我國(guó)工業(yè)煙氣治理現(xiàn)狀、困境及建議

江蘇愛(ài)爾沃特環(huán)保科技有限公司 劉利

迄今為止，中國(guó)是最大的能源消耗國(guó)，占2019年全球能源消耗的24.3%以上。但是，當(dāng)談到中國(guó)的資源消耗時(shí)，人們很難改變煤炭能源的原有消費(fèi)模式了。2019年，中國(guó)煤炭總消費(fèi)量占全球煤炭消費(fèi)量的51.7%。長(zhǎng)期以來(lái)被廣泛使用的能耗產(chǎn)生的氣體污染物質(zhì)對(duì)空氣的影響很大，能源工業(yè)出口的主要空氣污染物質(zhì)總量一度達(dá)到全國(guó)年度工業(yè)氣體污染物質(zhì)的60%以上。如果全面實(shí)施煤電極低排放政策，到2019年底，燃煤電廠總裝機(jī)容量將達(dá)到8.9億千瓦，約占煤炭能源總裝機(jī)容量的86%。隨著世界上最大的清潔燃煤電廠的建成，中國(guó)能源行業(yè)迅速成為控制煤炭排放的模范[1]。

一、工業(yè)廢氣污染物來(lái)源和治理技術(shù)概述

（一）工業(yè)廢氣污染物來(lái)源

工業(yè)廢氣主要來(lái)自燃煤、化工生產(chǎn)、汽車尾氣、半導(dǎo)體生產(chǎn)等。工業(yè)廢物可根據(jù)不同成分，分為固體污染物和氣體污染物，工業(yè)廢物可根據(jù)污染顆粒類型分為初級(jí)氣溶膠污染物和次級(jí)有機(jī)氣溶膠污染物。當(dāng)這些污染物進(jìn)入大氣時(shí)，它們會(huì)與空氣中的一些成分結(jié)合，導(dǎo)致惡劣天氣，如酸雨，嚴(yán)重威脅人類健康，威脅生物環(huán)境。

（二）低濃度含硫廢氣處理技術(shù)

常用的濕法脫硫和干法脫硫技術(shù)，可從含硫廢氣中脫除SO2、SO3和H2S等物質(zhì)。濕法脫硫技術(shù)使用堿性吸收液清洗廢氣，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、脫硫效率高的優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)生的副產(chǎn)品可回收利用，煙氣中的SO2可氧化成SO3，然后轉(zhuǎn)化為硫酸作為副產(chǎn)品使用。如果工業(yè)廢氣中含有H2S氣體，可根據(jù)H2S的弱酸性和強(qiáng)還原作用去除，可采用活性炭法、氧化鐵法等處理方法。

（三）含NOx廢氣處理技術(shù)

一氧化氮會(huì)刺激肺部，容易引起呼吸系統(tǒng)疾病。一氧化氮及其混合物也能產(chǎn)生光化學(xué)煙霧和酸性氣體。工業(yè)氮氧化物通常有三種處理技術(shù):催化還原、溶解吸收和吸附。催化還原法以氨為還原劑，在催化劑的作用下，將氮氧化物氧化還原為氮和水，氮氧化物去除效率高，運(yùn)行穩(wěn)定，但投資成本高。溶液吸收法利用硝酸鹽等化合物吸收廢氣中的氮氧化物，但吸收效率不高。

高濃度氮氧化物下煙氣凈化效率較低。常見(jiàn)的吸附方法可以有效去除高濃度的氮氧化物，但吸附劑用量大，裝置能耗高。

（四）工業(yè)廢氣的生物處理技術(shù)

生物凈化技術(shù)由包封微生物組成，吸收工業(yè)廢氣的有機(jī)組分作為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并將有機(jī)組分轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)物。在生物處理過(guò)程中，含有甲苯的工業(yè)廢氣以工業(yè)廢水氣體與水接觸中的甲苯為例，將污染的甲苯溶解在水中。在濃度差異的影響下，甲苯液膜被分化成被微生物捕獲和吸收的生物膜。在微生物代謝的影響下，甲苯部分代謝回液相，部分轉(zhuǎn)化成二氧化碳并返回大氣，從而達(dá)到凈化空氣的目的。

生物過(guò)濾過(guò)程由天然填料組成，通過(guò)過(guò)濾材料過(guò)濾工業(yè)廢氣中的污染物。污染物被微生物吸收和降解，填充材料的性能受特定的表面粗糙度、密度和孔隙率的影響。科學(xué)家們專注于機(jī)械強(qiáng)度、Ph緩沖特性和含有養(yǎng)分的合成填料的研究。生物清洗塔由一個(gè)水塔和一個(gè)再生水箱組成。當(dāng)工業(yè)廢料填埋在水塔底部時(shí)，溶解在水中污染物進(jìn)入再生池，當(dāng)通風(fēng)設(shè)備輸送再生氧氣時(shí)，污染物被吸收和分解。

