霧霾,這個2013年的年度關(guān)鍵詞,,自發(fā)布以來就緊抓人們視線,,深深地刺痛著全社會的神經(jīng),秋冬季的大氣污染也必定少不了它的出場,。 為了加強大氣環(huán)境治理,,近年來國內(nèi)水泥行業(yè)不斷升級大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。特別是今年,,國內(nèi)不少省市相繼出臺差異化錯峰生產(chǎn)計劃,,滿足超低排放的水泥企業(yè)可以不用參加或減少錯峰生產(chǎn),,水泥企業(yè)環(huán)保升級步伐大大加快,。據(jù)中國水泥網(wǎng)報道,目前包括河南在內(nèi)的不少地區(qū)水泥企業(yè)均表示已經(jīng)完成超低排放改造,。 然而,,眾所周知,水泥行業(yè)三大污染物“粉塵,、二氧化硫,、氮氧化物”中,氮氧化物超低排放治理難度最大,。目前氮氧化物治理主要分為“脫硝技改+SNCR”以及SCR兩種方案,,其中SCR技術(shù)雖有國內(nèi)案例,但運行時間尚不足一年,,使用效果有待進(jìn)一步驗證,。故而,國內(nèi)現(xiàn)有水泥企業(yè)多數(shù)采用“脫硝技改+SNCR”控制氮氧化物排放量,,但是SNCR技術(shù)也存在一大弊端,,就是筆者今天要提到的“氨逃逸”問題。 不同于SCR(選擇性催化還原)技術(shù)90%以上的脫硝效率,,SNCR(非選擇性催化還原)脫硝效率通常在40%-60%之間,,氨逃逸問題不可避免,而氨本身無論是生產(chǎn)還是排放到大氣中都會對環(huán)境造成污染,。另外,,需要指出的是,在實現(xiàn)超低排放就可不用參加錯峰生產(chǎn)的“誘惑”下,不排除部分水泥企業(yè)為了讓氮氧化物排放量達(dá)到超低排放要求,,過量甚至大幅超量噴氨水的情況出現(xiàn),。如此不但造成巨大的資源浪費,更會大大增加水泥廠氮氧化物治理過程中的“氨逃逸”問題,。 有意思的是,,有消息稱,國內(nèi)北方某推行超低排放的省區(qū),,目前氨水用量大增,,部分地區(qū)甚至出現(xiàn)斷貨局面,產(chǎn)生水泥行業(yè)與農(nóng)業(yè)爭氨的情況,。若此傳言為真,,筆者對于可能存在的片面追求氮氧化物超低排放,造成氨逃逸問題表示擔(dān)憂,。 那么,,水泥行業(yè)超潔凈排放在治理霧霾過程中扮演的是什么角色?除了氮氧化物,,還有哪些忽視的因素值得咱們水泥人重視,?接下來,筆者為大家一一解答,,希望能夠引起相關(guān)部門重視,,在制定超低排放政策的同時,還應(yīng)考慮水泥企業(yè)實施難度,,并且真正重視起“氨逃逸”問題,,盡快出臺相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),對水泥廠“氨逃逸”量提出限定指標(biāo),。 霧霾問題被忽視的“兇手”--氨氣 霧霾的源頭多種多樣,,比如汽車尾氣、工業(yè)排放,、建筑揚塵,、垃圾焚燒,甚至火山噴發(fā)等等,,霧霾天氣通常是多種污染源混合作用形成的,,但各地區(qū)的霧霾天氣中,不同污染源的作用程度各有差異,。 然而,,這不是中國空氣污染答案的全部。 研究表明,,還有一個重要污染源,,一直被社會忽視,,卻是中國空氣污染拼圖中極重要的一塊,更是PM2.5指數(shù)被持續(xù)推高的重要密碼--氨氣污染,。 氨,,NH3,無色氣體,,惡臭,,極易溶于水,是制造化肥,、炸藥的重要原料,。氨與酸反應(yīng)生成的銨鹽,其質(zhì)量濃度是科學(xué)家衡量氨對空氣以及PM2.5影響的方法之一,。 最主要的兩種銨鹽--硫酸銨,、硝酸銨,在PM2.5中的占比能有多高,?