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博士、教授級工程師
遼寧環(huán)境學(xué)會大氣專業(yè)委員會委員
遼寧工業(yè)煙氣治理產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長
遼寧省、沈陽市黨外知識分子聯(lián)誼會副會長
沈陽市中小企業(yè)協(xié)會常務(wù)副會長
編輯｜武安君
我國的大氣治理從“十一五”開始，經(jīng)過幾年的治理取得了非常顯著的成效。大氣中的SO2和NOX大幅降低，很多地區(qū)兩項指標經(jīng)常在20微克/立方米以下，遠低于一類地區(qū)。大顆粒塵更是明顯改善，減排已經(jīng)取得了舉世矚目的成績。
然而，巨量的減排投入與驚人的官宣減排數(shù)字并沒有從根本上遏制住霧霾頻發(fā)的勢頭，這一點讓人們滿腹狐疑。
為什么霧霾的堡壘久攻不下，是我們的應(yīng)對策略出了問題，還是選擇的路徑不對？全民反思，官員更是捉急！
下面，結(jié)合五年來的治霾研究，特別是通過唐山、平頂山等地新上17套脫白裝置的成功實踐，對我國的霧霾成因進行解析，以此求教于方家，問計于百姓。
由于本文是通過自媒體公開發(fā)表的，因此，首先還是要科普一下：
一、名詞解釋：霧霾
通常，我們說的霧霾是由霧和霾兩種現(xiàn)象疊加而成。霧是空氣中水氣過飽和而生成霧滴或冰晶，達到一定濃度后阻礙人們視線的一種自然現(xiàn)象。霧對人們身體沒有傷害；霾是空氣中的塵埃達到一定濃度后阻礙人們視覺的現(xiàn)象。由于塵埃中的化學(xué)成分復(fù)雜，有些成分可能會對人體有害，并有可能攜帶一些對人體有害的細菌或病毒。由于這些顆粒物特別細小，會隨著呼吸進入人體器官，對人體造成傷害甚至于嚴重傷害，所以人們對它充滿了恐懼。
二、我國霧霾的特點。
要想治理霧霾首先必須了解霧霾是如何產(chǎn)生的，尤其是我國的霧霾又是如何產(chǎn)生的？
我國的霧霾從生成時間上不同于歐美日本等發(fā)達國家。歐美日本等發(fā)達國家的霧霾是在沒有治理前發(fā)生的。我國的霧霾是在做了大量的減排治理之后發(fā)生的；倫敦的霧霾是酸霧型霧霾，洛杉磯是光霧型霧霾，我國是硫酸鹽和硝酸鹽型霧霾。從發(fā)生時間上和顆粒物成份上和歐美日本等發(fā)達國家的霧霾有著本質(zhì)的區(qū)別。因此，他們的霧霾治理經(jīng)驗我們無法借鑒。我國的霧霾治理要立足自主研發(fā)，根據(jù)我國的霧霾特點，研發(fā)出屬于自己的霧霾治理工藝。
三、脫硫存在的問題
“十一五”“十二五”期間，我國做了大量的脫硫工程。由于當時濕法脫硫比較成熟，因此絕大部分選擇的是濕法脫硫工藝。
當時，選擇濕法脫硫無疑是正確的。技術(shù)成熟，運行成本低，投入也比較少。不同的是，歐美的濕法脫硫工藝后部都配有GGH升溫工藝，我們前期引進項目時也都配備了GGH升溫系統(tǒng)。但在運行過程中，由于設(shè)備經(jīng)常結(jié)垢堵塞，經(jīng)常需要停產(chǎn)維修，當時大家的認知是：認為GGH只是提升擴散條件，并沒有減少污染物排放，還要增加運行成本。于是，一些專家提議取消GGH裝置，得到采納。后來再上的設(shè)備也就自然而然地取消了這個系統(tǒng)。
