濕法脫硫真的致霾嗎 霧霾元兇大爭(zhēng)議

     

    

（本文首發(fā)于2017年9月7日《南方周末》）

質(zhì)疑源于兩年前一篇爆紅網(wǎng)文《環(huán)保工程師眼里的霧霾真相》。

爭(zhēng)論引起了決策層的重視。2017年7月，一份內(nèi)參上呈國(guó)務(wù)院，隨后獲得批示。8月23日，環(huán)保部為此組織專(zhuān)家研討會(huì)，焦點(diǎn)正是干濕法脫硫。

追溯到20年前，干濕法的爭(zhēng)議早已有之，論點(diǎn)則有所不同。

“干法有干法的用途，濕法也有濕法的用途，技術(shù)可以多元化，其中收錄的技術(shù)，企業(yè)可以根據(jù)自身減排目標(biāo)與經(jīng)濟(jì)性考量，實(shí)現(xiàn)超低排放。”

污染和開(kāi)學(xué)一起到來(lái)，2017年9月1日晚間，北京空氣質(zhì)量達(dá)到重度污染。

環(huán)保部在當(dāng)天舉辦了發(fā)布會(huì)，京津冀大氣污染治理方案首次從年度分解到半年，PM2.5不降反升的城市將要問(wèn)責(zé)市委書(shū)記。

發(fā)布會(huì)上，大氣污染起因又受到熱議：為治理污染而上馬的火電廠(chǎng)濕法脫硫設(shè)施，會(huì)加劇污染嗎？

對(duì)濕法的質(zhì)疑源于兩年前一篇爆紅網(wǎng)文《環(huán)保工程師眼里的霧霾真相》，此文引發(fā)了口水戰(zhàn)，而與濕法對(duì)應(yīng)的新型干法脫硫工藝，受到資本的熱捧和關(guān)注。

爭(zhēng)論引起了決策層的重視。2017年7月，一份內(nèi)參上呈國(guó)務(wù)院，隨后獲得批示。8月23日，環(huán)保部為此組織專(zhuān)家研討會(huì)，焦點(diǎn)正是干濕法脫硫。

二氧化硫不僅本身會(huì)帶來(lái)酸雨，還是PM2.5的前體物。所謂脫硫，其實(shí)就是把煤炭等燃燒產(chǎn)生的大量二氧化硫固定下來(lái)，減少排放。

干濕法***直接的差異，是脫硫過(guò)程中是否需要水。在濕法中，水的作用主要是溶解二氧化硫，為后續(xù)的化學(xué)反應(yīng)提供更******的環(huán)境。

環(huán)保部組織的座談會(huì)上，既有論據(jù)充分的“批濕派”，也有堅(jiān)定的“挺濕派”。與會(huì)者包括浙江大學(xué)能源學(xué)院教授高翔、國(guó)電環(huán)境保護(hù)研究院院長(zhǎng)朱法華、華電電力科學(xué)研究院研究員李壯、南開(kāi)大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院教授馮銀廠(chǎng)和山東大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院教授朱維群等。

濕法被質(zhì)疑的***主要原因是煙囪里排出的煙氣“為自己帶鹽”——批濕派認(rèn)為脫硫過(guò)程中產(chǎn)生了鹽，而大量可溶于水的鹽被水汽帶走了，這些鹽會(huì)形成顆粒物，排放到空氣中，成為PM2.5的重要來(lái)源。

批濕法有數(shù)據(jù)為證。李壯在2015年發(fā)表了一篇論文，通過(guò)跟蹤研究一臺(tái)煤粉爐發(fā)現(xiàn)，除霧效果不佳的濕法脫硫裝置可增加PM2.5排放量。

朱維群認(rèn)為，煙氣中的二氧化硫降下來(lái)了，但對(duì)PM1.0以下的顆粒及水溶性物質(zhì)無(wú)效。他測(cè)算，我國(guó)燃煤鍋爐煙氣濕法脫硫每年向大氣排放的40億噸水汽中，鹽量達(dá)到5600萬(wàn)噸，“可能超過(guò)三種常規(guī)污染物的總和”。