多年從事PM2.5源解析研究的專家解釋:從全國平均水平來看,,在輕污染天氣中,兩者的質(zhì)量濃度總和大約占PM2.5的20%以下,,但在重污染天里,,則劇升至40%以上。 更多學(xué)者的研究支持這一看法:重污染天氣中,,硫酸銨,、硝酸銨的質(zhì)量總和約占PM2.5的40%-60%,越嚴(yán)重的污染天氣,,比例越高。 作為大氣中唯一的堿性氣體,,氨氣可以同水及酸性物質(zhì)反應(yīng),。正是這種獨特的化學(xué)特性,使氨氣扮演了“壞空氣推手”的角色,。對此,,有專家表示,1體積水能溶解700體積的氨,,這意味著當(dāng)大氣濕度增高時,,氨更容易與水進(jìn)行反應(yīng),水又吸收了二氧化硫和二氧化氮,,變成液相的亞硫酸和亞硝酸,。在合適的氧化反應(yīng)條件下,亞硫酸,、亞硝酸就會轉(zhuǎn)化成硫酸,、硝酸,,與氨發(fā)生中和反應(yīng),生成顆粒態(tài)的硫酸銨,、硝酸銨,,成為了PM2.5。 硫酸銨,、硝酸銨等的形成,,需要空氣中有足夠多的氨氣。問題由此而生:中國空氣中大量的氨氣從何而來,? 研究發(fā)現(xiàn),,我國區(qū)域氨氣排放源上升快、影響大,,可能來源于近海養(yǎng)殖,、畜牧業(yè)、農(nóng)業(yè),、汽車(三元催化過量),、工業(yè)脫硝(還原劑用氨水或尿素過量)等。我國在近20年時間里,,一直是全球最大的氨排放國,。 更嚴(yán)重的問題在于,盡管中國近年開始走上環(huán)境治理之路,,但氨污染并不在治理之列,。在我們所熟知的水泥行業(yè),雖然對氮氧化物排放量提出了越來越嚴(yán)格的指標(biāo),,但是對脫除氮氧化物的主要原料---“氨水”造成的“氨逃逸”卻至今未出臺明確的標(biāo)準(zhǔn),,此問題讓筆者甚是擔(dān)憂。 水泥行業(yè)的氮氧化物減排VS氨氣污染 由于對水泥窯燒成系統(tǒng)的研究還處在較為粗放的狀態(tài),,當(dāng)前國內(nèi)水泥行業(yè)對窯內(nèi)工況和氮氧化物的生成機理,,仍然存在很多的不足。氮氧化物的來源是多方面的,,影響因素眾多,,在氮氧化物減排技術(shù)領(lǐng)域,現(xiàn)有主要技術(shù)包括SCR,、SNCR,、分級燃燒等方式。 SCR選擇性催化還原技術(shù),,是目前世界上的脫硝主打技術(shù),。以氨水或尿素為脫硝劑,在吸收塔內(nèi)的催化劑作用下作催化選擇吸收,,脫硝率可達(dá)90%以上,。 SNCR技術(shù)是利用分解爐內(nèi)合適的溫度空間(900℃~1 100℃),,向其內(nèi)噴入氨水混合物,在此溫度下,,氨(NH3)與煙氣中NOx反應(yīng)生成N2和H2O,。脫硝率一般為40%-60%,氨水消耗量巨大,,NH3的逃逸率較高,,可達(dá)SCR的3倍以上。 當(dāng)前國內(nèi)水泥企業(yè)基本上已經(jīng)完成SNCR脫硝建設(shè),,該技術(shù)采用大量氨水作為氮氧化物還原劑,,氨水在生產(chǎn)、運輸,、儲存和使用過程中都極易造成泄露,,對大氣環(huán)境帶來嚴(yán)重污染。 故而,,當(dāng)前的水泥行業(yè)其實面臨一個相對矛盾的問題,,利用氨水脫硝可以減少氮氧化物排放量,但是“氨逃逸”問題難以解決,,且氨水的生產(chǎn)本身就是高耗能,、高污染過程,運輸,、儲存和使用也會造成“氨逃逸”,。 基于這樣的問題,水泥企業(yè)應(yīng)該加強對氨水運輸,、儲存的管理,,同時提升氨水利用效率,減少“氨逃逸”,。 氨逃逸將何去何從,? 