經(jīng)過多年的運行，人們逐漸認識到，GGH除了改善擴散條件功能外，還有另外一個功能就是：將濕法脫硫的濕煙氣烘干成不飽和煙氣。在這之前，人們只關(guān)注了GGH改善擴散的功能，而忽略了它的第二個功能，認為GGH沒有用，因此把GGH都拆除了，導(dǎo)致煙氣都拖著長長的尾巴。如果沒有取消GGH，這種煙氣一定會黑煙滾滾，讓人們一眼就知道排放超標。由于取消了GGH，人們誤以為在線檢測設(shè)備檢測“合格”的拖尾煙氣是白色水蒸汽，甚至于一些專家、環(huán)保監(jiān)察人員至今仍誤以為是水蒸汽。于是，導(dǎo)致霧霾發(fā)生的罪魁禍首就這樣在在線檢測儀器的眼皮子底下溜掉了。
為什么會出現(xiàn)這種情況呢？因為我國現(xiàn)行的在線監(jiān)測設(shè)備是按照干煙氣設(shè)計的，只適合于干煙氣的檢測。也就是說，現(xiàn)在的在線監(jiān)測設(shè)備無法準確地檢測去掉GGH的濕法脫硫后的濕煙氣。因此，只有將濕煙氣烘干后才能完整地檢測到煙氣排放真實的實時數(shù)據(jù)。
再來解剖“白色水蒸氣”。事實上，濕煙氣霧滴里溶解有大量的硫化物，在線檢測設(shè)備無法檢測到這部分硫，這些硫隨水汽逃逸進入大氣后又都釋放出來，造成排放的失控；逃逸的霧滴中還含有大量的脫硫液，里面含有大量可溶物，這些物質(zhì)隨煙氣進入大氣后生成大量氣溶膠、PM10和PM2.5，這些物質(zhì)在濕煙氣里是以水溶解物的形式存在的，目前的檢測儀器也是無法檢測到的。
看到從唐山鑫達鋼鐵、新興鑄管煙囪中截回的污水，你還能說這不是污染物？
濕煙氣里包含有大量的可溶物，而且是PM10和PM2.5的前置體，就是它們助推了中國的霧霾發(fā)生。所以煙氣拖尾治理（我們稱其為煙羽治理，俗稱脫白）是霧霾治理的關(guān)鍵，因為它是目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的PM2.5的最大排放源。
我在唐山等地做的17套脫白裝置截留下來的污水，充分驗證了之前有關(guān)霧霾成因的“立論”。
此外，目前的很多雙堿法脫硫工藝由于設(shè)計上的先天缺陷，加上運行人員對該工藝不熟悉，因此幾乎都變成了單堿法，脫硫液溶解物濃度超高，導(dǎo)致煙氣拖尾嚴重，排放的二次污染物數(shù)量巨大。
氨法脫硫氣溶膠的控制是非常困難的，氣氣反應(yīng)產(chǎn)物幾乎都是納米級，如果不能被水捕捉，逃逸是無法控制的，氨逃逸也是無法避免的，尤其是脫硫超低排放。因此建議：盡量不要采用氨法脫硫。
四、脫硝存在的問題。
關(guān)于脫硝：前期我們基本上選擇的是SCR和SNCR，即氨還原脫硝。氨法脫硝是比較成熟的工藝，也是被世界各國普遍采用的工藝；今年以來又新上了一批活性炭脫硫脫硝一體化裝置。
1、近年來，鑒于嚴峻的大氣污染防治形勢，我國的脫硝指標不斷提高，今年更是從年初的100mg提升到今天的50mg。然而，這種單純的指標提升并沒有相應(yīng)的成熟的技術(shù)支撐。于是，不少企業(yè)就采取過量噴氨的辦法，強行達標。
過量噴氨必然導(dǎo)致氨逃逸嚴重超標，北京APEC會議前的嚴重霧霾就是由于周邊企業(yè)追求高脫硝率，造成氨逃逸嚴重超標造成的。當時的中科院物理所王躍思所長分析后發(fā)現(xiàn)氨的貢獻率超過了50%。
氨對霧霾的貢獻遠大于硝，所有進入大氣的氨都會變成氣溶膠，而硝絕大部分會變成酸雨。柴油車尾氣脫硝很多存在氨逃逸超標，氨逃逸對大氣的危害遠遠大于硝，大家都關(guān)注硝排放達標，很少有人關(guān)注柴油車氨逃逸超標問題。氨逃逸超標才是北京等大城市PM2.5中銨鹽過高的真正原因。
