電力、鋼鐵等行業(yè)煙氣脫硫脫硝必要性分析

王元芳 徐 斐

（淄博市環(huán)境保護(hù)局污染物總量控制辦公室，山東 淄博 255000）

1 二氧化硫、氮氧化物的排放量

大多數(shù)電力、鋼鐵、水泥等行業(yè)利用煤炭作為燃料，在煤炭燃燒過程中會排放大量的二氧化硫、氮氧化物等污染物，若未經(jīng)處理直接排入到大氣中，將會造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。如果電力、鋼鐵等行業(yè)一年的煤炭消耗量為1000萬噸，所用煤炭的平均硫份取1.5%，二氧化硫釋放系數(shù)取1.7，則二氧化硫排放量為25.5萬噸；經(jīng)過脫硫設(shè)施處理后（脫硫效率取70%），則二氧化硫的排放量約為7.65萬噸。氮氧化物排放不僅來源于電力、水泥等行業(yè)，交通運(yùn)輸業(yè)亦是一個重要的來源。如果電力、水泥等行業(yè)一年的煤炭消耗量為1000萬噸，氮氧化物排污系數(shù)按電力行業(yè)最低值4.93千克/噸煤取值，則氮氧化物排放量為4.93萬噸；經(jīng)過脫硝設(shè)施處理后（脫硝效率取70%），則氮氧化物排放量為1.48萬噸。經(jīng)過計算可以發(fā)現(xiàn)，電力、鋼鐵、水泥等行業(yè)所排放煙氣經(jīng)過脫硫脫硝設(shè)施處理后排放的大氣污染物明顯降低。此外每年交通運(yùn)輸業(yè)排放的氮氧化物將近2萬噸。

如此之多的二氧化硫和氮氧化物排放到大氣中，不僅直接危害人體健康和大氣環(huán)境，更會形成二次污染PM2.5，對人類和環(huán)境造成更大的傷害。因此，對于上述行業(yè)，相應(yīng)的脫硫脫硝工藝是必備的污染治理工藝。

2 二次污染PM2.5的產(chǎn)生

PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5μm的顆粒物，亦稱為可入肺顆粒物。它的來源分為自然和人類活動兩種。自然來源包括火山噴發(fā)的煙塵、被風(fēng)吹起的土壤顆粒以及流星燃燒所產(chǎn)生的細(xì)小微粒和宇宙塵埃等。而最主要的來源卻是人類活動，煤炭、石油及其他礦物燃燒產(chǎn)生的廢氣，以及機(jī)動車產(chǎn)生的尾氣，包括排放到空氣中的煙粉塵、硫酸、硝酸、有機(jī)碳?xì)浠衔锏龋?jīng)過一系列光化學(xué)反應(yīng)形成的二次污染物。

化工、陶瓷、建材、鋼鐵、紡織、火電等行業(yè)對淄博市的空氣環(huán)境產(chǎn)生很大的影響。例如鋼鐵、焦化、火電等企業(yè)的燃煤鍋爐排放大量的煙塵、煙塵和二氧化硫；水泥、碳酸鈣等生產(chǎn)加工企業(yè)排放大量的粉塵；日益增多的機(jī)動車導(dǎo)致氮氧化物等逐年增加。在工業(yè)生產(chǎn)、日常發(fā)電、機(jī)動車尾氣排放等過程中，還會排放大量包含重金屬、揮發(fā)性有機(jī)物等有害物質(zhì)的燃燒殘留物；這些細(xì)微顆粒物均是PM2.5的重要來源之一。而上述行業(yè)所排放的氮氧化物等氣態(tài)污染物卻是PM2.5的另一個重要來源。氮氧化物等氣態(tài)污染物在大氣中經(jīng)過復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)會生成PM2.5，因此控制氮氧化物等氣態(tài)污染物是控制PM2.5產(chǎn)生量的重要一環(huán)。

