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刘科治霾先治散烧煤和柴油机流量

发布时间:2019-11-20 18:52:41 阅读: 来源:收纳柜厂家

刘科:治霾先治散烧煤和柴油机

对治理雾霾,全国上下无论民众、行业及政府都表现出急迫性。但急也无用,首先要搞清雾霾形成的主要原因,再谈如何治理。

对雾霾贡献最大的是占到其约50%的“二次颗粒”,即化石燃料燃烧尾气中的气态污染物和挥发性有机物进入大气后,在一定的水雾状态下与空气中的氨等物质发生气溶胶反应形成的颗粒。因此要去除雾霾,就要减低这些污染物的排放。

首要问题是治理散烧煤污染。

目前我国每年耗约4.7亿吨石油,约36亿吨煤。以煤炭为主的能源结构短期无法改变,因此治理燃煤污染就成为当下的首要问题。大电厂按规定都需安装脱硫、脱硝和脱粉尘设备,脱除率达到90%以上。若集中燃煤,尾气中的污染物可以控制到和天然气燃烧相近甚至更低的程度。世界平均煤炭集中利用度是60%左右,欧美日等能达到90%以上,而我国煤炭集中利用度不到50%。我国有近70万台中小锅炉散烧约18亿吨煤,不可能在每一台后面安装脱硫脱硝装置。散烧一吨煤的污染是大型锅炉减排(>90%)后的10倍以上;散烧18亿吨煤的排放相当于180亿吨以上集中燃烧产生的污染。

因此,散烧煤是“雾霾”最重要的成因之一,如何使近70万台中小锅炉清洁“变身”是解决雾霾的关键,就此可有三个不同层面的解决方案:

第一,增加集中燃煤,热电连产,同时加大环保执法力度,保证集中燃煤装置尾气排放达标,通过立法和加强环保执法,迫使中小燃煤锅炉逐步转型或淘汰。

第二,中国地域广大,不大可能100%集中燃煤。对无法集中,但条件适合的地区可实行“煤转气”。我国天然气供应无法满足需求,即使2018年按照计划与俄罗斯的天然气供货合同能够顺利执行,到时从俄罗斯进口的天然气也将只占国内用气量约20%。在煤和水资源比较丰富的地方用“煤制天然气”技术将煤转化为天然气,同时集中脱除所有污染物,将清洁的天然气产品通过管道输送到千家万户,也是解决散烧煤污染的另一选项。“煤制气”并不能适用于所有地区,但比在每台中小锅炉后面加装脱硫脱硝装置更可行。

第三,在无法集中燃煤也不适合煤制天然气的地方,在燃烧之前进行“炼煤”,即将煤中的灰分、无机硫和杂质通过洗煤去除,然后通过煤的热解,脱除部分有机硫。最终得到的液体产品可以进一步加氢制作成清洁柴油;其气体产品(焦炉气)可以进一步转化成天然气;固体产品已经过脱硫,成为洁净煤。因其燃烧时火苗与天然气一样是蓝色的,人们也称之为“蓝炭”。上述“炼煤”过程能够将煤炭转化为清洁的气体、液体和固体燃料,之后再去燃烧就大幅降低了污染。虽然“炼煤”会增加使用成本,但仍比在每台中小锅炉后面加装排放控制装置更经济有效,并且是在前两种方案都行不通的情况下不得已而为之的选项。实际上,“炼煤”还是要比进口LNG(液化天然气),或用风能、太阳能和核能便宜得多。

治理散烧煤之外,还要降低柴油机排放。

各种车辆排放的污染物大约占雾霾的25%左右(包括一次和二次颗粒)。由于使用高硫柴油,以及没有安装柴油发动机尾气处理系统,国内柴油发动机的污染物排放较高。中国每年消耗约2亿吨柴油,因此柴油机减排就是散烧煤之后雾霾产生的第二要素。

降低柴油机的排放可从两个方面着手:

一是清洁的超低硫柴油。欧洲约50%的新车为柴油车,并普遍使用了超低硫柴油(<10ppm),故其污染很低。而国内柴油中硫含量远高于欧美。这样,即使车辆装了颗粒过滤器和尾气脱硝系统,尾气中的污染物也难以得到控制。劣质柴油还会对尾气处理系统造成损坏,因此油品升级是控制柴油机污染的关键。目前已有技术可以用较低投资,帮助中国炼化企业生产出满足国V标准的超低硫柴油产品,并已取得了良好的经济及社会效益。

除了上面提到的柴油脱硫,柴油机尾气处理的另一个方面是脱除氮氧化物和颗粒物。这需要安装颗粒过滤器和SCR脱硝系统。国际上最新的脱硝催化剂,可以帮助降低燃油消耗,加之其重量轻,在减排的同时,可进一步帮助车辆减重提高整车燃油经济性。

总之在发展风能、太阳能、水能和核能的同时,我们相信以上所提供的方案是针对中国特有的资源情况,在目前更加经济可行并可持续的治理办法。虽然雾霾治理有很多的方案,但是想在短期内改变现状并不容易,这需要政府以强大的改革决心和毅力进行顶层设计,需要每一位公民的积极努力和配合。抱怨没用,只要我们在充分利用以上经济实用技术的同时,加强我国的环保执法力度,相信蓝天和碧水必会重现中国大地。▲(作者是国家特聘专家,国家千人计划化学化工专委会主任)

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