（五） VOC廢氣熱分解處理技術(shù)

工業(yè)廢氣處理中的洛斯熱分解過(guò)程分為直接燃燒、再生燃燒和催化燃燒，主要用于3.5克/立方厘米以上的工業(yè)廢氣處理。直接燃燒是將工業(yè)廢物的有機(jī)部分燃燒到750℃，以產(chǎn)生二氧化碳和水，燃燒過(guò)程中釋放的熱量可用作熱交換器的熱源。催化燃燒是使用金屬催化劑降低有機(jī)燃燒的活化能，金屬催化劑通常用于處理吸附和還原過(guò)程中產(chǎn)生的高濃度的洛斯廢物。工業(yè)廢氣和高溫燃燒氣體與再生陶瓷混合，燃燒產(chǎn)生的熱量利用率超過(guò)90%。燃燒工業(yè)中排放濃度的控制值應(yīng)小于25 %。在運(yùn)行了一兩年后，設(shè)備崩潰，控制閥和氣體泄漏。因此，工業(yè)VOC廢氣進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制時(shí)，通常會(huì)安裝氣相色譜或光電線性檢測(cè)儀。

二、工業(yè)煙氣治理行業(yè)面臨的困境及應(yīng)對(duì)建議

（一）遇到的困難

自2018年以來(lái)，包括天然氣加工活動(dòng)在內(nèi)的幾家企業(yè)普遍存在融資問(wèn)題，包括私人貸款能力相對(duì)薄弱，以及國(guó)內(nèi)資本流動(dòng)減少和宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境的影響。自2018年以來(lái)，天然氣工業(yè)的領(lǐng)先地位迅速?gòu)哪茉崔D(zhuǎn)向非能源，相關(guān)產(chǎn)業(yè)也蓬勃發(fā)展。然而，這一行業(yè)的大部分專利技術(shù)是由歐洲、美洲和日本的企業(yè)控制的，而國(guó)內(nèi)企業(yè)的自主創(chuàng)新能力非常薄弱，科研機(jī)構(gòu)的技術(shù)改造也非常困難。

非能源工業(yè)各種項(xiàng)目的煙氣成分和性質(zhì)完全不同，還有許多超低排放途徑需要研究和開(kāi)發(fā)。項(xiàng)目規(guī)模和煙氣性質(zhì)的差異制約了排放超凈化技術(shù)的研發(fā)，并對(duì)超低排放工藝途徑的研究和應(yīng)用產(chǎn)生了重大影響。天然氣工業(yè)加工面臨更復(fù)雜的技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)儲(chǔ)備問(wèn)題。同時(shí)，非能源行業(yè)的煙氣處理設(shè)施大多是經(jīng)濟(jì)效益較低的小型企業(yè)和微型企業(yè)。低價(jià)競(jìng)標(biāo)帶來(lái)了“低價(jià)格模型和低質(zhì)量模型”和“時(shí)間響應(yīng)”不可接受的氛圍，這將對(duì)工業(yè)氣體處理的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了不可預(yù)測(cè)的負(fù)面影響[2]。

（二）應(yīng)對(duì)建議

（1）進(jìn)一步加強(qiáng)財(cái)稅改革。近年來(lái)，粘土改革、減稅和減稅等稅收優(yōu)惠在某種程度上緩解了煙氣凈化廠的財(cái)政壓力。然而，該行業(yè)的煙氣控制活動(dòng)具有項(xiàng)目周期長(zhǎng)、啟動(dòng)資金要求高、支付進(jìn)度緩慢的特點(diǎn)，而私人企業(yè)融資受限、融資成本高的實(shí)際困難依然存在。煙氣凈化廠迫切需要額外的費(fèi)用和資金支持。

（2）我們更關(guān)心環(huán)境成本。毫無(wú)疑問(wèn)，工業(yè)企業(yè)將加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)控制，這將大大增加企業(yè)的產(chǎn)品成本。如果這部分管理費(fèi)用分配不當(dāng)，將嚴(yán)重影響公司利潤(rùn)。因此，政府、工業(yè)和社會(huì)必須充分認(rèn)識(shí)到環(huán)境成本管理的重要性，并采取適當(dāng)?shù)呢?cái)政和稅收政策，以促進(jìn)外部影響的內(nèi)部化，使公司能夠進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和積極的管理，從而降低明顯的預(yù)防成本。環(huán)保價(jià)格和超低電價(jià)推動(dòng)了煙氣凈化中的電力行為，這是環(huán)境成本管理的成功范例。

（3）促進(jìn)科技創(chuàng)新?？萍紕?chuàng)新是一個(gè)重要的競(jìng)爭(zhēng)因素，因此必須為技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)造更廣泛的投資環(huán)境。加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)進(jìn)一步企事業(yè)單位納入重要煙氣凈化技術(shù)，釋放科學(xué)家的主觀能動(dòng)性，促進(jìn)科研產(chǎn)業(yè)化。

