亚哈出卖自己的王

亚哈出卖自己的王 ——中国燃煤工业锅炉二氧化硫污染综合防治对策（八） 张慧明 王 娟 （青岛市环境科学学会，青岛266001） （青岛理工大学环境与市政工程学院， 青岛266033） 本文研究《中国燃煤工业锅炉SO污染综合防治对策》的SO污染防治技22术的选择及评价，其中主要包括：《中国燃煤工业锅炉SO污染综合防治对策》的产生、主2 要内容、特点、选择、评价及其实施的意义。研究表明，《中国燃煤工业锅炉SO污染综合2防治对策》，是一套科学、系统、高效、经济、密切结合国情的燃煤工业锅炉SO污染的综2合防治技术，是我国目前燃煤工业锅炉传统污染控制技术的理想替代技术。认真实施《中国 燃煤工业锅炉SO污染综合防治对策》，对我国煤炭合理利用、节约能源、保护煤炭资源、2 改善大气环境，具有重要的意义和深远的影响，认真实施《中国燃煤工业锅炉二氧化硫污染 综合防治对策》，我国燃煤工业锅炉SO及烟尘污染是可以防治的，我国大气环境严重污染2 有望得到控制，实现经济效益和环境效益双丰收。 燃煤工业锅炉；煤炭；二氧化硫；烟尘；清洁燃料；工业固硫型煤；水煤 浆；循环流化床；烟气脱硫 自20世纪80年代初以来，随着我国经济迅速持续发展，以煤炭为主的能源 年消耗量也逐年增加，SO及烟尘的年排放量也不断增加，我国以SO和烟尘为代22 表的煤烟型大气污染也日趋严重。燃煤工业锅炉是我国SO及烟尘污染最主要的2 污染源，控制燃煤工业锅炉SO及烟尘污染，对控制我国大气环境污染具有极其2 重要的意义。 多年实践证实，我国燃煤工业锅炉传统的大气污染防治技术及设备，难以控 制其SO及烟尘污染，大气环境污染防治举步为艰。淘汰燃煤工业锅炉传统的大2 气污染防治技术及设备，研究及开发科学、系统、经济、高效的全新燃煤工业锅 炉大气污染防治技术及设备，是我国当前及未来环境保护工作急待解决的主要课 题，以满足新世纪我国经济、能源和大气污染物排放量持续迅速增长，环境法规 日趋严格，对燃煤工业锅炉大气污染防治技术及设备的要求。 《中国燃煤工业锅炉SO污染综合防治对策》，是笔者近年来根据我国国情2 污染综合防治技术。这套SO污染综合22 防治技术，立足工业锅炉以洁净煤制品或煤炭为燃料，采用洁净燃烧技术，使燃 及国内外燃煤工业锅炉大气污染控制技术，为燃煤工业锅炉提出的一整套科学、煤工业锅炉实现了经济效益和环境效益双赢，使多年来难以解决的经济发展与环 系统、高效、经济、密切结合国情的SO境保护的矛盾得到很好的解决。认真实施这套SO污染综合防治技术，即使未来2我国经济持续迅速发展，大气污染仍可有效地控制，对保护大气环境、节约能源、 煤炭合理利用、提高煤炭资源化率等，具有极其重要的意义和深远的影响，对于 大气环境污染控制具有普遍的意义。 近20多年来，我国大气环境受到污染并呈逐年加重的趋势，现已成为世界 上大气环境污染最严重的国家。我国大气环境污染，是以SO 和烟尘污染为其特2征的煤烟型污染。多年来，我国每年环境评价的重点环保城市中，有1/3以上的 3城市SO2的年日均浓度超过国家大气质量二级（60mg/m），同期国外的许多 3城市仅为10～30 mg/m。在全球大气环境污染最严重的十大城市中，有七个城市 在中国。在SO严重污染下，我国酸雨污染也相当严重，酸雨污染面积占国土总2 面积的1/3以上，成为当今世界第三大重酸雨区。未来，由于我国经济仍持续迅 速发展，SO和烟尘年排放量仍会逐年增加，我国大气环境污染不断加剧已不可2 逆转，大气环境质量将不容乐观。防治大气环境污染，改善大气环境质量，成为 当今我国社会各界共同关注的问题。我国大气环境SO的年日均浓度要达到国家2大气质量二级标准，每年我国SO年排放量至少要减排800多万t，可见我国SO22 的减排数量相当可观。当然，燃煤工业锅炉也是减排SO的主要对象。 2 根据大气污染物的来源，我国大气环境中SO和烟尘等污染物主要来自煤炭2燃烧。煤炭燃烧排放的SO和烟尘，分别占我国SO2总排放量的90%和烟尘总排2 放量的70%。控制煤炭燃烧SO和烟尘污染，是控制我国大气环境SO和烟尘污染22 之本。在煤炭燃烧中，主要污染源有燃煤发电厂锅炉、燃煤工业锅炉、燃煤工业 窑炉、民用小煤炉、燃煤铁路机车等。