霧霾遮天蔽日,怎一個(gè)揮斥難去了得!
往事越千年。拋開其他因素不談,生活在中世紀(jì)自然環(huán)境下的國人是幸福的——面對青山綠水、晨暉夕照,他們之中的詞人秦觀可以閑雅吟出“霧失樓臺,月迷津渡,桃源望斷無歸路??蓱z孤館閉春寒,杜鵑聲里斜陽暮”這般清詞麗句。
而今,一個(gè)有些面目猙獰的詞“霧霾”,替代了一向給國人以飄逸浪漫的“霧靄”。
2013年1月9日以來,我國中東部地區(qū)陷入嚴(yán)重的霧霾和污染天中,中央氣象臺將大霧藍(lán)色預(yù)警升級至黃色預(yù)警。13日,北京市發(fā)布北京氣象史上首個(gè)霧霾橙色預(yù)警,空氣污染指數(shù)接近了1000微克。
近2個(gè)月來,京津冀地區(qū)霧霾天氣嚴(yán)重。這樣的霧霾天氣并不是第一次出現(xiàn),僅以北京為例,近兩年北京冬天至少有30天空氣質(zhì)量是中重度污染,但出現(xiàn)PM2.5接近1000微克的情況,卻實(shí)屬罕見。
非但如此,從華北到中部導(dǎo)致黃淮、江南地區(qū),都出現(xiàn)了大范圍的重度和嚴(yán)重污染。143萬平方公里上空霧霾籠罩,8億以上人口受到影響。
在霧霾嚴(yán)重的1月29日上午,北京、新鄭、青島、杭州等機(jī)場受到嚴(yán)重影響。交通運(yùn)輸部路網(wǎng)中心的信息顯示,我國中東部地區(qū)霧霾天氣持續(xù),致使北京、天津、河北、山東、湖南、湖北6省市約有30余條高速公路局部路段通行受阻。監(jiān)測顯示,京滬、京臺、京港澳、榮烏、青銀、連霍、滬渝高速公路等主要運(yùn)輸通道多個(gè)路段短時(shí)封閉,受影響路段基本在當(dāng)日中午前后陸續(xù)恢復(fù)通行。如果把交通、企業(yè)等損失加入損失數(shù)據(jù),遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過GDP3%的數(shù)值,每年損失萬億元以上將成為常態(tài)。
1月14日,亞洲開發(fā)銀行與清華大學(xué)公布《邁向環(huán)境可持續(xù)的未來——中華人民共和國國家環(huán)境分析》報(bào)告稱,中國空氣污染每年造成的經(jīng)濟(jì)損失,基于疾病成本估算相當(dāng)于國內(nèi)生產(chǎn)總值的1.2%,基于支付意愿估算則高達(dá)3.8%。2012年,中國GDP總量為519322億元,以1.2%計(jì)達(dá)6232億元,以3.8%計(jì)高達(dá)19734億元。
所以,鐘南山院士發(fā)出驚世之警告:“霧霾”比“非典”更可拍!
如此嚴(yán)重的生態(tài)災(zāi)難,引發(fā)中央政府高度關(guān)注。
1月15日,在一次基層調(diào)研座談會(huì)上,國務(wù)院副總理李克強(qiáng)指出:大氣污染“積累的問題是一個(gè)長期過程,解決問題也需要一個(gè)長期過程,但我們必須有所作為!”
與此同時(shí),環(huán)保部副部長吳曉青在答記者問時(shí)強(qiáng)調(diào):“國內(nèi)外大氣污染防治歷程表明,解決嚴(yán)重的大氣污染問題,是一項(xiàng)長期而艱巨的工作,歐美等發(fā)達(dá)國家耗費(fèi)了30-50年時(shí)間才基本解決大氣污染問題。我們要正確對待當(dāng)前的大氣污染形勢,充分認(rèn)識改善大氣環(huán)境質(zhì)量的艱巨性、復(fù)雜性與長期性,做好打持久戰(zhàn)的思想準(zhǔn)備。”
難道當(dāng)代國人就將這樣長期、持久生活在霧霾籠罩的陰影之下?
