我國大氣污染嚴重,污染廢氣排放總量處於較高水平。為控制和整治大氣污染,“九五”以來,我國在污染排放控制技術等方面開展瞭大量研究開發工作,取得瞭許多新的成果,大氣污染的防治也取得重要進展。在“八五”、“九五”期間,國傢辟出專款開展全球氣候變化預測、影響和對策研究,在溫室氣體排放和溫室效應機理、海洋對全球氣候變化的影響、氣候變化對社會經濟與自然資源的影響等方面取得很大進展。近年來,我國環境監測能力有瞭很大提高,初步形成瞭具有中國特色的環境監測技術和管理體系,環境監測工作的進展明顯。前 言
我國國民經濟的高速發展推動瞭我國環保科技研究領域不斷拓展,我國早期的環境科學偏重單純研究污染引起的環境問題,現在擴展到全面研究生態系統、自然資源保護和全球性環境問題;特別是污染防治,由工業“三廢”治理技術,擴展到綜合防治技術,由點源的治理技術,擴展到區域性綜合防治技術,並研究開發瞭無廢少廢的清潔生產工藝、廢物資源化技術等。
在大氣污染防治技術的研究開發方面,近年來我國取得眾多成果,與此同時,如表1所列,大氣污染的治理也取得瞭很大進展。表1 近年我國大氣污染治理取得的一些進展[1]
大氣污染防治 1995年 1996年 1997年 1998年 1999年 2000年控制區數(個) 3002 2319 2339 2446 2364 2718
煙塵控制區面積
(平方公裡) 12532 12961 15791 13796 16000 18000
“九五”期間全國主要污染物排放總量控制計劃基本完成。在國內生產總值年均增長8.3%的情況下,在大氣污染防治方面,2000年全國二氧化硫、煙塵、工業粉塵等項主要污染物的排放總量比“八五”末期分別下降瞭10?15%。全國23萬多傢有污染的工業企業中,90%以上的企業實現瞭主要污染物達標排放。46個考核的環境保護重點城市中,25個城市實現瞭大氣質量按功能分區達標,有19個城市(區)被授予國傢環境保護模范城市(區)。
重點區域的污染治理也取得瞭階段性成果。“兩控區”二氧化硫排放總量降低,酸雨范圍和頻率得到控制,保持穩定。北京市環境治理初見成效。重點區域的污染治理帶動瞭全國污染防治工作的全面展開[2]。1 大氣污染防治技術
為控制和整治大氣污染,“九五”以來,我國在煤炭潔凈加工開發技術、煤炭潔凈高效燃燒技術、煤炭潔凈轉化技術、污染排放控制技術等方面開展瞭大量研究和開發,取得瞭許多新的成果。與此同時,我國大氣污染的防治也取得重要進展。酸雨和二氧化硫控制區的污染防治工作已深入展開。“兩控區”內175個地市和電力、煤炭等行業編制瞭二氧化硫污染防治規劃。關停小火電機組198臺(裝機容量208萬千瓦)。8個省、自治區、直轄市開始限制燃煤含硫量。目前,“兩控區”年削減二氧化硫排放量近80萬噸,93個城市二氧化硫的濃度達到國傢環境質量標準[3]。
如果中國的燃煤電站的煙氣排放要達到目前發達國傢規定的水平,SO2的排放量將從每年680萬噸下降至170萬噸,NOx的排放量將從100%下降至30%,CO2也將減排2500萬噸。中國控制和整治大氣污染任重而道遠。2,石灰石/石膏法 2,爐內噴鈣尾部增濕活化
(LIFAC與LIMB) 法
