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三论湿法烟气脱硫可能为引起全国性雾霾的主要原因教学讲义.pptx

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三论湿法烟气脱硫可能为引起全国性雾霾的主要原因教学讲义.pptx

三论湿法烟气脱硫可能为引起全国性雾霾的主要原因——据物质平衡计算湿法脱硫新增进入大气的颗粒浓度缪正清上海交通大学2014-7-9摘 要 雾霾已经成为我国当前最严重的环境污染,引起国家高度重视。但是,关于雾霾的来源与成因至今没有探明,这不仅影响到未来雾霾问题治理的经济投入和效果,而且也影响到环保发展的方向和政策法规的制定。由于这是一项巨大的国家工程,牵一发而动全身,因此,必须首先研究清楚我国雾霾的成因 ,才能为雾霾的治理找到最经济而有效的技术途径。本文在之前两次分析湿法脱硫可能成为全国性雾霾观点分析的基础上,进一步论证这一分析,希望起抛砖引玉的作用,引起学术界更多的讨论。关键词:雾霾,湿法烟气脱硫,PM2.5前 言今天中国的雾霾无论是城市还是农村,无论是秋冬还是春夏,无论是高空还是近地,不时被灰漫漫、雾茫茫笼罩。空气质量指数100以上,已成常态。值得注意的是就在三年以前我国的大气质量还没有严重到这一地步。这是值得深思的现象。一个共识是,环境污染与能源的利用有直接关系。注意到,工业污染在三年内通过治理,有所好转。三年里我国的汽车拥有量确实有了较快的增长。三年里电力行业的环保力度空前,主要是湿法烟气脱硫全面完成、近1-2年来烟气脱硝也开始规模化推进。尽管汽车排放造成对大气污染的贡献率存在很大的争议,但是,普遍认为在我国近年的严重雾霾事件中,汽车的污染贡献率至多不超过30%,第一位的无疑是与煤炭的利用有关。而与煤炭利用关系的分析中,存在很多模糊的认识。笼统的认为煤炭利用直接造成雾霾是不符合真实的。前 言按照笔者的观点,雾霾主因是电力行业推行的湿法脱硫的环保工程,在取得脱硫、脱硝的环保效果的同时,无意而实际地把原来排向大气的气态污染物SO2、NOx,在转化为固体硫酸盐与硝酸盐的同时,由于受到脱除工艺的影响,石灰溶液通过雾化喷嘴雾化成细微的雾滴与烟气中的SO2、NOx反应生成硫酸盐与硝酸盐颗粒的同时,除了较大的液滴携带硫酸盐与硝酸盐在除雾塔内被除下,较小直径的雾滴被烟气机械携带和饱和,液滴带着硫酸盐与硝酸盐颗粒进入烟气,并且以雾霾的方式通过烟囱排向大气。即使由于机械携带不能精确计算,加以忽略,由于烟气饱和液体的量可以计算,因此,由此携带的颗粒也可以定量计算。1. 湿法脱硫前后排向大气的污染物分析大众可能对于环保只有一个笼统的认识,认为电力行业的环保国家投资呈天文数字,工程浩大,全国开展得轰轰烈烈,所以,绝不会怀疑它的成效,更不会想象这样的环保路线会出现什么偏差,甚至导致另一种更严重的环境污染事件。事实上,近年来突发性与全国性的严重雾霾非常可能的原因就是与电力行业中迅速推广的湿法烟气脱硫工程有关。湿法脱硫前后有两点本质的差别:(1) 湿法脱硫之前,电厂造成的主要大气污染物:一种是固体颗粒,主要是经过除尘器除尘后逸出的 干细灰,另一种是气体污染物,即二氧化硫气体和氮氧化物气体。后者进入大气后如遇下雨形成硫酸和硝酸。通常, 细灰相对较粗(大部分属于PM2.5-PM10,PM2.5以下为少数),空气干燥,易于沉降。因此,这一阶段大气可以感觉到的污染主要是酸雨污染。1. 湿法脱硫前后排向大气的污染物分析2) 湿法脱硫之后,电厂造成的主要大气污染物:尽管95%以上的气体污染物SO2与NOx 已经被脱硫、脱硝工艺转化成硫酸盐与硝酸盐,但是,在高效转化工艺中,未能达到高效收集(或者说脱硫、脱硝后硫酸盐与硝酸盐的高效反应与脱除本身是一对突出的矛盾,反应效率越高,脱除效率越低!),因此,脱硫、脱硝工艺增加了排向大气的硫酸盐与硝酸盐固体颗粒,这些颗粒不仅粒径细(最细达到分子级),而且数量巨大(下面具体计算)。3)湿法脱硫使用的补充水,几乎全部通过烟囱进入大气,其副作用有两个,其一作为石灰(氢氧化钙)和石膏(硫酸钙)分子与颗粒进入烟气的载体,其二,将所有离开烟囱细颗粒(PM2.5)雾化成霾进入大气,使细颗粒长久停留于大气中,极大地增加了PM2.5在大气中的浓度。这部分颗粒可能是PM2.5的主要成分。4)大量的水蒸汽与脱硫、脱硝颗粒成为大气雾霾的直接根源,其它的所谓二次污染物与之相比,甚至可以忽略不计。5)主要原因清楚后,才会制定有效措施、取得快速而有效的治理效果。否则,不仅浪费财力、而且不会有明显的治理效果。2.前两次观点回顾2013年12月22日笔者发表了《雾霾寻源》,提出了由于我国电力用煤数量庞大,又不经洗煤,经过电站锅炉燃烧后的煤灰细颗粒经除尘器除尘后,排向大气的极细颗粒(10微米以下,相当部分为PM2.5颗粒),由于经过湿法除尘后水雾的携带,成为气溶胶进入大气,直接形成雾霾,经过对于全国火电耗煤量及其卫星测量的全国污染区域的面积测算,得到电厂溢出PM2.5飞灰在大气中的平均浓度达到53微克/m3;2014.1.19笔者又发表了《再论湿法烟气脱硫

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