值得慶幸的是,在浙江能源集團(tuán)的推動(dòng)下,由國家環(huán)保部科技司、浙江省環(huán)保廳大力支持,多年致力于高科技環(huán)保產(chǎn)業(yè)的浙江潤豐能源集團(tuán)依靠技術(shù)引進(jìn)、科技創(chuàng)新,由其麾下的浙江南源環(huán)境工程技術(shù)公司實(shí)現(xiàn)了工業(yè)除塵從量變到質(zhì)變的突破。
一場“濕式靜電除塵器”方案論證會(huì)的啟示
2012年6月11日,美麗的杭州西子湖畔。
浙江省能源集團(tuán)所屬六橫電廠建設(shè)工程2×1000MW燃煤發(fā)電機(jī)組應(yīng)用“濕式靜電除塵器”方案論證會(huì),由浙江省環(huán)保廳召集舉行。
20多位國內(nèi)著名專家、學(xué)者蒞臨論證會(huì),其中包括國家環(huán)境科學(xué)院國家大氣污染控制技術(shù)研究中心首席專家張凡主任;國家環(huán)境保護(hù)燃煤大氣污染控制工程技術(shù)中心主任、長江學(xué)者高翔博士;國家環(huán)保產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員莊德安研究員,北京航空航天大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系主任、博士生導(dǎo)師朱天樂教授等。
與會(huì)專家學(xué)者經(jīng)過深入的交流和探討,一致認(rèn)為,由浙江南源環(huán)境工程技術(shù)有限公司提供的濕式靜電除塵技術(shù)具備可以能高效地除去煙氣中的微細(xì)顆粒(PM10、PM2.5)粉塵;有效地除去煙氣中的SO3微液滴;顯著減少煙氣中脫硫石膏的攜帶量等顯著優(yōu)點(diǎn)。
在專家組組長張凡簽字的論證意見書上,確切寫明:
1、該項(xiàng)目地處舟山國家海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展示范區(qū),屬于國家大氣污染聯(lián)防聯(lián)控重點(diǎn)區(qū)域,對環(huán)境質(zhì)量要求嚴(yán)格。為進(jìn)一步降低燃煤電廠顆粒物的排放,在脫硫裝置后采用靜電除塵器非常必要。
2、在國外1000MW 機(jī)組成功應(yīng)用濕式靜電除塵器技術(shù)案例的基礎(chǔ)上,結(jié)合六橫電廠2×1000MW機(jī)組的具體情況,提出的初步方案可行,符合污染物控制技術(shù)的發(fā)展趨勢。
3、濕式靜電除塵器在國外運(yùn)行穩(wěn)定可靠,技術(shù)成熟,并且是一項(xiàng)專有技術(shù),在我國具有應(yīng)用推廣價(jià)值。建議加快技術(shù)引進(jìn)、消化吸收并進(jìn)行創(chuàng)新,推進(jìn)國產(chǎn)化進(jìn)程,降低成本。
這就是說,在我國四大漁場之一的舟山海域,在巨大的燃煤發(fā)電冷卻塔陪伴下,人們盡可以放心地在藍(lán)天白云之下從事無環(huán)境污染公害捕撈。
也就是說,面對當(dāng)今中國嚴(yán)重的大氣污染,國內(nèi)外已擁有科技進(jìn)步手段,有效地改善工業(yè)發(fā)展帶來的環(huán)境難題。
霧霾鎖神州,罪魁禍?zhǔn)资欠蹓m
霧霾、灰霾天氣的成因是復(fù)雜的。細(xì)微顆粒物懸浮在大氣中,造成空氣混濁、能見度降低,從而導(dǎo)致霧霾天氣的出現(xiàn),其中,直徑小于或等于2.5微米,不足人的頭發(fā)絲粗細(xì)1/20的細(xì)顆粒物被稱為PM2.5,也稱為可入肺顆粒物。
PM,英文全稱為particulate matter(顆粒物)??茖W(xué)家用PM2.5表示每立方米空氣中這種顆粒的含量,這個(gè)值越高,就代表空氣污染越嚴(yán)重。
PM2.5的標(biāo)準(zhǔn),是由美國在1997年提出的,主要是為了更有效地監(jiān)測隨著工業(yè)化日益發(fā)達(dá)而出現(xiàn)的、在舊標(biāo)準(zhǔn)中被忽略的對人體有害的細(xì)小顆粒物。PM2.5指數(shù)已經(jīng)成為一個(gè)重要的測控空氣污染程度的指數(shù)。
PM2.5產(chǎn)生的主要來源,是日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放等過程中經(jīng)過燃燒而排放的殘留物,大多含有重金屬等有毒物質(zhì)。一般而言,粒徑2.5微米至10微米的粗顆粒物主要來自道路揚(yáng)塵等;2.5微米以下的細(xì)顆粒物(PM2.5)則主要來自化石燃料的燃燒(如燃煤、機(jī)動(dòng)車尾氣)、揮發(fā)性有機(jī)物等。
