如热碱90℃、冷水5℃、适当液气比），热碱与冷水喷雾的协同作用可使CPM总体脱除效率提升至60-70%，远高于单一手段。
一个意外发现：入口SO₂浓度的影响
研究还揭示，入口SO₂浓度越低，CPM脱除效果越好。当SO₂浓度从1500 mg/m³降至0时，CPM排放浓度降低了68.4%。这表明，前置的高效脱硫，本身就是为后端CPM深度脱除创造有利条件，体现了全过程污染控制的系统思维。