2、活性炭（焦）脫硝。該法屬氨法還原。活性炭（焦）脫硝工藝已經(jīng)引進多年，由于投入高、工藝復(fù)雜、極易著火燃燒、副產(chǎn)硫酸屬危廢且雜質(zhì)含量過高銷售、管理難度很大等原因，一直沒有得到推廣。但從去年開始，由于環(huán)保排放指標泰山壓頂，很多大型鋼鐵企業(yè)選用了活性炭（焦）脫硫脫硝一體化技術(shù)。
3、對于氨法還原應(yīng)當綜合評估。氨的生產(chǎn)過程是高耗能高排放高污染的，用一種高排放的物質(zhì)治理另一種污染物，治理一噸硝要排放幾噸其他污染物，而且還要消耗大量社會資源和資金；氨逃逸和二次污染物，生態(tài)效益、社會效益、經(jīng)濟效益應(yīng)該一并考慮理性分析。正因為如此，學(xué)術(shù)界對于氨法脫硝的社會效益一直有不同的聲音。
硝的超低排放合理性應(yīng)科學(xué)論證，減排標準也應(yīng)當綜合研究，力爭在研究中找到最佳排放平衡點。實踐證明：過低排放就意味著氨逃逸風(fēng)險的增加，這是化學(xué)平衡所決定的。
常溫氧化法脫硝也是目前占有一定比例的脫硝工藝，該工藝最大的問題是脫硝產(chǎn)物沒有回收，也不知去向，脫硝產(chǎn)物基本都被排入大氣，環(huán)保部門只關(guān)注硝的排放是否達標，對脫硝產(chǎn)物疏于管理，這也是目前脫硝存在的一個普遍問題。該工藝在山東一些地區(qū)已經(jīng)被停止。
總之，一種環(huán)保治理方法、指標的選擇應(yīng)當綜合考察、科學(xué)評估，不能頭痛醫(yī)頭腳痛腳，或者只顧頭不顧腳。
五、脫硫、脫硝之外的PM2.5排放源。
在脫硫、脫硝等PM2.5的主要排放源之外，還有一些我們曾經(jīng)忽視的排放源，應(yīng)當引起高度重視。這個排放源就是：濕法熄焦工藝乏汽帶水、高爐沖渣水乏汽帶水、含溶解物工藝涼水塔尾氣帶水和化工蒸餾尾氣帶水，這些水含溶解物濃度高，工藝過程水霧逃逸量大，霧滴中都含有溶解物，進入大氣后都會產(chǎn)生二次顆粒物，因此必須列入治理范圍。
六、什么是霧霾治理？
2014年2月，中央領(lǐng)導(dǎo)在北京視察工作期間指出：霧霾治理應(yīng)該以控制PM2.5為主。中央領(lǐng)導(dǎo)的講話高瞻遠矚，既指出了霧霾的成因，也指明了霧霾治理的方向。
當前，我國的霧霾類型屬于PM2.5型，主要污染物是PM2.5，而不是SO2、NOX和大顆粒塵。SO2、NOX都是氣態(tài)污染物，沒有堿性物質(zhì)存在時，它們是無法生成二次顆粒物的。只有脫硝和氨法脫硫逃逸的氨才有機會和它們生成銨鹽，而這一點不具有普遍性。
經(jīng)過一段時間的高強度治理，我們的除塵工作已經(jīng)做得很好，大氣中堿性塵已經(jīng)很少了，不會給酸性氣體提供形成鹽的機會。所以我一再申明：脫硫、脫硝、除塵只能算減排，而不是真正的霧霾治理項目。
這也是我們做了大量脫硫、脫硝、除塵投入而沒有使霧霾明顯改善的真實原因。
目前以治理PM2.5為目的的霧霾治理工程只有煙羽治理（俗稱脫白）項目，而脫白剛剛走進人們的視野。
七、如何治理霧霾？
