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有关雾霾
   

有关雾霾

 

  进入21世纪,我国的大气治理力度逐年加大,有关部门公布的空气污染物指数总体趋势是不断下降。前瞻产业研究院发布的《2015-2020年中国大气污染治理行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》显示,2012年,全国工业废气排放量635519亿立方米(标态),比上年减少5.8%,工业废气排放量首次出现了下降;集中式废气排放量36832.3亿立方米(标态)。2013年,全国工业废气排放量61.34万亿立方米,同比下降3.48%。

  工业废气排放近几年是逐年下降的,但总体上,却是雾霾越来越严重,尤其在冬天。

 

  要找到雾霾的主因,就要从我国的能源结构入手。普通人通常很少接触能源、石化、炼钢等行业,所以对环保,他们通常的感觉就是汽车尾气、污水排放、甚至乱扔垃圾之类,事实上,虽然这些也是环境污染的一部分,但不是主要的。

  中国汽车拥有量虽然增长很快,但跟美国等发达国家比起来还是不多的,发达国家汽车多年前就有很高的拥有量,但也没有出现象我国这样严重的雾霾。汽车和餐饮的排放跟燃煤比起来,也只是很小一部分。不论汽车还是餐饮,显然不足以造成如此严重的雾霾。

  其实,要找到雾霾主要来源,其实也不难,就是看我们主要的能源来源于哪里,就很容易找到雾霾的真正原因。

  中国的火力发电占总发电量的80%左右,而水力发电仅占百分之十几,核电、风能、光能等新能源发电仅占百分之几,由此可见,火电站是我国主要能源提供者,而火电几乎全部都是以煤为燃料。而钢铁、水泥、石油这些重污染行业,无一例外地都需要燃煤,即便是我们汽车燃油的生产,也是需要煤提供能源或原料,这些所有行业,也都需要消耗电力,而电力,80%左右来源于煤。

  从数据来分析,一吨煤产生的二氧化碳约2.5吨,我国2013年煤消耗量约35亿吨,约产生二氧化碳87.5亿吨。2014年汽油消费量约1亿吨,柴油消费量约1.6亿吨,全部燃烧产生的二氧化碳约8亿吨,不到燃煤产生二氧化碳的10%,而燃煤废气除了二氧化碳之外,还有烟尘等杂质,废气比例来看,显然燃煤占绝大部分。所以,中国超过80%的能源来源于煤,也可以就此推出80%左右的废气排放来源于煤。煤是主要污染来源。

  近年来,针对燃煤火电、化工、采暖的洁净燃烧技术已经发展非常快,脱硫、脱硝已经成为必备设备,到2015年,几乎所有的火力发电厂都装备了脱硫和脱硝设备,这些比起十几年前相比是非常大的进步。燃煤大户电力行业,二氧化硫和氮化物的排放确实大幅度减少,这是我们不能忽略的事实。

  目前火电厂几乎100%都装了脱硫设备,大部分装了脱硝设备。近些年来,各火电厂为环保投入的资金数以千亿计,并且根据有关部门提供的排放物指标的检测数据,确实在下降,从这个角度说,环保部门的排放物逐年下降的说法似乎有了证据。但为什么总体来看,雾霾依旧越来越严重?

  问题在于:环保部门一直在关注排放烟气的多少,而忽视了烟气的温度与湿度才是问题所在!

  雾霾的产生,主要来源于排放的烟气,不论是根据常识,还是专业的试验都可以证明,烟温越高,烟升越高,越容易扩散。同时,烟气温度直接影响烟气的湿度,湿度越大的烟气,越难以扩散,也越容易形成雾霾。所以,烟气的温度对于扩散有非常重要的影响。

  上个世纪,由于我国没有安装烟气脱硫设备,火电厂烟气排放温度在130-150℃之间,在这个温度下的烟气属于干烟气,容易扩散,不易形成雾霾。这种情况下,虽然大量含硫含氮化物的烟气排放到大气中,但通常不会导致烟气在低空聚集。