在當(dāng)前的環(huán)保形勢下,水泥企業(yè)降低污染物排放是外在環(huán)境的必然要求,;同時,隨著水泥工業(yè)技術(shù)的迭代,,更低的能耗和排放標(biāo)準(zhǔn)也是行業(yè)升級的必然趨勢,。 對于水泥企業(yè)而言,從經(jīng)濟角度分析,,SCR技術(shù)僅改造成本預(yù)期就高達(dá)3000萬以上,,另外還有催化劑的耗費,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于“SNCR+源頭治理”費用,。其次,,在低氮燃燒和分級燃燒的基礎(chǔ)上,,結(jié)合SNCR,在穩(wěn)定的窯況下部分企業(yè)也可滿足當(dāng)前的氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn),。綜合上述原因,,目前國內(nèi)不少水泥企業(yè)選擇通過“SNCR+源頭治理”的方式來實現(xiàn)降低氨氧化物排放的要求,但由此帶來的弊端則是,,氨逃逸問題可能加重,。 為何在環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)苛的如今,氨氣污染尚未引起水泥企業(yè)的警覺,? 一方面,,標(biāo)準(zhǔn)缺失。水泥窯燒成系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)差距,,以及工況環(huán)境,,原燃料差異、治理難度差異甚至操作人員水平等因素都影響了氨逃逸量的不同,,而目前國家以及地方政府也尚未出臺水泥行業(yè)氨逃逸量檢測的具體標(biāo)準(zhǔn),。 另一方面,據(jù)業(yè)內(nèi)人士透露,,當(dāng)前不少水泥企業(yè)氨逃逸量在8mg/m3-10mg/m3之間,,相對于粉塵、氮氧化物的大排放,,氨逃逸似乎顯得有些“小兒科”,,這或許也是水泥企業(yè)忽視它的原因之一。 但需要引起重視的是,,在國家“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”,、環(huán)保督察等一系列環(huán)保舉措不斷全面深化,超低排放成為行業(yè)大趨勢的背景下,,水泥企業(yè)對待氨逃逸問題應(yīng)提前布局,,未雨綢繆。 首先,,水泥企業(yè)應(yīng)加強自身對于氨逃逸問題的重視度,,在氮氧化物減排方面,選擇合理有效的方式,,譬如脫氮效率更高,、氨逃逸率更低的SCR技術(shù),而不是一昧地通過大量噴氨水的方式來達(dá)到“拆東墻補西墻”的效果,。 其次,,協(xié)會及行業(yè)龍頭企業(yè)應(yīng)起到引導(dǎo)作用,并建議相關(guān)部門出臺符合實際的氨逃逸檢測標(biāo)準(zhǔn),,并將標(biāo)準(zhǔn)列入環(huán)??己藯l目之一,,通過對“氨逃逸”的實時監(jiān)測分析,降低氨污染問題,。 然后,,通過水泥行業(yè)的整體努力,將氨氣污染上升至國家大氣污染治理的高度,,推動我國大氣污染邁入一個全新臺階,,這不僅是改善行業(yè)面貌的重要舉措,也是治理“霧霾”,,還子孫后代一片藍(lán)天白云的必由之路,。 最后,筆者要指出的是,,氮氧化物超低排放固然值得推廣,,但是背后隱藏的風(fēng)險更應(yīng)注意,本著實事求是的態(tài)度,,業(yè)內(nèi)及相關(guān)部門應(yīng)該將解決“氨逃逸”問題提上議事日程了,。 |
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