如此驚人的數(shù)據(jù)，一些業(yè)內(nèi)專(zhuān)家卻并不認(rèn)同，他們反駁的理由是，水蒸氣中帶走的鹽量很有限。馮銀廠(chǎng)對(duì)南方周末記者說(shuō)，水溶性鹽的含量測(cè)定應(yīng)有大規(guī)模監(jiān)測(cè)和研究，不能只測(cè)定某個(gè)企業(yè)、某個(gè)運(yùn)行狀況未知的機(jī)組。

在朱法華看來(lái)，批濕派專(zhuān)家們可能把水和水蒸氣的概念混淆了：“水里帶有可溶性鹽，但是水蒸氣是不能溶解鹽的，煙氣中約99.6%的水是水蒸氣，只有0.4%左右的水是液態(tài)水，即能夠溶解鹽的液滴?！备鶕?jù)他對(duì)電廠(chǎng)煙氣中液滴成分的測(cè)量，其溶解鹽的濃度與脫硫漿液、脫硫廢水也有很大的不同。

同樣參會(huì)的高翔認(rèn)為，濕法脫硫50攝氏度左右的煙氣溫度不足以揮發(fā)。

對(duì)此，朱維群則回應(yīng)稱(chēng)，除了液滴可以溶解的那部分鹽，還有被水汽“夾帶”著一起排放出來(lái)的鹽，實(shí)際上煙氣起到了攪拌作用，讓液滴和水汽充分混合在一起，氣液無(wú)法真正區(qū)分。因此，他所提到的“溶解”并不完全是物理意義上的溶解于水，也指“夾帶”的過(guò)程。

除了為自己“帶鹽”，環(huán)保工程師的“真相”網(wǎng)文也提到了濕法脫硫溫度低、濕度大、煙囪低等不利于污染物擴(kuò)散的因素。

朱法華對(duì)南方周末記者表示，不能簡(jiǎn)單定性而論，他通過(guò)公式計(jì)算發(fā)現(xiàn)擴(kuò)散和煙氣與環(huán)境溫度差值有關(guān)。濕法脫硫的煙溫在45-50攝氏度，溫差越大，煙氣抬升高度越高，所以夏季環(huán)境溫度高，溫差小，不利于煙氣抬升；冬季則相反，有利于抬升煙氣?！耙虼嗽诖蠖喽镜陀?0攝氏度的北方實(shí)際是更利于煙氣擴(kuò)散的?！?

至于濕度，朱法華認(rèn)為，北方電廠(chǎng)裝有冷卻塔，排放的水汽是煙囪排放水汽的4-5倍，冷卻塔已經(jīng)存在100年以上，但是并未對(duì)周?chē)諝猱a(chǎn)生影響，而北方的水汽蒸發(fā)量遠(yuǎn)高于南方。

“100年前的工業(yè)與目前的工業(yè)沒(méi)有可比性?！敝炀S群對(duì)此回應(yīng)，電廠(chǎng)冷卻塔不能說(shuō)對(duì)環(huán)境沒(méi)有影響，只是因?yàn)檠h(huán)水的鹽濃度較低，在沒(méi)有大量煙氣存在的條件下，蒸汽中的鹽濃度更低。

幾輪爭(zhēng)辯未見(jiàn)高下。“從各個(gè)方面證明，濕法脫硫是應(yīng)該改進(jìn)了，但是難度比較大?！迸鷿衽芍鲝垺！皾穹ú恍枰倪M(jìn)或挽救，甚至都談不上挽救，這種技術(shù)在國(guó)內(nèi)外都很成熟，更是國(guó)外主流的脫硫工藝?！蓖衽苫貞?yīng)。

主張火電濕法脫硫致霾的國(guó)際中國(guó)環(huán)境基金會(huì)總裁何平與宣稱(chēng)電力治霾有功的中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)專(zhuān)職副理事長(zhǎng)王志軒還曾一正一反，在網(wǎng)絡(luò)上先后五次隔空喊話(huà)。

9月1日的環(huán)保部新聞發(fā)布會(huì)上，環(huán)保部大氣環(huán)境管理司司長(zhǎng)劉炳江對(duì)爭(zhēng)論擺出了數(shù)據(jù)：

