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排烟湿度大是雾霾首要原因

来源:第一财经日报 浏览次数: 日期:2014年11月10日 16:56

我国近15年来的大气治理,环保部门公布的空气污染物指数总体趋势是不断下降,但事实上却是雾霾越来越严重,笔者认为,排烟湿度大是造成我国大气雾霾锁城的首要原因,而排烟湿度就是在现行的大气污染控制指标中也还没有规定。

  导致排烟湿度大的原因有三方面:燃煤锅炉排烟采用湿法脱硫,钢铁工业扩张增加排烟,以及煤改气后烟囱过低。

  燃煤锅炉排烟湿度剧增

  我国能源消耗70%是燃煤,最大的燃煤用户是电厂锅炉。十几年前燃煤锅炉排烟没有上脱硫前排烟温度在130℃~150℃、干烟气。为了控制酸雨,在环保部门的正常引导和监督之下,近年来电厂锅炉大多数上了烟气脱硫,并且超过90%是湿法脱硫,排放温度在50℃~60℃的饱和湿烟气,湿度在100~200g/Nm3(克/标方),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,并且所排放的水分集中在大城市附近。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。

  钢铁工业排烟湿度剧增

  我国钢铁工业平均新水消耗为3~4吨新水/吨钢,其中约1.5吨新水/吨钢是以水蒸气形式随排放烟气排入大气,近10年由于钢总产量增加,相应地排烟带出的水蒸气总量剧增,按照2013年全国年产粗钢8亿吨估算,钢铁工业年向大气排放水分12亿吨,主要排放源包括钢铁烧结烟气湿法脱硫、高炉水冲渣、湿熄焦、连铸二冷蒸汽、转炉湿法除尘、循环水冷却塔等。

  天然气燃烧增加了排烟湿度和氮氧化物总量

  天然气所含颗粒物和二氧化硫低,一直是作为大气治理的措施之一,煤改气对于减少颗粒物和二氧化硫排放量有利,却增加了排烟湿度和氮氧化物排放量。计算表明,每立方米天然气燃烧会排放其两倍体积的水蒸气,并且因为燃烧温度高产生的氮氧化物含量比燃煤高,天然气燃烧的烟囱更低,北京有许多小区采暖天然气锅炉排放烟囱就在居民楼顶。按照我国年天然气消耗量1600多亿立方米估算,每年天然气燃烧产生的水蒸气量超过3200亿立方米,相当于向大气排放水分接近3亿吨。

  热力锅炉、有色金属、氧化铝、化工、餐饮等行业也都在向大气大量排水分,然而排烟湿度在目前有关的大气污染控制标准、技术规范中没有规定。

  建议研究采取以下对策:

  1.加速研发和推广排烟混合冷凝除湿技术

  对于电厂燃煤锅炉、钢铁工业、天然气燃烧设备及其他行业的排放湿烟气,加速研发和推广排烟除湿技术,并且优先选择研发混合式冷凝除湿技术。

  排烟冷凝除湿可以一举三得:首先有望治理大气雾霾污染,其次利用余热理论上可提高燃煤热效率,最后还能节水,仅电厂、钢铁、天然气燃烧三大领域湿烟气除湿就有回收50亿吨水的潜力,应该成为我国非常规水源开发、解决缺水问题的重要技术举措。

  2.完善空气污染控制标准

  在加速技术研发,并且尽快取得成果和做出示范项目的基础上,在大气污染控制标准中增加排烟温度、湿度控制的内容,比如将排烟控制规定在接近大气温度约25℃、湿度低于90%,在解决大气雾霾污染的同时,同步实现节能和节水。

 

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