在大氣中氮氧化物具有多重環(huán)境效應(yīng)：經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)會產(chǎn)生光化學(xué)煙霧；還會導(dǎo)致區(qū)域臭氧污染加重；另外，氮氧化物也是酸雨的成因之一，我國酸雨正由硫酸型酸雨向硫酸復(fù)合型過渡；氮氧化物排放量的增加引起的氮沉降成為我國水體富營養(yǎng)化的重要原因之一。以上這些均對人體健康和生態(tài)環(huán)境造成影響。但是當(dāng)?shù)孛嫔咸貏e是在900～1000公尺的高度形成了低溫層時，大地上方就好像覆蓋了一個蓋子；此時空氣中的氮氧化物、硫酸鹽、硝酸鹽、揮發(fā)性有機(jī)物等成分會很快聚集形成細(xì)小的二次顆粒物，即PM2.5，嚴(yán)重時會引發(fā)大范圍的灰霾天氣，對人體健康和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重影響。

3 PM2.5的危害

與PM10相比，雖然PM2.5只是大氣成分中含量很少的組分；但PM2.5粒徑小，在大氣中的停留時間長、輸送距離遠(yuǎn)，對空氣質(zhì)量以及能見度等均有重要的影響，對人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量更會造成更大的負(fù)面影響。

世界衛(wèi)生組織認(rèn)為PM2.5低于10才是安全范圍，可我國華北、華東和華中地區(qū)PM2.5密度指數(shù)接近80，大大超過了安全值；若長期生活在這樣的環(huán)境里，人類的身體健康將會受到很大的影響。

4 必要性及處理措施

PM2.5已成為表征空氣污染程度的一個重要指數(shù)?？刂贫趸颉⒌趸锏呐欧帕繉刂芇M2.5、防治二次污染有著重要的意義。不同地區(qū)的PM2.5是不一樣的，污染物來源決定了它的結(jié)構(gòu)及毒性。通過測控某一區(qū)域、某一時段的PM2.5中何種成分占主要部分，即可得知該地區(qū)該時段排放的主要污染物。如果含硫成分較高，就說明電廠脫硫問題沒得到解決。如果以硝酸鹽為主，就說明電廠脫硝問題沒得到解決。如果揮發(fā)性有機(jī)化合物占主要部分，就說明化工及機(jī)動 車尾氣排放最嚴(yán)重。因此根據(jù)該區(qū)域PM2.5的測控數(shù)據(jù)就可以確定污染治理重點(diǎn)。

控制氮氧化物等大氣污染物對改善城市空氣質(zhì)量以及人類身體健康意義重大。2012年2月29日，國務(wù)院常務(wù)會議同意發(fā)布的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中不僅增設(shè)了PM2.5濃度限值，還增設(shè)臭氧8小時平均濃度限值，收緊了二氧化氮的濃度限值，這對今后氮氧化物的控制提出了新的挑戰(zhàn)。因此必須從以下兩個方面嚴(yán)格控制氮氧化物的排放：

首先是控制固定源排放，確保重點(diǎn)減排行業(yè)全部實(shí)施脫硝技術(shù)，積極研發(fā)低氮燃燒技術(shù)。對于火電、水泥、鋼鐵、工業(yè)鍋爐等重點(diǎn)行業(yè)采取強(qiáng)化排放標(biāo)準(zhǔn)、加強(qiáng)在線監(jiān)測等措施，才能有效遏制氮氧化物的排放。

其次是控制移動源排放，即機(jī)動車尾氣的排放控制。重點(diǎn)加強(qiáng)重型柴油車排放控制，重型柴油車氮氧化物排放是占機(jī)動車總排放的60%以上。對于城市公交車和市政車輛，大力推廣對環(huán)境友好的新能源車，比如混合動力技術(shù)、電動車和天然氣車等。加快老舊高排放車淘汰，通過實(shí)施環(huán)保標(biāo)志制度，將綠標(biāo)車和黃標(biāo)車區(qū)分，通過限行、經(jīng)濟(jì)激勵等多種手段加速淘汰高 車齡、高里程、高排放的黃標(biāo)車。盡快加嚴(yán)油品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，通過降低汽柴油中的硫含量，可減少機(jī)動車排放的氮氧化物和PM2.5污染。

[1]姚雨，郭占成，趙團(tuán).煙氣脫硫脫硝技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].鋼鐵，2003.