濕法脫硫是燃煤電廠(chǎng)脫硫的主要技術(shù)，日本濕法脫硫占98%，美國(guó)占92%，德國(guó)占90%，******平均占85%。濕法脫硫和干法脫硫有不同的領(lǐng)域，大型燃煤機(jī)組基本都采用濕法脫硫，小型的則采用干法。

也有專(zhuān)家形容這場(chǎng)爭(zhēng)辯“不在一個(gè)跑道上”?！澳銈冋f(shuō)的太專(zhuān)業(yè)了我聽(tīng)不懂?！痹谝淮螛I(yè)內(nèi)討論上，一位“老環(huán)?！币矊?duì)晦澀的技術(shù)問(wèn)題直搖頭。

實(shí)際上，追溯到20年前，干濕法的爭(zhēng)議早已有之，論點(diǎn)則有所不同。

1990年代初，為應(yīng)對(duì)酸雨，國(guó)內(nèi)開(kāi)始大范圍增加脫硫裝置。據(jù)一位熱電廠(chǎng)廠(chǎng)長(zhǎng)回憶，當(dāng)時(shí)***早是干濕法并行，但他們漸漸發(fā)現(xiàn)干法的不安全因素較大。

***常見(jiàn)的傳統(tǒng)干法是鈣法，即往煙道里噴氧化鈣粉。這名廠(chǎng)長(zhǎng)回憶，氣體和固體化學(xué)反應(yīng)慢、效率低，此外大量藥劑物料重力太大，大于煙氣流速的推動(dòng)力，使得煙氣流速受到一定限制，帶不起太多的藥粉，物料發(fā)生垮塌，淤積通道。

更危險(xiǎn)的是這會(huì)帶來(lái)一定的安全隱患，“太重的煙氣不僅未從煙囪里冒出，反而從爐膛觀(guān)察口噴出，工人受傷時(shí)有發(fā)生?！?

這種說(shuō)法也得到另一位業(yè)內(nèi)人士的證實(shí)：“對(duì)電力行業(yè)來(lái)說(shuō)，安全比利潤(rùn)效率都重要，用非主流的技術(shù)要擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，所以推行濕法后濕法工藝的占有率自然就會(huì)傾斜?！?

據(jù)朱法華回憶，從1992年到2002年，中國(guó)電廠(chǎng)開(kāi)始大規(guī)模安裝脫硫設(shè)備，成為了工藝試驗(yàn)場(chǎng)，“基本上匯集了全******的脫硫工藝，雙堿法、氧化鎂法、氧化鈉法、海水法、爐內(nèi)噴鈣法、活性炭吸附法等等”，一家日本企業(yè)還將電子束脫硫工藝帶到成都熱電廠(chǎng)。

試驗(yàn)十年后，綜合投資運(yùn)行成本、安全因素、脫硫效率、運(yùn)行是否穩(wěn)定等因素，***終得以留存的是一系列濕法工藝和以煙氣循環(huán)流化床為代表的干法脫硫，其中應(yīng)用***多的就是石灰石-石膏濕法脫硫。

此后，濕法工藝江湖地位逐漸穩(wěn)固，到國(guó)家“十一五”期間徹底占據(jù)了霸主地位。根據(jù)國(guó)電環(huán)保研究院******數(shù)據(jù)，2015年，火電行業(yè)脫硫工藝中，各種濕法脫硫占據(jù)的總比例為97.26%，干法僅為1.81%。

對(duì)批濕派而言，這組數(shù)據(jù)似乎也是另一個(gè)能令人信服的理由：國(guó)內(nèi)大批量改造鍋爐以濕法脫硫的時(shí)間，恰好與霧霾天氣爆發(fā)的時(shí)間吻合——2011年秋，霧霾天氣頻發(fā)成為公眾熱議話(huà)題。

關(guān)于時(shí)間同步的觀(guān)點(diǎn)，挺濕派認(rèn)為“屬于巧合”，PM2.5問(wèn)題早已有之，只是在2011年因美國(guó)大使館監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和微博的傳播，才引發(fā)公眾重視。

馮銀廠(chǎng)認(rèn)為，濕法脫硫存在的一些問(wèn)題，和早期脫硫裝置的工藝水平、運(yùn)行狀況、管理水平都有關(guān)系，“如果使用狀況不好，問(wèn)題就多”。