既然霧霾治理的關(guān)鍵是控制PM2.5，我們就要知道哪些排放源會產(chǎn)生PM2.5？是如何產(chǎn)生的PM2.5，不能簡單的說礦石燃料燃燒，更不能輕易的寄希望于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型是需要時間和投入的，歷史形成的產(chǎn)業(yè)機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)隊伍也不允許我們一下就做轉(zhuǎn)型，盲目轉(zhuǎn)型會造成巨大的社會問題。所以我們必須以科技創(chuàng)新為龍頭，立足治理為先為要。
１、工業(yè)轉(zhuǎn)型就沒有霧霾了？
我們研究了一些已經(jīng)完成工業(yè)轉(zhuǎn)型的城市，這些城市燃料消耗逐年降低，2013年同樣也發(fā)生了嚴重的霧霾，所以把霧霾治理寄希望于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型恐怕也未必完全奏效。
沈陽就是一個典型的例子，從2000年到2013年，沈陽燃煤量逐年降低，很多高排放行業(yè)都從沈陽退出，但是2013年沈陽還是和很多城市一樣，發(fā)生了歷史上最嚴重的霧霾。
經(jīng)過分析，沈陽從2000年到2013年所有對大氣可能產(chǎn)生污染的因素都在向好的方面發(fā)展，只有燃油量和濕法脫硫尾氣排放是增量。2013年沈陽每天的全口徑燃油消耗量不到4000噸，能夠產(chǎn)生PM2.5的總量都不到20噸，而且這個因素是漸變的，不可能導(dǎo)致突發(fā)如此嚴重的霧霾。再有一個變量就是濕法脫硫煙氣攜帶脫硫液造成的二次污染。我們通過采樣計算，這個污染物排放量是燃油污染物的幾十倍以上，每天排放過千噸。從沈陽的案例分析可以得出，霧霾治理的核心是控制煙氣攜帶含溶解物霧滴。這個案例既有他的特殊性，同時也具有普遍性。
據(jù)調(diào)查：2013年沈陽普遍采用了雙堿法脫硫工藝。運行不久，很多設(shè)備便出現(xiàn)了結(jié)垢堵塞，因此逐漸都變成了單堿運行。由于單堿運行，脫硫液溶解物濃度極高，設(shè)備的除霧系統(tǒng)設(shè)計又都存在先天不足，脫硫液逃逸嚴重超標。這些脫硫液以細小霧滴的形式逃逸，進入大氣后逐步失水，繼而先生成過飽和的氣溶膠，然后進一步失水生成含結(jié)晶水的鹽類顆粒物，進一步失水就生成了粒徑更小的PM10或PM2.5。這些顆粒物粒徑很小，比表面積極大，可在低空漂浮很久不沉降，并在大氣中形成富集。一旦大氣濕度增加，它們就會吸水增加結(jié)晶水個數(shù)而長大。濕度再增加時，表面也會吸附很多水，使其體積重量增加幾倍，導(dǎo)致PM2.5指數(shù)迅速增加，于是就發(fā)生了霧霾。所以僅靠工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型不是最佳的霧霾治理模式。根治霧霾，要立足“治”而非“轉(zhuǎn)”！
２、煤改氣就沒有霧霾了？
最近幾年，北京實施了煤改氣。到了采暖季節(jié)每天燃燒大量的天然氣，天然氣燃燒會產(chǎn)生大量的水，到了擴散條件不好時，會富集大量水汽，致使大氣濕度劇增。冬季氣溫低，空氣濕容量又非常低，很容易過飽和。加上北京周邊工業(yè)密集，當擴散條件好時，周邊的PM2.5會很容易擴散到北京上空。遇到擴散條件不好的靜穩(wěn)天氣時，傳輸過來的PM2.5吸附空氣中的水汽很快長大，導(dǎo)致北京的霧霾頻繁發(fā)生，這就是北京煤改氣后空氣質(zhì)量改善不大的原因。局部煤改氣不能解決霧霾問題。