我國一次能源以煤炭為主,近十年我國煤炭產(chǎn)量從2001年的14.7億噸增長到2011年的35.2億噸,年均復(fù)合增長率達(dá)9%,其中,工業(yè)生產(chǎn)中的煤炭消費(fèi)一直在我國的總煤炭消費(fèi)中占據(jù)重要地位,常年保持在94%以上。發(fā)電和煉焦是工業(yè)用煤的最主要用途,分別占工業(yè)用煤的50%和15%。燃煤電廠是排放二氧化硫、氮氧化物、煙塵的重要部門,隨著煤炭轉(zhuǎn)換為電力比重的不斷提高,大部分燃煤排放將更多轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏ε欧?。電力二氧化硫排放占全國二氧化硫排放總量的比例?2.4%,氮氧化物排放約占三分之一強(qiáng),煙塵排量占36.7%。控制燃煤電廠煙氣排放,對減少PM2.5,緩解城市空氣質(zhì)量有很大促進(jìn)作用。
現(xiàn)階段,我國90%的電能來自于火力發(fā)電,而火力發(fā)電需要燃燒大量煤炭。2012年,我國工業(yè)用煤炭總消耗量為37億噸左右,火力發(fā)電消耗電煤18.5億噸。在燃燒中,1噸煤燃燒產(chǎn)生30千克煙塵(0.03噸),那么,18.5億噸煤炭燃燒完,大概產(chǎn)生555萬噸煤灰,產(chǎn)生的煤灰中將有千分之五為PM2.5,也就是將產(chǎn)生2.775萬噸的PM2.5。
今年1、2月份,我國PM2.5最嚴(yán)重的地方已經(jīng)超過了1000微克每立方米,而美國平均小于15微克每立方米,沙化最嚴(yán)重的撒哈拉沙漠也只有50~70微克每立方米。全球PM2.5最高的地區(qū)在北非和中國的華北、華東、華中全部。
那么,是不是汽車尾氣的排放造成PM2.5污染如此嚴(yán)重呢?
目前,我國汽車保有量在增加,但總量不是最多,美國仍是汽車保有量最多的國家。2011年底,中國機(jī)動(dòng)車總量為2.19億輛,其中小汽車總量為8000萬輛,美國小汽車總量為2.85億輛,是中國的3.5倍。而中國的PM2.5含量是美國的5倍左右。
還是在2004年,我國城市空氣中的PM2.5含量已經(jīng)名列世界前茅。那時(shí),中國汽車保有量遠(yuǎn)低于美國,但PM2.5遠(yuǎn)高于美國,這說明PM2.5并不主要來源于汽車尾氣排放。
綜上所述,造成中國PM2.5嚴(yán)重超標(biāo)的主要原因?yàn)槿粘0l(fā)電等方方面面的因素(中國是世界第一燃煤大國)。
在城市空氣污染如此嚴(yán)重的今天,為提高空氣質(zhì)量,降低霧霾天氣的幾率,應(yīng)該會(huì)有很多燃煤電廠會(huì)新建在或搬遷到較偏遠(yuǎn)的區(qū)域,以便減少城市污染,方便在煙塵空氣擴(kuò)散。但是,此種方式只能起到搬離污染源的作用,并不能解決煙塵中的PM2.5問題,以及因空氣污染而與電廠周邊居民的不和諧的問題,更不能解決空氣污染問題。
由此看來,如果燃煤發(fā)電廠的粉塵排放量降低,就會(huì)極大地解決上述問題。
濕式靜電除塵技術(shù)為什么能高效除去PM2.5粉塵?
根據(jù)國外公司提供的相關(guān)數(shù)據(jù),采用濕式靜電除塵技術(shù)處理電廠粉塵中的PM2.5,除去效果達(dá)99%??梢?,濕式靜電除塵器擁有其他常規(guī)靜電除塵器所不具有的高效率處理PM2.5的功能。
濕式靜電除塵器的主要工作原理:將水霧噴向放電極和電暈區(qū),水霧在芒刺電極形成的強(qiáng)大的電暈場內(nèi)荷電后分裂進(jìn)一步霧化,電場力、荷電水霧的碰撞攔截、吸附凝并,共同對粉塵粒子起捕集作用,最終粉塵粒子在電場力的驅(qū)動(dòng)下到達(dá)集塵極而被捕集。水在集塵極上形成連續(xù)的水膜,將捕獲的粉塵沖刷到灰斗中隨水排出。濕式靜電除塵技術(shù)是去除PM2.5的最有效手段,是當(dāng)前國際領(lǐng)先水平的除塵環(huán)保技術(shù),在歐美等世界發(fā)達(dá)國家有數(shù)百個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用濕式靜電除塵技術(shù),有效地除去煙氣中的PM2.5粉塵。
因此,濕式靜電除塵能夠高效地去除亞微米粒子、霧滴、粒徑小至0.01μm的微塵,除塵效率根據(jù)運(yùn)行的電場數(shù)不同一般都可達(dá)到99.9%以上。
