可凝结颗粒物治理技术和标准待确立

　　在日前召开的2019年第2期山东科技智库论坛上，与会专家一致认为，目前，P2.5质量浓度已经比雾霾爆发前的峰值年2011年和雾霾大爆发后的峰值年2013年下降40-50%，但雾霾天数以及并非属于雾霾天但高处远眺时还是明显的淡淡的灰霾的天数，仍然大大高于雾霾大爆发之前，主要原因还是P2.5的粒数浓度很高。如果及早针对P2.5粒数浓度高的问题对症下药，就能够在治霾和蓝天保卫战中事半功倍，大大减少治霾过程中不必要的社会资本和财政投入的巨大浪费，避免过多的临时性、季节性和长期性的停工停产，避免对就业的不必要影响。针对P2.5粒数浓度暴升问题的相关技术已经较为成熟，进行甄别和推广应用就能起到很好的效果，如冷凝除湿等烟羽治理措施。现有的治霾措施，需要根据轻重缓急以及财政承受能力和对经济社会的影响进行评估。

　　P2.5粒数浓度暴增致2013-2014年雾霾天数上升

　　根据齐鲁工业大学（山东省科学院）战略所二级研究员周勇的研究，正确的使用湿法脱硫本身并没有多大问题，但因在这一过程中取消了H这一技术失误，加上脱硝也增加溶解性盐等，产生了一系列连锁反应，造成2013-2014年雾霾天数连续两年翻番式暴升。其根本原因是P2.5粒数浓度的暴升，而不是P2.5质量浓度的暴升。

　　目前，P2.5的质量浓度已经比雾霾大爆发的2013年以及雾霾大爆发前的2010或2011年下降40-50%，但雾霾天数仍比雾霾大爆发前的2010或2011年高不少；即使按照空气质量指数属于良好而并不算雾霾天的日子，看远处仍然是淡淡的灰霾，远不是雾霾大爆发前看远处能见度较高没有这层灰霾的情形，造成这种情况的原因是P2.5粒数浓度远高于雾霾大爆发之前的年份。

　　从北京和济南的实测数据看，P2.5质量浓度在雾霾大爆发后的2013年或以后各年并没有比雾霾大爆发之前的2010-2012年高多少，二者基本相同。按照P2.5粒数浓度暴升的路径寻找雾霾大爆发的根本原因，才不会被P2.5质量浓度没有大的变化所误导。而造成P2.5粒数浓度暴增的主要原因，一是湿法脱硫在2012年相对集中的拆除原先使用的H，致使脱硫塔进气口温度上升，脱硫塔内部P2.5粒数浓度产生10-100倍的暴升；二是取消H后，原来排放的干烟气变为湿烟气，相比干烟气时能够结晶析出的溶解性物质或相互碰撞变大的可凝结颗粒物的粒数浓度，在湿烟气情况下产生成百上千甚至上万倍的暴升；三是取消H后，烟柱高度减半，排放空间缩小一半，污染物最大落地点质量浓度增加一倍，湿度大的湿烟气在特殊天气更容易贴近地面；四是脱硝设施建设在2012年迅速推进，使得脱硫脱硝后的浆液中溶解性物质增多，导致烟气中溶解性盐、机械携带的盐、可凝结颗粒物等增加。暴升的P2.5粒数浓度，成为大气中常备的形成雾霾的凝结核，在适当的天气条件下（空气湿度大、静稳或逆温天气等）迅速成霾，这也是能根据气象条件很准确的预报雾霾的主要原因。

　　取消H和脱硝导致2013-2014年P2.5粒数浓度暴增

　　记者了解到，取消H会提高脱硫塔烟气入口温度，导致脱硫塔出口P2.5粒数浓度产生10-100倍的暴增。同时，烟气排放由“干烟囱”模式转为“湿烟囱”模式，增加了烟气机械携带或雾滴中的溶解性盐，烟囱中气体状态的可凝结颗粒物也失去在烟囱中相互碰撞变大的机会。溶解性盐出烟囱口后随着湿烟气在大气中扩散，进而导致其中的P2.5粒数上万倍的暴升。此外，采用这一技术后烟柱高度大大降低，扩散条件大大缩小，烟气污染物最大落地点浓度增加1倍，导致P2.5质量浓度近100%的增加，粒数浓度更大。

　　与此同时，烟气中雾滴里溶解的二氧化硫和可溶物逃避在干烟气环境下才能正常工作的监测仪器的监测。而可凝结颗粒物（气溶胶）无法在烟道内相互碰撞团聚而增大，进入大气后难以沉降。暴增的超细颗粒物吸水黏附变大后，吸附其他来源的颗粒物导致雾霾频发，而雾霾天气中吸湿的细颗粒物成为大气中二氧化硫、氮氧化物被加速氧化的温床，加速了大气中酸性物质与脱硝逃逸以及农业等其他来源的氨结合，形成硫酸盐、硝酸盐和铵盐。此外，排放水汽过多，增加了容易成霾天气时大气的湿度，加速雾霾形成。

　　而同期大量脱硝设备上马，进一步增加了P2.5粒数浓度。山东省雾霾天数的峰值年是2014年而不是2013年，这与2013年雾霾大爆发后，为了治霾加快推进脱硝，增加了硫酸铵、硫酸氢氨等溶解性盐，但没有遏制取消H后P2.5粒数浓度暴升的新措施有关。

