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1、大气治理15年：为什么会指标下降雾霾却更重我国近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，但事实上确是雾霾越来越严重，这到底为什么？有许多说法，比较一致的有：我国的雾霾是以燃煤为主的复合型污染，近些年PM10浓度不断下降但PM2.5变化浓度不大、总量上升，灰霾主要是二次污染物，也有说法与大气和土壤富营养化有关。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。燃煤锅炉排烟湿度巨增我国能源消耗70%是燃煤，而最大的燃煤用户是电厂锅炉。十几年燃煤锅炉排烟没有上脱硫前排放温度在130-150 C的干烟气。近年来，为了
2、控制酸雨，电厂锅炉大多数上了烟气脱硫，并且超过90%是湿法脱硫，排放温度是50-60 C的饱和湿烟气，湿度在100-200 g/Nm3，而我国大气的平均湿度仅为9 g/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40亿吨的水蒸汽，并且所排放的水份集中在大城市附近。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。钢铁工业排烟湿度巨增我国钢铁工业平均新水消耗为3-4吨新水/吨钢，其中1.5吨新水/吨钢是以蒸汽形式随排放烟气排
3、入大气，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，做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，但天然气燃烧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汽，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
4、汽量超过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，可以肯定地说，排烟湿度大、并且含有残留的二氧化硫、氮气化物、PM2.5细颗粒物、有机物颗粒等、烟囱高度低，至少是导致我国大气雾霾污染的主要成因之一，也是目前有关的大气污染控制标准、技术规范中遗忘的角落，就是在2012版的空气污染指数计算中也不包括排烟湿度控制要求。可喜的是，有些地方环保部门、一些企业已经开始关注排烟湿度的监控和减少技术措施的研究。对策探讨对于我国大气严重雾霾污染的治理时间，有为人大代表专家估计30年太久、3-5年不现实。可以猜想，如果早日找到病根，按照国
5、家和公众目前的重视程度，完全可以期望短缺内有显著改善；但一直是瞎子摸象、不能对症，30年也未必能彻底解决。有必要研究采取的对策：1、加速研发和推荐排烟除湿技术对于电厂燃煤锅炉、钢铁工业、天然气燃烧、其他行业、循环水冷却塔等的排放湿烟气，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，比如将各种湿烟气温度从50-60 C进一步冷却到平均大气温度25C，烟气中80%的水蒸汽就会冷凝为水回收回来，例如烟气量100万Nm3/h的脱硫系统除湿后可减少排烟水分超过100吨/时。冷凝除湿后烟气如能适当再热就成为干烟气，可以通过原来的高烟囱排放，无需防腐。排烟冷凝除湿可以一举三得：首先有望治理
6、大气雾霾污染，事实上上天已经告诉了我们治理大气雾霾污染的可能途径：每当雾霾严重时一场大雨、冷空气过后，天气就好了。我们与其在大气中人工降雨，不如在各种湿烟气排放前创造人工降雨的条件，实现冷凝除湿，那样会容易地多。实现湿烟气的冷凝除湿，还会使烟气中残留的PM2.5细颗粒、二氧化硫、氮氧化物、重金属、有机成分等有害物的排放量相应减少，有利于排放达标，因为这些污染成分大部分易溶于水中。冷凝除湿后的排烟可以实现超低、近零排放，会比现在的天然气燃气燃烧烟气还干净，这样的技术路线适合我国国情。其次利用烟气中的低温余热可提高燃煤热效率，湿烟气中所含的全热（潜热+显热）合计达到燃煤能量的10%，以冷凝水回收后
7、如能将其热量再回收利用，理论上可以提高锅炉系统10%的效率，这应是我国节能的一个重要领域，国家有关部门和有关研究单位也一直在支持和进行相关的低温余热回收利用研究。三是节水，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，应该成为我国应该开放的非常规水源之一，是解决缺水问题的重要技术举措。脱硫前、脱硫后、冷凝回收后的锅炉排烟主要参数见下表2。表2 湿法脱硫前、脱硫后、冷凝除湿排烟主要参数参数脱硫前脱硫后冷凝除湿备注排烟温度130-150 C50-60 C25 C减少雾霾排烟绝对湿度50 g/Nm3100-200g/Nm320g/Nm3回收余热节能排烟相对湿度10050-70干
8、烟气、节水排烟状态高温干烟气湿烟气低温干烟气烟囱不需防腐烟囱相对高度100%50%100%恢复使用原烟囱实际上我国在引进烟气湿法脱硫技术过程中引进了GGH、MGGH等烟气除湿技术，但由于问题多没有推广，最终普遍采用了排放湿烟气、烟囱防腐技术，虽然其有可以理解的技术原因，但从如今严重雾霾污染的结果看，不得不说这是一个错误的技术路线。研发混合冷凝除湿冷却应该符合我国国情的解决雾霾的核心技术。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，比如将排烟控制在解决大气温度25 C、湿度低于90%，在解决大气雾霾污染的同时，实现同步节能和节水。刘晨，2014年11月2日于上海3
大气雾霾治理15年：为什么会指标下降雾霾却更重1102
