我國近15年來的大氣治理,環(huán)保部門公布的空氣污染物指數(shù)總體趨勢是不斷下降,但事實上卻是霧霾越來越嚴重,筆者認為,排煙濕度大是造成我國大氣霧霾鎖城的首要原因,而排煙濕度就是在現(xiàn)行的大氣污染控制指標中也還沒有規(guī)定。
導(dǎo)致排煙濕度大的原因有三方面:燃煤鍋爐排煙采用濕法脫硫,鋼鐵工業(yè)擴張增加排煙,以及煤改氣后煙囪過低。
燃煤鍋爐排煙濕度劇增
我國能源消耗70%是燃煤,最大的燃煤用戶是電廠鍋爐。十幾年前燃煤鍋爐排煙沒有上脫硫前排煙溫度在130℃~150℃、干煙氣。為了控制酸雨,在環(huán)保部門的正常引導(dǎo)和監(jiān)督之下,近年來電廠鍋爐大多數(shù)上了煙氣脫硫,并且超過90%是濕法脫硫,排放溫度在50℃~60℃的飽和濕煙氣,濕度在100~200g/Nm3(克/標方),而我國大氣的平均濕度僅為9g/Nm3,鍋爐濕法脫硫排煙濕度為大氣平均濕度的10倍以上??偭可峡?,按噸煤燃燒濕法脫硫煙氣帶出1噸水估算,我國燃煤鍋爐煙氣濕法脫硫每年向大氣排放約40億噸的水蒸氣,并且所排放的水分集中在大城市附近。按照煙囪設(shè)計規(guī)范,由于污染霧濃度降低,脫硫后防腐濕煙囪通常只有原來干煙囪高度的一半,煙囪高度降低、濕度增大,使排煙難以擴散。
鋼鐵工業(yè)排煙濕度劇增
我國鋼鐵工業(yè)平均新水消耗為3~4噸新水/噸鋼,其中約1.5噸新水/噸鋼是以水蒸氣形式隨排放煙氣排入大氣,近10年由于鋼總產(chǎn)量增加,相應(yīng)地排煙帶出的水蒸氣總量劇增,按照2013年全國年產(chǎn)粗鋼8億噸估算,鋼鐵工業(yè)年向大氣排放水分12億噸,主要排放源包括鋼鐵燒結(jié)煙氣濕法脫硫、高爐水沖渣、濕熄焦、連鑄二冷蒸汽、轉(zhuǎn)爐濕法除塵、循環(huán)水冷卻塔等。
天然氣燃燒增加了排煙濕度和氮氧化物總量
天然氣所含顆粒物和二氧化硫低,一直是作為大氣治理的措施之一,煤改氣對于減少顆粒物和二氧化硫排放量有利,卻增加了排煙濕度和氮氧化物排放量。計算表明,每立方米天然氣燃燒會排放其兩倍體積的水蒸氣,并且因為燃燒溫度高產(chǎn)生的氮氧化物含量比燃煤高,天然氣燃燒的煙囪更低,北京有許多小區(qū)采暖天然氣鍋爐排放煙囪就在居民樓頂。按照我國年天然氣消耗量1600多億立方米估算,每年天然氣燃燒產(chǎn)生的水蒸氣量超過3200億立方米,相當于向大氣排放水分接近3億噸。
熱力鍋爐、有色金屬、氧化鋁、化工、餐飲等行業(yè)也都在向大氣大量排水分,然而排煙濕度在目前有關(guān)的大氣污染控制標準、技術(shù)規(guī)范中沒有規(guī)定。
建議研究采取以下對策:
1.加速研發(fā)和推廣排煙混合冷凝除濕技術(shù)
對于電廠燃煤鍋爐、鋼鐵工業(yè)、天然氣燃燒設(shè)備及其他行業(yè)的排放濕煙氣,加速研發(fā)和推廣排煙除濕技術(shù),并且優(yōu)先選擇研發(fā)混合式冷凝除濕技術(shù)。
排煙冷凝除濕可以一舉三得:首先有望治理大氣霧霾污染,其次利用余熱理論上可提高燃煤熱效率,最后還能節(jié)水,僅電廠、鋼鐵、天然氣燃燒三大領(lǐng)域濕煙氣除濕就有回收50億噸水的潛力,應(yīng)該成為我國非常規(guī)水源開發(fā)、解決缺水問題的重要技術(shù)舉措。
2.完善空氣污染控制標準
在加速技術(shù)研發(fā),并且盡快取得成果和做出示范項目的基礎(chǔ)上,在大氣污染控制標準中增加排煙溫度、濕度控制的內(nèi)容,比如將排煙控制規(guī)定在接近大氣溫度約25℃、濕度低于90%,在解決大氣霧霾污染的同時,同步實現(xiàn)節(jié)能和節(jié)水。