(4)促進(jìn)工業(yè)一體化。一方面，政府或貿(mào)易協(xié)會(huì)要加強(qiáng)對(duì)政策和制度的監(jiān)督，認(rèn)真推行優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)，防止惡性競(jìng)爭(zhēng)。另一方面，通過(guò)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，我們可以提高企業(yè)的集中度、擴(kuò)張性和實(shí)力，促進(jìn)行業(yè)健康發(fā)展。

三、環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用

（一）固體顆粒物的監(jiān)測(cè)

環(huán)境監(jiān)測(cè)的最重要內(nèi)容是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)大氣顆粒物含量，因?yàn)槲廴疚镱w粒物的組成大體上是復(fù)雜的。主要用于實(shí)時(shí)顆粒物監(jiān)測(cè)，如TSP。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，相關(guān)科技人員應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)臋z測(cè)儀器，以準(zhǔn)確達(dá)到顆粒物的濃度和含量[3]。

（二）二氧化硫監(jiān)測(cè)

隨著工業(yè)的發(fā)展，將生產(chǎn)大量的二氧化硫和其他硫化物。為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣中二氧化硫或其他硫化物的含量，相關(guān)工作人員通常使用分光光度法進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。這種類型的監(jiān)測(cè)技術(shù)抗干擾能力強(qiáng)，能準(zhǔn)確了解空氣中的二氧化硫含量，還能分析二氧化硫，進(jìn)一步確定具體的空氣污染程度和污染源，從而形成可用的解決方案。

（三）氮氧化物監(jiān)測(cè)

氮氧化物通常是汽車尾氣的主要成分。因此，為有效監(jiān)測(cè)汽車尾氣排放，相關(guān)部門(mén)應(yīng)建立城市道路汽車尾氣排放監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)汽車尾氣排放實(shí)施24小時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)可對(duì)發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)高存在嚴(yán)重問(wèn)題的汽車進(jìn)行檢查和處理。這種監(jiān)測(cè)方法在汽車尾氣控制中起著非常重要的作用。

四、大氣污染的有效治理方法

（一）加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)

有關(guān)部門(mén)應(yīng)當(dāng)及時(shí)建立與大氣監(jiān)測(cè)相關(guān)的數(shù)據(jù)平臺(tái)，并合理分析數(shù)據(jù)平臺(tái)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為大氣防治制定合理的解決方案。政府有關(guān)部門(mén)還應(yīng)建立全國(guó)大氣防治監(jiān)測(cè)平臺(tái)，對(duì)各地大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類收集，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和后期評(píng)估，共享相關(guān)信息。因此，我們不僅可以利用海量數(shù)據(jù)和現(xiàn)代技術(shù)來(lái)分析所得數(shù)據(jù)，還可以整合環(huán)境監(jiān)測(cè)工作，進(jìn)一步改善防控監(jiān)測(cè)效果。二是加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用，強(qiáng)化空氣污染控制效果。

（二）加強(qiáng)警力

為了更好地預(yù)防和控制空氣污染，有關(guān)部門(mén)要加強(qiáng)法律指導(dǎo)。首先，必須明確相關(guān)的大氣排放標(biāo)準(zhǔn)，制定污染防治法律法規(guī)，并加強(qiáng)法律法規(guī)和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的宣傳，使所有建筑公司或工業(yè)生產(chǎn)公司都能理解相關(guān)的法律知識(shí)。對(duì)于那些違反規(guī)定的企業(yè)，執(zhí)法部門(mén)要及時(shí)開(kāi)出嚴(yán)厲的罰款，而那些做好環(huán)保工作的公司可以及時(shí)得到獎(jiǎng)勵(lì)。

五、結(jié)論

工業(yè)廢氣是影響中國(guó)空氣質(zhì)量的主要因素。因此，中國(guó)必須加強(qiáng)政府的環(huán)境政策，提高企業(yè)的環(huán)境意識(shí)，強(qiáng)調(diào)工業(yè)加氣技術(shù)的研發(fā)和推廣，優(yōu)化國(guó)家能源結(jié)構(gòu)，增加新能源的供應(yīng)和利用。相關(guān)技術(shù)人員可以通過(guò)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，提高防治效果，同時(shí)根據(jù)中國(guó)大氣污染防治的具體情況，制定相應(yīng)的對(duì)策，使大氣污染防治取得進(jìn)一步進(jìn)展。最后，有關(guān)部門(mén)要加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)和執(zhí)法能力，改善中國(guó)的空氣污染狀況，改善生態(tài)自然環(huán)境，讓人們生活在綠色生態(tài)的社會(huì)環(huán)境中。