3,雙堿法 3,循環流化床脫硫技術5,韋爾曼―洛德 5,電子束照射(EBA)法燃燒後煙氣脫硫技術是當前世界唯一大規模商業化應用的脫硫方式,是控制SO2污染和酸雨的主要技術手段。而煙氣脫硫被認為是控制SO2最行之有效的途徑。煙氣脫硫主要有濕法、半幹法、幹法和硫氮聯脫法等。目前世界上采用煙氣脫硫系統最多的國傢為美國、日本和德國。各國目前采用的各種主要煙氣脫硫技術列於表2。其中,濕式石灰石-石膏法、噴霧幹燥法、LIFAC法、CDSI法是工藝成熟、應用較廣的煙氣脫硫方法,其工藝流程和經濟性能比較列於表3。
表3幾種煙氣脫硫(FGD)工藝經濟性能比較[4]
工藝流程 濕式石灰石-石膏法 噴霧幹燥法 LIFAC法 CDSI 法
適用煤種含硫量(%) >1.5 1-3 <2 <2
Ca/S 1.1 1.5 2.0 1.5脫硫成效(%) >90 80-85 70-75 60-70
投資占電脫硫費用設備占地面積 大 中 小 極小
灰渣狀態 濕 幹 幹 幹
煙氣再熱 需 無需 無需 無需
目前,世界上運行著500座以上的煙氣脫硫裝置。而其中90%以上(按機組容量計)為濕法脫硫工藝。發達國傢大型燃煤鍋爐幾乎都配備有效率在95%以上的濕法脫硫設備,中小鍋爐也采取瞭經濟可行的脫硫措施,包括爐內噴鈣及增濕活化脫硫工藝。半幹法旋轉噴霧法、爐內噴吸收劑――增濕活化脫硫工藝在歐洲應用較多。流化床燃燒技術在燃燒過程中有效控制SO2和NOx的生成,日益受到重視。日本開展利用表面熱處理後的活性炭纖維(ACF)對煙道氣進行脫硫、脫氮的試驗研究,取得瞭很好效果。利用ACF凈化煙道氣的技術屬於半幹式氧化型,其優點是:脫硫、脫氮反應在常溫下進行,副產的硫酸、硫酸鹽及硝酸、硝酸鹽等可以獲得連續回收。這種燃煤鍋爐煙氣脫硫、脫氮技術不僅具有較高的脫硫、脫氮性能,而且用水量少,所需設備簡單,目前正在進行實用化研究。二氧化硫不僅在大氣中形成酸雨,造成空氣污染,而且嚴重腐蝕鍋爐尾部設備,影響生產和安全運行。電站鍋爐是我國二氧化硫的主要排放源,它的特點是煙氣量大,SO2濃度低,綜合利用難度大。在電站煙氣脫硫的運行費中,脫硫劑的費用占有很高比例。我國發電用煤的平均含硫量高達1.15%,因此,電站煙氣脫硫對我國來說更為重要。
我國燃煤二氧化硫控制技術的研究開發始於20世紀60年代初,其後規模不斷擴大。“七五”期間,工業型煤開發、燃煤固硫新型循環床鍋爐技術開發、火電廠排煙脫硫技術研究等列入國傢科技攻關計劃;“八五”期間,循環床燃燒脫硫技術完善化及工程配套應用技術研究、工業型煤固硫技術完善化及工業應用研究、濕式脫硫除塵技術研究、噴鈣脫硫成套技術開發等列入國傢科技攻關計劃;“九五”期間,又把燃煤煙氣二氧化硫控制關鍵技術及設備研究列入科技攻關計劃。對於燃煤煙氣凈化技術,近年來,我國在基礎研究和中小鍋爐煙氣凈化技術方面取得瞭一定進展。為提高脫硫劑的脫硫效率,在Ca(OH)2中加入易潮解鹽和堿,或用燃燒飛灰和Ca(OH)2的水合物作吸著劑,或用活性焦或活性炭作吸附劑,在實驗室研究中都取得一定成果。適合中小型鍋爐的網膜塔除塵脫硫系統、雙擊式除塵脫硫工藝、旋轉噴霧半幹法煙氣脫硫小型試驗裝置等都取得初步成效[5,6]。
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