而據(jù)國外相關(guān)文獻(xiàn)表明,主要產(chǎn)品濕式靜電除塵器對酸霧、有毒重金屬以及PM10,尤其是PM2.5的微細(xì)粉塵有良好的脫除效果,可以使用濕式靜電除塵器來控制電廠的SO3酸霧,具有聯(lián)合脫除的前景。國外濕式靜電除塵器的研究和應(yīng)用證實(shí),在濕法脫硫系統(tǒng)后布置濕式電除塵器可以有效地去除煙氣中的PM2.5粉塵、SO3和汞及氧化物等污染物。
濕式電除塵器作為控制燃煤煙氣PM2.5非常有效的設(shè)備,在發(fā)達(dá)國家的電力等工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。美國BruceMansfield電廠、Mirant’Dickerson電廠等多家電廠測試報(bào)告表明,濕式電除塵器對PM2.5的去除效率均高于95%,粉塵排放濃度低于5mg/Nm3。
現(xiàn)今,國內(nèi)大多數(shù)電廠都設(shè)在郊區(qū),如果電廠的粉塵排放量降低就會(huì)減少大批的搬遷資金。以全國來算,這筆資金將會(huì)以千億元為單位。而濕式靜電除塵器能大幅地降低粉塵的排放量,減少PM2.5的排放,降低霧霾天氣的幾率,從而極大地緩解空氣污染。
此外,濕式靜電除塵技術(shù)不僅在燃煤電廠,還可以應(yīng)用在燃煤鍋爐、化工、冶金等領(lǐng)域,這些在歐美國家的應(yīng)用效果非常理想。如在我國大規(guī)模使用,也將產(chǎn)生巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
科技是解決污染之利器
中國煤儲(chǔ)量世界第一。據(jù)我國第二次煤田預(yù)測資料,埋藏在地層1000米以上的煤炭總資源量為2.6萬億噸,僅山西一地的煤儲(chǔ)量就比世界一些國家總儲(chǔ)量還多。
另一方面,我國又是一個(gè)石油和天然氣相對匱乏的國家,這就決定了在相當(dāng)長的一個(gè)時(shí)期我們的能源動(dòng)力必須依賴于儲(chǔ)量極其豐富的煤炭資源。
既然不能繞開煤電產(chǎn)業(yè),就必須找到解決其污染之道。
基于濕式電除塵在脫除PM2.5方面具有的獨(dú)特優(yōu)勢,在引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國燃煤及發(fā)電行業(yè)的技術(shù)特點(diǎn),南源公司開展了燃煤鍋爐濕式電除塵器的技術(shù)研發(fā)工作,與浙江大學(xué)建立戰(zhàn)略合作關(guān)系,參與國家“863”計(jì)劃中的燃燒煙氣污染物控制的課題,并自主設(shè)計(jì)制造了國內(nèi)領(lǐng)先的濕式電除塵器綜合實(shí)驗(yàn)臺、多功能熱態(tài)除塵試驗(yàn)臺、大型氣流物模試驗(yàn)平臺、理化分析試驗(yàn)臺、CFD數(shù)值模擬仿真研究室等試驗(yàn)研究平臺,實(shí)施濕式靜電除塵器關(guān)鍵部件的國產(chǎn)化生產(chǎn)。環(huán)保部首個(gè)國家級示范項(xiàng)目-浙能所屬六橫電廠2×1000MW燃煤機(jī)組濕式靜電除塵器項(xiàng)目正在實(shí)施。
由南源公司開發(fā)的新型濕式電除塵器,在濕法脫硫之后控制PM2.5、控制SO3酸霧、脫除汞等重金屬,一方面取消了振打,避免了粉塵的二次飛揚(yáng),可將煙塵排放濃度控制在5mg/m3以下,也就是大大降低了PM2.5;另一方面還可以對SO3酸霧、汞等重金屬進(jìn)行有效控制。在電除塵器內(nèi)部通過噴霧增濕,荷電后的SO3酸霧在靜電凝聚作用下粒徑增大,被捕集于極板并與水膜形成稀酸,去除效率可達(dá)95%以上。同時(shí),基于電除塵器內(nèi)部過飽和環(huán)境和靜電脫除效應(yīng),對煙氣中顆粒汞、氧化汞的脫除效率高達(dá)60%以上。
此外,新型濕式電除塵器可與濕法煙氣脫硫設(shè)備組合,解決脫硫后的煙氣排放問題,并可應(yīng)用于氨法脫硫后脫除酸霧氣溶膠、麻石水膜除塵器提效改造、鋼鐵行業(yè)微細(xì)顆粒物捕集,還可應(yīng)用在陶瓷、玻璃、冶金等窯爐的消煙除塵、減排PM2.5上。
作為高科技環(huán)保產(chǎn)業(yè)的探路者,南源公司希望在專項(xiàng)資金支持環(huán)保裝備企業(yè)推廣應(yīng)用新技術(shù)環(huán)保設(shè)備、企業(yè)購買環(huán)保設(shè)備增值稅可抵扣額大幅增加、發(fā)電企業(yè)通過除塵電價(jià)方式補(bǔ)貼和提高推廣力度等方面獲得政府的支持。