火力发电是产生雾霾的主要原因
作为一名多年从事环保工作的工程师,想谈谈自己对雾霾的一些看法。
普通人通常很少接触能源、石化、炼钢等这些行业,所以对环保,他们通常的感觉就是汽车尾气、污水排放之类,事实上,虽然这些也是环境污染的一部分,但不是主要的。为什么这样说呢?中国汽车拥有量虽然增长很快,但跟美国等发达国家比起来还是不多的,发达国家汽车多年前就有很高的拥有量,但也没有出现象我国这样严重的雾霾。
其实,要到雾霾主要来源,其实也不难,就是看我们主要的能源来源于哪里,这些能源生产企业的环保工作得怎样,就很容易知道雾霾的真正原因。
中国的火力发电占总发电量的78%,而水力发电仅占百分之十几,包括核电、风能、光能等新能源发电仅占百分之几。也就是说,中国80%左右的能源来源于火电,而火电几乎100%都是以煤为主要燃料。下图是2001-2012年装机容量对比图,可以看出累计装机容量十年增长了20多倍。
这里我们可以看出,我国的大部分能源来自于火力发电,所以火力发电的排放是主要污染来源。
雾霾和雾的区别
有人说,火电厂是100%装了脱硫设备,大部分装了脱硝设备,在各行业中是环保作得最好的。这话其实也不错,相对石化、水泥等行业,火力发电的环保确实走在前列。但不要忘了,即便是这些行业的能源,大部分电力也是火电厂提供的,火电厂提供了中国的大部分能源,也贡献了大部分雾霾。
从本世纪以来,我国火电厂开始在烟气排放末端加装脱硫设备,业内称脱硫岛,并且在近几年开始进行脱硝改造,似乎也取得了不小的进步。但实际上,问题多多。电,厂脱硫工艺过度简化,对目前雾霾的形成,有不可推卸的责任!
很多专业文献上都有国记载,烟温越高,烟升越高,越容易扩散。这里就不列举数据了。事实上,一些发达国家,烟气排放温度一直是环保要求的刚性指标,通常要求在80度以上。在日本,几乎所有的火电厂都安装了烟气再热器;在美国,除了一部分电厂安装烟气再热器,也有部分火电厂采用天然气加热烟气的方式进行排放;在德国,正在推广烟气通过冷却塔余热加热的方式。这些国家,都是强制要求烟气高温排放。而我国,越来越多的火电厂都采用低温排放烟气。
上个世纪,由于我国没有安装烟气脱硫设备,火电厂烟气排放温度在100-150之间。这种情况下,通常不会导致烟气在低空聚集。本世纪以来,提高了环保要求,引进国外的脱硫技术,烟气脱硫开始在火电厂普及。
目前,大部分电厂采用的是湿法脱硫,即用石灰水吸收二氧化硫的方法,这种方法虽然脱硫效率高,但会导致烟气温度大大降低,脱硫后的烟气温度大约在40-50度左右。根据国外经验,通常需要加装烟气再热器(业内称GGH,Gas gas heater),将烟气温度抬升到80度以上排放。采用GGH加热烟气的工艺是国外早已成熟的技术,但在我国却大面积出现了新的问题,就是系统堵塞,导致系统无法正常运行。
原因在哪儿呢?主要是两点:1、脱硫公司或者因为没有吃透技术,或者为了节约成本,对脱硫工艺和布置进行了不恰当的简化。例如,国外的流程是,脱硫后的烟气需要除雾,从GGH下部进入,并需要预留较长的烟道,以便除雾不尽的含有石膏液滴的烟气充分下沉不至于堵塞设备。国内几乎所有的脱硫后的烟气都是从GGH上部直接进入,这样可以简化烟道布置,节约投资成本。由于石膏液滴没有除雾不完全,或运行时吸收塔液面控制不好,导致GGH经常堵塞,系统无法正常运行。2、部分设备厂家质量存在问题。引进的技术没有吃透,在设计、制造等方面存在问题。
这个时候,中国的专家出现了,这些所谓的专家站在利益集团的立场上,不是积极研究如何改进工艺,提高排放标准,而是想方设法用最少的钱,换取更大的利益,哪怕牺牲环境与健康。他们认为,GGH不是必要的设备,理由是:1、经常堵塞,导致脱硫无法运行,更污染了大气。2、GGH对脱硫效率没有影响。3、GGH的问题导致脱硫无法运行,而脱硫不能运行又导致机组无法发电,造成巨大经济损失(60万机组一小时就是60万度电,自己算吧)。于是,在这些专家的建议下,有关部门的支持下,国家又开始了大规模取消GGH的运动。一大批新上的电厂不再要求安装GGH,已经安装的电厂开始大规模拆除GGH,排烟温度的要求也不再提。