雾霾之患亟待治理 燃煤机组升级改造路线还需改进
不向烟气处理系统中加水，使烟气带出的水量大为降低，形成雾霾的可能性也大为降低。我国大面积发生的大气雾霾已成民生之患、民心之痛，铁腕治理成为社会舆情诉求。“雾霾形成的根本原因是废气污染物排放量巨大。因此，加快燃煤锅炉烟气脱硫、脱硝及除尘改造，以及进一步大幅度减少污染物排放是实现我国环境空气质量明显改善的重点措施。”日前，山东大学化工学院教授朱维群在接受媒体采访时说，目前燃煤电厂几乎100%都装了脱硫、脱硝和除尘装置。近年来，燃煤电厂环保投入资金数以千亿计，并且根据有关部门提供的排放物指标检测数据，污染物的量确实在下降，但为什么总体来看，雾霾依旧越来越严重？是哪里出了问题？湿法脱硫装置固定资产投资大朱维群认为，大气污染物排放标准制定的初衷并非是治理雾霾，而是治理环境空气质量标准中限定的污染物，与雾霾关系密切。标准中要求控制的污染物是烟尘、二氧化硫、氮氧化物三种常规污染物，2011版标准对烟气中汞及其化合物的排放也提出了控制要求。从总体来看，燃煤电厂烟尘、二氧化硫、氮氧化物三种常规污染物的排放已不是影响环境质量和雾霾形成的主要原因。那么，我国雾霾易于发生的原因除了与我国大气污染物排放量巨大（产业结构调整）有关外，是否与治理方法也有一定关系？“目前国内正在开发推广的超低排放技术虽然在一些污染物排放指标上取得了一定的效果，但总体来说，还是常规技术外延的扩大，并没有取得重大和突破性创新，而是设备的串联或叠加，增加了更多环保设备，系统阻力增大，能耗水平提高，设施整体技术可靠性降低。”朱维群认为。如脱硫设施需要设计更多层的吸收塔喷淋层甚至需要吸收塔串联或并联，脱硝设施需加装三层催化剂甚至在炉内再加装SNCR，除尘方面必须加装湿式电除尘器等。这些技术的实施条件也比较苛刻，如要求煤质含硫量低、灰分较低、挥发份高、低位发热量高、机组负荷运行相对平稳等。而这些条件对于中国目前平均含硫量超过1%、灰分近30%、以及大量低挥发份的电煤来讲，实现特别排放限值都是非常困难的。“湿法脱硫装置固定资产投资大。”朱维群认为，石灰石石膏法湿法脱硫运行费用高，2×300MW的机组的年耗电量高达37500MW·h，相当于燃烧4614吨标准煤。年运行6000小时年水耗近82.5万吨水，每小时消耗137.5吨水，也就是向大气中排放大量的废气。脱硫产物石膏难以有效利用，作为固体废物堆埋，浪费大量的硫资源。资料显示，燃煤电厂锅炉超低排放技术中90%以上采用湿法脱硫，脱硫之后的烟气温度在30-50℃，湿度在100-200g/Nm3，而我国大气的平均湿度仅为9g/Nm3，锅炉湿法脱硫排烟湿度为大气平均湿度的10倍以上。“总量上看，按燃烧一吨煤，湿法脱硫烟气带出1吨水汽估算，我国燃煤锅炉烟气湿法脱硫每年向大气排放约40亿吨的水汽。”朱维群说。现有技术中水汽污染应引起重视在现有超低排放技术中，湿法脱硫烟气中水汽的排放量是二氧化硫排放量的2000-4000倍，因此，超低排放标准中SO2等排放指标是否能够代表燃煤烟气污染物的量值得商榷？朱维群举例说，在家庭房间中使用添加自来水的加湿器，3岁儿童咳嗽不仅没有改善，反而愈加严重，当咳嗽持续了半个月，到医院检查，被医生诊断为“加湿器肺炎”。“电厂烟气湿法脱硫过程与使用加湿器相似，显然脱硫液中的成分更复杂，烟气中的水汽成分也比自来水更复杂。因此，湿法脱硫烟气中水汽带来的空气污染（PM2.5、PM10）应该引起人们的高度重视。”朱维群表示，针对现有脱硫脱硝方法及超低排放技术存在的缺点，山东大学开发了一种固定资产投资少、运行维护成本低、能耗水耗少、产物可资源利用的气相烟气脱硫脱硝超低排放技术，以克服现有技术固定资产投资高、运行维护费用高、废气排放量大、操作复杂等问题。“气相烟气脱硫技术已在电厂进行了现场试验，锅炉类型为170t/h煤粉炉，烟气量为3×104Nm3/h。”朱维群介绍说。从试验结果得出，气相脱硫剂将烟气中的SO2从4000mg/Nm3脱除至35mg/Nm3以下，脱除率高达99.1%以上，能够满足环保部对SO2控制在50mg/Nm3以下的超低排放要求。据了解，超低排放新技术脱硫脱硝除尘设备投资大幅度降低。与国内正在开发的脱硫脱硝超低排放装置相比，固定资产投入可降低80%以上。其次是运行能耗大为降低，该技术不需要大量脱硫浆液的循环，使烟气沿程阻力大为降低，从而使烟气处理系统的能耗大为降低。朱维群表示：“况且，运行水耗几乎为零，不向烟气处理系统中加水，使烟气带出的水量大为降低，形成雾霾的可能性也大为降低。脱硫脱硝除尘效率高，脱硫脱硝效率高，SO2排放浓度小于35mg/Nm3、NOx小于50mg/m3。，该技术使用的脱硫剂和脱硝剂都是固体粉末，避免使用氨水、液氨带来的安全隐患。”“新型气相烟气脱硫脱硝超低排放技术具有创新的理论基础，是脱硫脱硝烟气处理技术的一次革命。”朱维群介绍，该技术可根据电厂、水泥厂及其他高温烟气需要处理的厂家要求，分别使用或部分使用，特别适合于电厂的脱硫脱硝改造和未预留脱硫脱硝改造空间的老电厂，是我国目前降低雾霾行之有效的方法。后，朱维群建议，在目前国家对雾霾的治理中，应在由国家环保部在全国或范围内征集雾霾治理思路和技术路线，然后组织专家进行评定、中试和生产实验，并进行技术推广。优先考虑产业环保化，认真梳理现有工业生产及消费体系的各种污染物排放，征集各种治理技术路线，能否形成一个行业的环保产业化路线根据具体情况而定。发展低碳经济，开发出低能耗、低排放的工业材料路线是解决我国CO2、SO2、NOx及大气雾霾的根本方法。