工業(yè)轉(zhuǎn)型、煤改氣都能起到一定的大氣治理作用，但不是最佳方案，也不是根本治理方案，真正的霧霾治理方案應(yīng)該是以減少PM2.5排放為主。目前，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的最大PM2.5排放源就是煙氣攜帶含溶解物霧滴進入大氣生成的二次顆粒物，所以霧霾治理的關(guān)鍵就控制煙氣攜帶含溶解物霧滴，也就是煙羽治理。目前所做的脫白工程就是以控制PM2.5為目的的項目。這才是真正的霧霾治理項目。
八、我國的大氣治理已經(jīng)到了戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型期。
前幾年的減排工作已經(jīng)取得了可喜的成績，減排數(shù)字舉世矚目。下一步的重點應(yīng)該轉(zhuǎn)到以改善空氣質(zhì)量為主，讓人民群眾對大氣質(zhì)量改善有獲得感，而不是減排數(shù)字。目前我國大氣污染的主要污染物有兩個，秋冬春季是PM2.5為主，炎熱季節(jié)是臭氧為主。我們應(yīng)該集中財力物力控制這兩種污染物，解決當前大氣污染的主要矛盾。
九、秋冬春季霧霾治理。
秋冬春季是以PM2.5為主的霧霾。治理這種霧霾的首要任務(wù)是減少排入大氣的PM2.5，而不是目前的超潔凈排放。脫硫、脫硝、除塵不能減少PM2.5，或者說減少PM2.5的量很有限。我們應(yīng)該把精力轉(zhuǎn)移到PM2.5的減排上。PM2.5的治理是秋冬春季大氣治理的主要矛盾，應(yīng)該盡快把財力物力投入到PM2.5的治理上。如果要繼續(xù)做超潔凈排放，也應(yīng)該把煙氣攜帶可溶物一并考慮進去，而不是簡單的脫硫、脫硝、除塵。
產(chǎn)生PM2.5的原因很多，解決的方案也有很多，治理方案應(yīng)該面對現(xiàn)有的實際情況，不能輕易走扒倒重來的運動式治理。運動式治理會造成前期投入的巨大浪費，并且激化社會矛盾。應(yīng)該走優(yōu)化完善的路線，減少企業(yè)損失。因此，對原有的濕法脫硫應(yīng)該走深度除霧的路線，而不要逼企業(yè)做干法改造，選擇權(quán)應(yīng)該交給企業(yè)。
濕法脫硫尾氣、濕法脫硝尾氣、高爐沖渣乏汽、濕熄焦乏汽、化工蒸餾尾氣和含溶解物水的涼水塔尾氣，這些尾氣都是含溶解物很高的，進入大氣都會產(chǎn)生二次顆粒物，是需要重點治理的污染源。這些污染源是目前我們已知的PM2.5最大的提供者。這些尾氣的治理是當下霧霾治理的重點。
十、關(guān)于炎熱季節(jié)臭氧污染的治理。
近幾年，夏季炎熱季節(jié)我國大面積發(fā)生臭氧污染。臭氧污染是VOC在紫外線的作用下，發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的光化學(xué)煙霧，類似于洛杉磯的光化學(xué)煙霧，但是我國的VOC來源有別于洛杉磯。
１、VOC的主要來源。
人們普遍認為工業(yè)排放VOC是導(dǎo)致臭氧污染的罪魁禍首。通過我們的調(diào)查分析認為：工業(yè)VOC是原因之一，但不是最重要的原因。
我們調(diào)查了很多VOC排放嚴重的城市，發(fā)現(xiàn)：臭氧污染發(fā)生前后VOC排放數(shù)值并沒有增加，但也發(fā)生了臭氧污染。于是，我們排除了工業(yè)VOC排放增加是導(dǎo)致臭氧污染發(fā)生的觀點。