  我国能源消耗主要是燃煤,最大的燃煤用户是电厂锅炉。电厂锅炉全部上了烟气脱硫,并且超过90%是湿法脱硫,湿法脱硫之后的烟气温度在30-50℃左右的。总量上看,按吨煤燃烧湿法脱硫烟气带出1吨水估算,我国燃煤锅炉烟气湿法脱硫每年向大气排放约40亿吨的水蒸气。按照烟囱设计规范,由于污染雾浓度降低,脱硫后防腐湿烟囱通常只有原来干烟囱高度的一半,烟囱高度降低、湿度增大,使排烟难以扩散。

  根据国外经验,湿法脱硫岛通常需要加装烟气再热器,将烟气温度抬升到80度以上排放。采用80度以上高温烟气排放,这在不少发达国家是排放硬性标准。例如,德国的《大型燃烧设备法》规定,烟囱入口温度不得低于72℃;英国规定排烟温度不得低于80℃,日本规定排烟温度在90-100℃。采用GGH加热烟气的工艺是国外早已成熟的技术,但在我国却大面积出现了新的问题,就是系统堵塞,导致系统无法正常运行。

  原因主要是两点:1、脱硫公司或者因为没有吃透技术,或者为了节约成本,对脱硫工艺和布置进行了不恰当的简化。2、部分设备的选型或质量存在问题,比较典型的是除雾器选型不当或质量不好,导致除雾余量不够,效果不好。

  引进的技术没有吃透,在设计、制造等方面存在问题不少,设备的运行故障频发。之所以造成这种局面,也存在政策上的原因,国家划定了总体完成脱硫脱硝的时间表,但对各企业而言,脱硫是个很大的投入,越晚上脱硫,成本越低。这就造成了全国在要求的时间节点到来之前,短期内大量上脱硫项目,远远超出市场承受力。

  某些所谓的专家,不是积极研究如何改进工艺,提高排放标准,而是想方设法用最少的钱,换取更大的利益,哪怕牺牲环境与健康。他们认为,GGH(烟气再热器)不是必要的设备,建议取消。理由是:1、经常堵塞,导致脱硫岛无法运行,甚至影响整个机组的运行安全,导致机组停机带来巨大经济损失。2、取消GGH(烟气再热器)对脱硫效率几乎没有影响,不影响排放指标的实现,甚至因为没有泄漏,甚至有利于提高脱硫效率。3、由于排烟温度高,消耗了热量,降低了机组效率,不利于节能。其实环保与节能是无法双赢的,必然要做出谁优先的选择。

  在某些专家的建议下,有关部门的默许下,国家又开始了大规模取消GGH(烟气再热器)的运动。一大批新上的电厂不再要求安装GGH,已经安装的电厂开始大规模拆除GGH,排烟温度的要求也没人提了,某些电厂的排烟温度几乎接近大气温度。温度越低,烟气湿度越大。而我国排烟温度和湿度在现行的大气污染控制指标中还没有详细规定。

这样的结果是直接导致大量烟气低温、高湿度排放。低温、高湿度的烟气难以扩散,雾霾也就越来越严重。这也可以解释为什么夏天雾霾比冬天少。夏天虽然一样是用电高峰,但温度较高,烟气湿度较低,扩散较快。对于电厂等企业来说,他们更乐意烟气低温排放,因为低温烟气排放,不仅省去了GGH(烟气再热器)的设备费用,同时意味着锅炉有更高的效率,更低的发电成本。

 

……………………………………………………………………

这是为工程师写的。我认为他说的是事实。由此我得到一个概念,就是中国大陆电厂(包括其它烧煤装置)发电产生的煤烟现在是经过脱硫处理的;但排放时没有经过加温,所以产生雾霾,并沉降与地表附近。如果排放的煤烟脱硫后再经过加温,煤烟会升得很高并消散在高空。这也就是说,加温后的煤烟里的有害物质并没有消失,只是升到高空被“稀释”。

如此,要想真正做到减少煤烟污染,还是要改变中国大陆火力发电厂的燃料,也就是烧更清洁的能源。


 
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