　　“当前，所有的大气污染治理技术主要针对常规污染物，而非常规污染物没有治理，或只是协同治理一部分。烟气里包含的非常规污染物和常规污染物没有得到百分之百治理，所以烟气本身就是污染物的集合体。”中国环境科学院副总工程师张凡坦言，尽管电力等行业已经实现超低排放，但事实上，“我们的大气治理工作仅做了50%。后面还有烟气减排的工作亟待攻克。”

　　超低排放助2015年雾霾天数下降20%

　　而对于2015年开始的雾霾天数下降，周勇认为，这和电厂石膏雨2013-2014年加重，2015年开始较大规模的超低排放改造后，石膏雨严重程度得到遏制类似，雾霾天数也出现大的逆转。这在当时其他领域没有采取铁腕治霾措施情况下，同样是由于超低排放改造，一方面给脱硝和湿法脱硫工艺后加了湿式电除尘设施，相当于给烟囱加了一个大口罩；另一方面则是由于超低排放的一些优化措施，弥补了取消H后的部分功能缺陷，如降低脱硫塔进气口的温度等。针对P2.5粒数浓度暴升问题进行精准治理，应加强对可凝结颗粒物实施监测和控制，并确立可凝结颗粒物治理标准，优化现有的能够减少烟气含水量和烟气中可凝结颗粒物等污染物浓度的技术，从而实现精准治霾，包括看远处仍呈现灰霾但计算到优良天数的情况。

　　其他领域的铁腕治霾措施，以及超低排放改造，能去除较大粒径的颗粒物，促成P2.5质量浓度的大幅度下降，但由于P2.5粒数浓度仍然较雾霾大爆发之前高不少，雾霾天数以及P2.5虽然小于100但看远处能见度不高、灰霾明显的天数仍然较高。

　　2015年以后，除了快速推进超低排放改造，国家在散煤治理、关闭小散乱污企业、淘汰落后产能、取缔规模较小的燃煤锅炉和发电机组、季节性关停燃煤企业、较严重雾霾预警时临时提前关闭企业、通过控煤等相关措施限制企业合规产能生产、对货运汽车进行限制、对施工工地的严管等措施，很好的降低了P2.5质量浓度，这是P2.5质量浓度下降40-50%的关键因素。这些措施对于大气质量的改善也都是不可或缺的，但它们不是导致2013-2014年雾霾大爆发的根本原因。对这些因素的治理已经达到很严厉的程度，但大气的能见度仍然比雾霾大爆发前差很远，尤其是站得高看得远时，很少时间看不见淡淡的灰霾。关键问题是没有针对取消H后造成的P2.5粒数浓度暴升进行有针对性的治理，尽管超低排放部分弥补了取消H后的功能缺失。

　　雾霾治理应形成多污染物协同减排

　　针对这一雾霾成因，又该如何“对症下药”呢？

　　周勇认为，下一步，相关部门应完善污染物监测内容和监测手段，增加对可凝结颗粒物的监测和控制，降低P2.5的粒数浓度。全面、全过程监控湿法脱硫取消H后的污染物排放和P2.5颗粒暴增的演变，并控制湿法脱硫取消H后除尘和脱硫塔入口烟气温度，使其降低到不产生P2.5粒数浓度暴增的温度。同时，通过冷凝除湿等措施减少可凝结颗粒物和水汽排放，将湿法脱硫取消H后的湿烟囱排放模式恢复为干烟囱排放模式，是实现降低成本快速高效精准治霾的关键。“许多国家规定电厂的烟囱高度与加热升高烟柱高度，具有类似的增加扩散空间的作用。通过加热等技术措施，使湿烟气变回干烟气，也是减少P2.5粒数浓度的关键步骤。”

　　可以看出，在这些具体措施中，控制可凝结颗粒物排放是重要一环。资料显示，目前，上海、天津、浙江、河北、山西等省和邯郸、唐山、徐州等市发布了地方标准，规定应采取烟温控制、湿度控制及其它有效措施消除有色烟羽现象，即通过采取相应技术降低烟气排放温度和含湿量，收集烟气中过饱和水蒸汽中水分，减少烟气中可溶性盐、硫酸雾、有机物等可凝结污染物的排放，实现治理和消除白烟，也即俗语说的“脱白”。

　　“从理论上讲，湿法脱硫取消H后产生的白色烟雾里含有可凝结颗粒物，可带来二次污染，造成雾霾加剧。而当前我国缺少可凝结颗粒物与有色烟羽治理的标准。”国际中国环境基金会会长何平坦言。

　　厦门大学助理教授郁昂表达了类似观点。他表示，目前治理可凝结颗粒物的技术可谓“各显神通”，包括冷凝、加热、浆液冷却等，但监测指标却非常混乱，虽然部分地区出台了自己的烟气治理标准，却没有全国统一的标准。

　　值得注意的是，生态环境部在近日发布的《京津冀及周边地区2019-2020 年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案(征求意见稿)》中明确指出：“对于稳定达到超低排放要求的电厂，不得大范围强制要求治理‘白色烟羽’；对于不能稳定达到超低排放的电厂，应对脱硫、脱硝、除尘等设施实施深度治理，协同控制三氧化硫等排放” 。

　　“当前有很多关于到底消不消白烟的争议。我的建议是别去争论消白烟的问题，而应把消白烟过程中冷凝的传导机制利用起来，实现多种污染物的协同净化。”山东大学能源与动力工程学院燃煤污染物减排国家工程实验室研究员李玉忠建议。

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