那么，VOC污染究竟來自何處呢？通過了解我們得知，近幾年農(nóng)村的生活用能也發(fā)生了很大的變化。由于經(jīng)濟條件改善，大部分農(nóng)村家庭改燒液化氣和煤，秸稈等生物質(zhì)類可燃物已經(jīng)全部丟棄。由于不讓焚燒，所以大都丟棄在田間地頭。到了雨季，這些生物質(zhì)類物質(zhì)開始腐爛，產(chǎn)生大量的VOC排入大氣。遼寧僅秸稈就有５０００萬噸，除用作飼料和發(fā)電外，至少還有３０００萬噸自然腐爛，除秸稈外還有很多自然生長的雜草和樹葉類生物質(zhì)類物質(zhì)，總量不少于４０００萬噸。
除此之外，城市垃圾填埋場，污水管網(wǎng)，工廠化養(yǎng)殖業(yè)面源污染等都會產(chǎn)生大量的VOC。特別是炎熱的季節(jié)，有機物腐爛很快。生物質(zhì)腐爛時會不間斷（連續(xù)）的產(chǎn)生大量的VOC。這些排放源VOC排放量會遠遠大于工業(yè)排放。所以，生物質(zhì)類物質(zhì)及農(nóng)業(yè)面源污染的有效管理利用將是臭氧污染治理的關(guān)鍵。
２、脫硫、脫硝對臭氧污染的影響。
我們把局部大氣看成是一個有機的整體（反應(yīng)體），臭氧是氧化性物質(zhì)，SO2和NO是還原性物質(zhì)，在一個反應(yīng)體里它們都會消耗和抑制臭氧的增加，由于近幾年推廣超潔凈排放，各地的大氣中SO2和NO急劇下降，破壞了原來的大氣氧位平衡，使臭氧失去了抑制，因此增加了臭氧污染發(fā)生的幾率。該猜測已經(jīng)得到了實驗室的驗證。所以在臭氧高發(fā)地區(qū)，在雨水較多的炎熱季節(jié)適度放寬硫硝排放會減輕臭氧污染，適度放開硫硝排放不會造成大氣硫、硝污染超標，用硫、硝抑制臭氧污染是最廉價有效的臭氧污染控制方法。
十一、組建“國家霧霾治理環(huán)保實驗平臺”，對前期治霾工作進行科學(xué)評估。
大氣污染防治事關(guān)國計民生。大氣污染防治已經(jīng)列入未來三年三大攻堅戰(zhàn)役。
工欲善其事，必先利其器。當前，我國的霧霾治理存在著企業(yè)需求與治霾技術(shù)研究嚴重脫節(jié)的問題。一方面，一些亟需中試的治霾技術(shù)因找不到中試場地而擱淺；另一方面，大量的污染企業(yè)因找不到合適的成熟的技術(shù)而盲目亂治瞎治，花了大量的冤枉錢。群眾怨聲載道，企業(yè)叫苦不迭。
政府與市場永遠是一對矛盾。當市場失靈的時候，政府要果斷出手。治理霧霾事關(guān)企業(yè)生死存亡，因此更是一場嚴肅的政治斗爭。
鑒于此，建議中央有關(guān)部門組織各種學(xué)派的專家采取“百家爭鳴”的方法，對前期治霾工作進行科學(xué)評估。在此基礎(chǔ)之上，組建“國家霧霾治理環(huán)保實驗平臺”，對國內(nèi)外各種霧霾治理技術(shù)方案進行招標、論證，選擇切實可行的技術(shù)進行“首臺套試驗”，然后示范、推廣。
地方政府可以采取政府補貼+眾籌的方式籌集實驗經(jīng)費，按企業(yè)煙氣排放量進行配額投資，根據(jù)企業(yè)意愿選擇試驗廠家，分散首臺套試驗風(fēng)險。鼓勵和引導(dǎo)社會資金、風(fēng)險投資基金等參與霧霾治理。然后，根據(jù)首臺套試驗考核情況進行性價比評比，擇優(yōu)推廣。徹底打破“政府抱怨企業(yè)治霾不力，企業(yè)揣摸政府意圖停止不前”的僵持局面，快速推進霧霾治理。
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