在20世纪80年代中期，煤炭燃烧中燃煤 工业锅炉、燃煤发电厂锅炉、民用小煤炉、燃煤工业窑炉以及燃煤铁路机车，所 排放的SO分别占煤炭燃烧SO总排放量的36.5%、24.8%、20.6%、8.7%和3.4%；22 煤炭燃烧排放的SO占全国SO总排放量的93.1%，而钢铁工业、有色冶金工业、22 硫酸工业和石油化工工业排放的SO总和，仅占全国SO总排放量的6.1%。到200022年，由于燃煤电力工业持续迅速发展，上述大气污染源SO排放量所占比重也发2生明显变化，燃煤发电厂锅炉由第二位上升到第一位。为此，燃煤发电厂、燃煤 工业锅炉、民用小煤炉、燃煤工业窑炉和燃煤铁路机车，SO排放量所占比例分2别占煤炭燃烧SO总排放量的37.6%、30%、22.6%、6.8%和3%。由大气污染源SO22 2污染最主要的污染源之一。从大气污染源对我国城市大气污染的贡献率来看，燃 煤工业锅炉为40～55%，而燃煤发电厂锅炉仅为5～10%。可见，燃煤工业锅炉是 排放量所占比例可见，在相当长时期内，燃煤工业锅炉一直是我国大气环境SO影响我国城市大气污染最主要污染源，因此，控制燃煤工业锅炉SO污染，对控2 制我国城市大气SO污染具有极其重要的意义。考虑到燃煤工业窑炉是和燃煤工2 业锅炉性质类同的大气污染源，在研究、规划、实施城市大气污染防治时，常常 把燃煤工业锅炉和燃煤工业窑炉一统考虑。因而，燃煤工业锅炉SO污染防治在2 我国大气污染防治中的地位显得尤为重要。可以说，我国城市大气严重污染，主 要是工业锅炉燃烧大量污染型煤炭造成的，是污染型煤炭不合理利用造成的。显 然，燃煤工业锅炉大气污染有效控制之时，便是我国城市大气污染有效控制之时。 我国燃煤工业锅炉，主要是在建国以后迅速发展起来的。1949年全国工业 锅炉年产量为240蒸t，1985年迅速增加到82000蒸t，增长了340多倍。我国 燃煤工业锅炉迅速增加，特别是在大中城市的人口稠密区、商业区和城市周边的 工业区，以SO 及烟尘为主要污染物的大气煤烟型污染已经发生。遗憾的是，人2 们把这种有害于身体健康的大气污染，仅视为“视觉污染”，甚至把数量不断增 多的锅炉烟囱歌颂为“新中国工业蒸蒸日上”的象征。当然，随着燃煤工业锅炉 的迅速增加，也开始了燃煤工业锅炉大气污染控制技术及设备的研究与开发， 1973年我国颁布了《十三类有害物质的排放标准》（GBJ4-73），1979年颁布了《车间空气中有害物质的最高允许浓度》（TJ36-79），这些标准对燃煤工业锅炉烟尘 排放浓度做了明确的规定，在一定程度上促进了燃煤工业锅炉烟尘污染防治。但 是，由于种种原因，这些标准未能得到很好地贯彻执行。1982年，我国《大气环境质量标准》（GB3095-82）出台，燃煤工业锅炉烟尘污染，由“视觉污染”上 升到大气环境污染，并成为我国大气环境污染最主要的污染源。从此，逐年加大 燃煤工业锅炉大气污染防治的力度，成为环境保护工作的重要内容。在半个多世 纪内，我国形成了以70-80年代开发的旋风除尘器为代表的干法除尘、以80-90年代开发的水膜除尘器为代表的湿法除尘、以90年代开发的湿法为代表的烟气 脱硫技术，这些干、湿法除尘技术和烟气脱硫技术，统称为燃煤工业锅炉传统的 大气污染控制技术。 随着我国环境保护法规日趋严格，对燃煤工业锅炉SO2及烟尘排放浓度的要求也日趋严格，这些传统的大气污染控制技术及设备的严重缺点也彰显出来：能 耗高、效率低、易造成二次污染，经济效益和环境效益都很差，远远不能满足《锅 炉大气污染物排放标准》的要求。例如，旋风除尘器在燃煤工业锅炉上的实测除 尘效率为40～85%，对于10µm以下的烟尘，特别是5µm以下的烟尘，除尘效率为27～73%，如此低的除尘效率，根本不能满足环境法规的要求。又如，水膜除 尘器的除尘效率为70～80%；灰水的二次污染严重，也难以解决；并且投资高， 运行费用高。再如，烟气脱硫生成的亚硫酸盐是不稳定的二次污染物，二次污染 相当严重，投资及运行费用昂贵。 