[作者系斯普瑞噴霧系統(tǒng)(上海)有限公司(美國)總工藝師]
導(dǎo)致排煙濕度大的原因有三方面:燃煤鍋爐排煙采用濕法脫硫,鋼鐵工業(yè)擴張增加排煙,以及煤改氣后煙囪過低。
燃煤鍋爐排煙濕度劇增
我國能源消耗70%是燃煤,最大的燃煤用戶是電廠鍋爐。十幾年前燃煤鍋爐排煙沒有上脫硫前排煙溫度在130℃~150℃、干煙氣。為了控制酸雨,在環(huán)保部門的正常引導(dǎo)和監(jiān)督之下,近年來電廠鍋爐大多數(shù)上了煙氣脫硫,并且超過90%是濕法脫硫,排放溫度在50℃~60℃的飽和濕煙氣,濕度在100~200g/Nm3(克/標方),而我國大氣的平均濕度僅為9g/Nm3,鍋爐濕法脫硫排煙濕度為大氣平均濕度的10倍以上??偭可峡?,按噸煤燃燒濕法脫硫煙氣帶出1噸水估算,我國燃煤鍋爐煙氣濕法脫硫每年向大氣排放約40億噸的水蒸氣,并且所排放的水分集中在大城市附近。按照煙囪設(shè)計規(guī)范,由于污染霧濃度降低,脫硫后防腐濕煙囪通常只有原來干煙囪高度的一半,煙囪高度降低、濕度增大,使排煙難以擴散。
鋼鐵工業(yè)排煙濕度劇增
我國鋼鐵工業(yè)平均新水消耗為3~4噸新水/噸鋼,其中約1.5噸新水/噸鋼是以水蒸氣形式隨排放煙氣排入大氣,近10年由于鋼總產(chǎn)量增加,相應(yīng)地排煙帶出的水蒸氣總量劇增,按照2013年全國年產(chǎn)粗鋼8億噸估算,鋼鐵工業(yè)年向大氣排放水分12億噸,主要排放源包括鋼鐵燒結(jié)煙氣濕法脫硫、高爐水沖渣、濕熄焦、連鑄二冷蒸汽、轉(zhuǎn)爐濕法除塵、循環(huán)水冷卻塔等。
天然氣燃燒增加了排煙濕度和氮氧化物總量
天然氣所含顆粒物和二氧化硫低,一直是作為大氣治理的措施之一,煤改氣對于減少顆粒物和二氧化硫排放量有利,卻增加了排煙濕度和氮氧化物排放量。計算表明,每立方米天然氣燃燒會排放其兩倍體積的水蒸氣,并且因為燃燒溫度高產(chǎn)生的氮氧化物含量比燃煤高,天然氣燃燒的煙囪更低,北京有許多小區(qū)采暖天然氣鍋爐排放煙囪就在居民樓頂。按照我國年天然氣消耗量1600多億立方米估算,每年天然氣燃燒產(chǎn)生的水蒸氣量超過3200億立方米,相當于向大氣排放水分接近3億噸。
熱力鍋爐、有色金屬、氧化鋁、化工、餐飲等行業(yè)也都在向大氣大量排水分,然而排煙濕度在目前有關(guān)的大氣污染控制標準、技術(shù)規(guī)范中沒有規(guī)定。
建議研究采取以下對策:
1.加速研發(fā)和推廣排煙混合冷凝除濕技術(shù)
對于電廠燃煤鍋爐、鋼鐵工業(yè)、天然氣燃燒設(shè)備及其他行業(yè)的排放濕煙氣,加速研發(fā)和推廣排煙除濕技術(shù),并且優(yōu)先選擇研發(fā)混合式冷凝除濕技術(shù)。
排煙冷凝除濕可以一舉三得:首先有望治理大氣霧霾污染,其次利用余熱理論上可提高燃煤熱效率,最后還能節(jié)水,僅電廠、鋼鐵、天然氣燃燒三大領(lǐng)域濕煙氣除濕就有回收50億噸水的潛力,應(yīng)該成為我國非常規(guī)水源開發(fā)、解決缺水問題的重要技術(shù)舉措。
2.完善空氣污染控制標準
在加速技術(shù)研發(fā),并且盡快取得成果和做出示范項目的基礎(chǔ)上,在大氣污染控制標準中增加排煙溫度、濕度控制的內(nèi)容,比如將排煙控制規(guī)定在接近大氣溫度約25℃、濕度低于90%,在解決大氣霧霾污染的同時,同步實現(xiàn)節(jié)能和節(jié)水。
[作者系斯普瑞噴霧系統(tǒng)(上海)有限公司(美國)總工藝師]