朱法華則更加直白，“低價(jià)中標(biāo)和偷工減料導(dǎo)致工程本身出現(xiàn)問(wèn)題?！彼忉?zhuān)瑥拿摿蛟O(shè)備的大小、材料、厚度上，都有做文章的情況，比如脫硫設(shè)備的直徑減小導(dǎo)致煙氣流速快反應(yīng)不充分，又如除霧器用塑料板代替了穩(wěn)定的鋼板導(dǎo)致日后變形影響使用效果等。

這一問(wèn)題在行業(yè)內(nèi)早已是不爭(zhēng)事實(shí)。朱法華介紹，早期上馬脫硫脫硝設(shè)備時(shí)，如果按照2005年國(guó)家環(huán)?？偩止嫉摹痘痣姀S(chǎng)煙氣脫硫工程技術(shù)規(guī)范 石灰石/石灰-石膏法》中濕法脫硫排放煙氣的霧滴濃度應(yīng)不大于75mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)電廠(chǎng)是超標(biāo)的。這不僅帶來(lái)了石膏雨，也意味著排放的其他顆粒物可能更多。

隨著超低排放的實(shí)施，濕法脫硫煙氣中的霧滴濃度已越來(lái)越低，普遍小于25mg/m3，甚至低于10mg/m3，極大地減少了顆粒物的排放。

爭(zhēng)論之下，一些新派干法技術(shù)正在興起。2017年8月15日，在煙臺(tái)市南部供熱中心，兩臺(tái)采用“AO干法”（大氣協(xié)同超低處理技術(shù)）脫硫脫硝工藝的燃煤鍋爐正在運(yùn)行。

上海華信國(guó)惠環(huán)?？萍加邢薰緹熍_(tái)辦事處總經(jīng)理周新棟在這里迎來(lái)送往著一批又一批考察團(tuán)，包括需要改造脫硫脫硝設(shè)備的企業(yè)、電力和環(huán)保領(lǐng)域的官員、專(zhuān)家和媒體。

據(jù)周新棟介紹，兩臺(tái)100蒸噸的鍋爐已經(jīng)運(yùn)行了一個(gè)采暖季，處理后的煙氣中二氧化硫和氮氧化物都達(dá)到了超低排放的要求。不同于老式的鈣法，AO干法運(yùn)用了“吸附+氧化”原理，可以快速、******地將二氧化硫和氮氧化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽與硝酸鹽，并吸附在協(xié)同反應(yīng)劑表面，同時(shí)達(dá)到脫除硫、氮的目的。

新式干法不止AO干法一種，朱維群也提出了******氣相煙氣脫硝技術(shù)。據(jù)朱維群介紹，這種技術(shù)采用了不同的催化劑，但同樣“滿(mǎn)足環(huán)保部超低排放要求”。此外，還可根據(jù)電廠(chǎng)、水泥廠(chǎng)及其他高溫?zé)煔庑枰幚淼膹S(chǎng)家要求，分別使用或部分使用，“特別適合于電廠(chǎng)的脫硫脫硝改造和未預(yù)留脫硫脫硝改造空間的老電廠(chǎng)”。

與濕法致霾的“帶鹽”爭(zhēng)議對(duì)應(yīng)，新派干法一大賣(mài)點(diǎn)是“煙氣帶出的水汽及所含無(wú)機(jī)鹽量大為降低”。

另一個(gè)賣(mài)點(diǎn)是“零費(fèi)水和無(wú)廢水”。華信國(guó)惠在提供給參觀(guān)者的資料中稱(chēng)，以河北為例，火電、鋼鐵、水泥三大行業(yè)采用濕法脫硫年耗水量約2.9億噸，相當(dāng)于20個(gè)西湖水量。不僅耗水量大，廢水也難處理。

不過(guò)，新型干法尚待更多實(shí)踐論證。到2017年底，華信國(guó)惠的AO干法將會(huì)覆蓋煙臺(tái)市區(qū)1/3的供暖鍋爐，目前在全國(guó)有七十多臺(tái)中小型燃煤鍋爐。盡管如此，AO干法目前仍局限于中小型鍋爐，想要從既有的濕法市場(chǎng)中分得一杯羹并不容易。

