電力、鋼鐵等行業煙氣脫硫脫硝必要性分析

王元芳 徐 斐

（淄博市環境保護局污染物總量控制辦公室，山東 淄博 255000）

1 二氧化硫、氮氧化物的排放量

大多數電力、鋼鐵、水泥等行業利用煤炭作為燃料，在煤炭燃燒過程中會排放大量的二氧化硫、氮氧化物等污染物，若未經處理直接排入到大氣中，將會造成嚴重的環境污染。如果電力、鋼鐵等行業一年的煤炭消耗量為1000萬噸，所用煤炭的平均硫份取1.5%，二氧化硫釋放系數取1.7，則二氧化硫排放量為25.5萬噸；經過脫硫設施處理后（脫硫效率取70%），則二氧化硫的排放量約為7.65萬噸。氮氧化物排放不僅來源于電力、水泥等行業，交通運輸業亦是一個重要的來源。如果電力、水泥等行業一年的煤炭消耗量為1000萬噸，氮氧化物排污系數按電力行業最低值4.93千克/噸煤取值，則氮氧化物排放量為4.93萬噸；經過脫硝設施處理后（脫硝效率取70%），則氮氧化物排放量為1.48萬噸。經過計算可以發現，電力、鋼鐵、水泥等行業所排放煙氣經過脫硫脫硝設施處理后排放的大氣污染物明顯降低。此外每年交通運輸業排放的氮氧化物將近2萬噸。

如此之多的二氧化硫和氮氧化物排放到大氣中，不僅直接危害人體健康和大氣環境，更會形成二次污染PM2.5，對人類和環境造成更大的傷害。因此，對于上述行業，相應的脫硫脫硝工藝是必備的污染治理工藝。

2 二次污染PM2.5的產生

PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5μm的顆粒物，亦稱為可入肺顆粒物。它的來源分為自然和人類活動兩種。自然來源包括火山噴發的煙塵、被風吹起的土壤顆粒以及流星燃燒所產生的細小微粒和宇宙塵埃等。而最主要的來源卻是人類活動，煤炭、石油及其他礦物燃燒產生的廢氣，以及機動車產生的尾氣，包括排放到空氣中的煙粉塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等，經過一系列光化學反應形成的二次污染物。

化工、陶瓷、建材、鋼鐵、紡織、火電等行業對淄博市的空氣環境產生很大的影響。例如鋼鐵、焦化、火電等企業的燃煤鍋爐排放大量的煙塵、煙塵和二氧化硫；水泥、碳酸鈣等生產加工企業排放大量的粉塵；日益增多的機動車導致氮氧化物等逐年增加。在工業生產、日常發電、機動車尾氣排放等過程中，還會排放大量包含重金屬、揮發性有機物等有害物質的燃燒殘留物；這些細微顆粒物均是PM2.5的重要來源之一。而上述行業所排放的氮氧化物等氣態污染物卻是PM2.5的另一個重要來源。氮氧化物等氣態污染物在大氣中經過復雜的光化學反應會生成PM2.5，因此控制氮氧化物等氣態污染物是控制PM2.5產生量的重要一環。

在大氣中氮氧化物具有多重環境效應：經過一系列化學反應會產生光化學煙霧；還會導致區域臭氧污染加重；另外，氮氧化物也是酸雨的成因之一，我國酸雨正由硫酸型酸雨向硫酸復合型過渡；氮氧化物排放量的增加引起的氮沉降成為我國水體富營養化的重要原因之一。以上這些均對人體健康和生態環境造成影響。但是當地面上特別是在900～1000公尺的高度形成了低溫層時，大地上方就好像覆蓋了一個蓋子；此時空氣中的氮氧化物、硫酸鹽、硝酸鹽、揮發性有機物等成分會很快聚集形成細小的二次顆粒物，即PM2.5，嚴重時會引發大范圍的灰霾天氣，對人體健康和生態環境造成嚴重影響。

3 PM2.5的危害

與PM10相比，雖然PM2.5只是大氣成分中含量很少的組分；但PM2.5粒徑小，在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，對空氣質量以及能見度等均有重要的影響，對人體健康和大氣環境質量更會造成更大的負面影響。

世界衛生組織認為PM2.5低于10才是安全范圍，可我國華北、華東和華中地區PM2.5密度指數接近80，大大超過了安全值；若長期生活在這樣的環境里，人類的身體健康將會受到很大的影響。

4 必要性及處理措施

PM2.5已成為表征空氣污染程度的一個重要指數。控制二氧化硫、氮氧化物的排放量對控制PM2.5、防治二次污染有著重要的意義。不同地區的PM2.5是不一樣的，污染物來源決定了它的結構及毒性。通過測控某一區域、某一時段的PM2.5中何種成分占主要部分，即可得知該地區該時段排放的主要污染物。如果含硫成分較高，就說明電廠脫硫問題沒得到解決。如果以硝酸鹽為主，就說明電廠脫硝問題沒得到解決。如果揮發性有機化合物占主要部分，就說明化工及機動 車尾氣排放最嚴重。因此根據該區域PM2.5的測控數據就可以確定污染治理重點。

控制氮氧化物等大氣污染物對改善城市空氣質量以及人類身體健康意義重大。2012年2月29日，國務院常務會議同意發布的《環境空氣質量標準》中不僅增設了PM2.5濃度限值，還增設臭氧8小時平均濃度限值，收緊了二氧化氮的濃度限值，這對今后氮氧化物的控制提出了新的挑戰。因此必須從以下兩個方面嚴格控制氮氧化物的排放：

首先是控制固定源排放，確保重點減排行業全部實施脫硝技術，積極研發低氮燃燒技術。對于火電、水泥、鋼鐵、工業鍋爐等重點行業采取強化排放標準、加強在線監測等措施，才能有效遏制氮氧化物的排放。

其次是控制移動源排放，即機動車尾氣的排放控制。重點加強重型柴油車排放控制，重型柴油車氮氧化物排放是占機動車總排放的60%以上。對于城市公交車和市政車輛，大力推廣對環境友好的新能源車，比如混合動力技術、電動車和天然氣車等。加快老舊高排放車淘汰，通過實施環保標志制度，將綠標車和黃標車區分，通過限行、經濟激勵等多種手段加速淘汰高 車齡、高里程、高排放的黃標車。盡快加嚴油品質量標準，通過降低汽柴油中的硫含量，可減少機動車排放的氮氧化物和PM2.5污染。

[1]姚雨，郭占成，趙團.煙氣脫硫脫硝技術的現狀與發展[J].鋼鐵，2003.