研發(fā)者坦言，包括AO干法、******氣相煙氣脫硝技術(shù)、活性焦法等新型干法工藝都存在一些弊端。以活性焦法為例，其投資較大、廢料處理起來(lái)相對(duì)復(fù)雜。這也是來(lái)考察企業(yè)的擔(dān)憂(yōu)，考察團(tuán)來(lái)來(lái)去去幾撥，對(duì)這種新技術(shù)持保守態(tài)度的不少，山東華泰集團(tuán)熱電廠(chǎng)總經(jīng)理李永生就是其中一個(gè)。

李永生的熱電廠(chǎng)使用干式的爐內(nèi)噴鈣法脫硫近十年，因高成本***終在2015年底選擇了濕法脫硫改造，“從我們用的情況看，要想達(dá)到超低排放的標(biāo)準(zhǔn)，干法實(shí)在太難太難，需要高價(jià)購(gòu)買(mǎi)含硫量低于0.6%的低硫煤才能實(shí)現(xiàn)。”改造濕法后，熱電廠(chǎng)的運(yùn)行成本也降低到每年兩千多萬(wàn)元。

對(duì)新派干法望而卻步的原因，還有李永生不確定AO干法的催化劑成分到底能否提高脫硫效率，“還有廢料如何處理，以前濕法的廢料可以做成石膏板、免燒磚，降低成本?！倍@些，李永生都沒(méi)有在考察中找到答案，和他一同考察的其他企業(yè)也還在觀(guān)望之中。

周新棟的打算則是，過(guò)段時(shí)間對(duì)這些潛在的客戶(hù)逐一拜訪(fǎng)。

一邊是猶豫不決的新派干法考察團(tuán)，另一邊卻是蠢蠢欲動(dòng)的資本。

盡管沒(méi)有突破目前格局，但干法脫硫已經(jīng)“紅”了。在周新棟看來(lái)，非電力行業(yè)的脫硫脫硝改造已足夠“吃飽”。被資本看好研發(fā)干法的企業(yè)，還有龍凈環(huán)保、永清環(huán)保、清新環(huán)境等上市公司。

如果說(shuō)資本重視是為了逐利，決策層的重視則因這場(chǎng)爭(zhēng)論牽扯到大氣污染成因。2017年全國(guó)“兩會(huì)”上，國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)就提出，重獎(jiǎng)能攻克霧霾的形成機(jī)理和危害性的科研團(tuán)隊(duì)。

對(duì)于脫硫脫硝各種工藝，環(huán)保部也并沒(méi)有分出高下，而是主張各種工藝在適合自身的使用條件和范圍內(nèi)發(fā)揮。

2017年5月，環(huán)保部發(fā)布了《火電廠(chǎng)污染防治可行技術(shù)指南》，這是火電廠(chǎng)煙氣污染防治技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)首次發(fā)布，朱法華作為指南的課題負(fù)責(zé)人，把干濕法工藝都考察過(guò)了一遍。

“干法有干法的用途，濕法也有濕法的用途，技術(shù)可以多元化，其中收錄的技術(shù)，企業(yè)可以根據(jù)自身減排目標(biāo)與經(jīng)濟(jì)性考量，實(shí)現(xiàn)超低排放?！敝旆ㄈA說(shuō)。

朱法華認(rèn)為，在京津冀大力減煤超億噸后，干濕法的爭(zhēng)議意味著治霾已經(jīng)進(jìn)入了精細(xì)化時(shí)代。朱維群也建議，“環(huán)保部應(yīng)該組織公開(kāi)試驗(yàn)，評(píng)價(jià)投入成本、運(yùn)行成本和排放指標(biāo)，孰優(yōu)孰劣是個(gè)簡(jiǎn)單的技術(shù)問(wèn)題，而非復(fù)雜的口水戰(zhàn)。”

南方周末記者獲悉，2017年9月19日，來(lái)自各國(guó)的環(huán)保工程師將抵達(dá)中國(guó)，一場(chǎng)更大范圍的關(guān)于干濕法脫硫的國(guó)際討論將會(huì)舉行，“歡迎不同觀(guān)點(diǎn)的人前去爭(zhēng)論?！眲⒈f(shuō)。