笔者认为，目前我国燃煤工业锅炉在线运行传统的大气污染控制技术及设 备，旋风除尘器和水膜除尘器各有10万多台，烟气脱硫装置不到5000台，它们 在不同历史时期遏制我国大气环境污染曾发挥了一定的作用，但是，在当今环境 法规要求日趋严格的新形势下，因除尘效率和脱硫效率低、二次污染严重、环境 效益差，远远不能满足《燃煤锅炉大气污染物排放法规》的要求，而应被淘汰。 淘汰这些技术与设备，是贯彻执行环境保护法规、保护大气环境质量应采取的不 可避免的措施。这些设备能耗高、经济效益差，经济上也不允许，也应淘汰。有 计划、有步骤地淘汰这些传统的大气污染控制技术及设备，研究开发燃煤工业锅 炉用高效率、低能耗、无二次污染、经济效益和环境效益双赢、全新的大气污染 控制技术及设备，是我国目前及未来环保工作中急待解决的重要课题。 在近20多年内，随着我国经济持续迅速发展和煤炭年消耗量大幅度逐年增 加，我国大气污染日趋严重，控制大气环境污染，成为我国社会普遍关注的问题。 1982年我国《大气环境质量标准》（GB3095-82）出台，应用法律手段，在很大程度上促进了我国大气环境SO2和烟尘（即颗粒物）的污染防治；1987年我国 出台了《中华人民共和国大气污染防治法》（草案），烟尘污染及其防治写进了法 律；1994年出台了《中华人民共和国大气污染防治法》（修订），SO污染及其防2 治补写进了法律；2000年新修订的《中华人民共和国大气污染防治法》出台。 从此，SO污染防治在我国才正式提到议事日程。国务院及国家环保总局，相继2 也发布了一系列关于SO污染防治的文件，例如，1998年国务院发布了《国务院2 关于酸雨控制区和SO污染控制区有关问题的批复》（国函〔1998〕5号）文件；2 2001年国家环保总局发布了《锅炉大气污染物排放标准》；2002年国家环保总局 下达了《两控区酸雨和二氧化硫污染防治“十五”计划》等。这些法规、文件、 条例及规定，对SO2污染防治，在时间、空间及具体内容上都作出了明确的规定 及要求，SO2污染防治首次被列入五年计划，2000年国家发布了新修订的《中华人民共和国大气污染防治法》，对我国大气环境SO2污染防治将起到积极而重要的作用。20世纪末和本世纪初，国家环保总局解振华局长曾多次指出，我国大 气环境SO污染比较严重，而现有传统的大气污染控制技术及设备又起不到有效2 的防治作用，未来经济仍要迅速增长，大气环境污染防治怎么办？采用什么样的 污染防治技术才能有效地防治我国大气环境污染？ 我国燃煤工业锅炉SO污染防治研究与开发始于20世纪90年代初，在全国2 范围内大规模研究与开发始于90年代中期。到20世纪末，我国研究与开发的燃煤工业锅炉SO污染防治技术：煤炭燃烧前脱硫技术主要是在煤炭中混对添加脱2 硫剂，其规模不大，品种很少，因局部过热问题没有解决，未能形成脱硫产业； 煤炭燃烧中脱硫技术主要是炉内喷钙，因炉管积灰严重、炉膛小没有清灰机械， 易引起严重局部过热、传热效率显著下降、不安全，未能推广应用；煤炭燃烧后 烟气脱硫，研究开发以湿法为主，到1998年研究开发的烟气脱硫技术大约有40，成套设备投2多种，其中有10余种运行较为稳定，真正进入市场在中小型燃煤锅炉上获得较资及运行费用昂贵，因而在燃煤工业锅炉上很难推广应用，由于经济效益差，也广泛应用的也就是几种，其中旋流板塔脱硫除尘技术应用为最多。旋流板塔脱硫很难形成大规模的脱硫产业。此外，笔者曾多次指出，湿法烟气脱硫工艺过程不效率大约为60～87%，除尘效率为90～98%，脱硫费用983元/tSO合理，生成的亚硫酸盐不稳定，并未固硫，二次污染相当严重。 鉴于燃煤工业锅炉用传统的大气污染防治技术及设备能耗高、效率低、二次 污染严重，经济效益和环境效益都很差，笔者认为，淘汰传统的大气污染控制技 术及设备应尽快提到议事日程，研究开发效率高、能耗低、无二次污染、符合国 情的燃煤工业锅炉大气污染防治技术及设备是我国市场的需求，也是顺应我国能 源消费结构以煤为主的需求。 燃煤工业锅炉SO 污染防治技术及设备选择应符合以下基本原则：技术成熟2 及先进；运行可靠；脱硫及除尘效率高；工艺过程简单，占地面积小；操作简便， 维修方便；投资及运行费用低；能耗省；无二次污染；自动化程度高；经济效益 和环境效益双赢。 笔者经过20多年的研究，根据国内外燃煤工业锅炉大气污染控制技术与设 备成功与失败的经验及教训，提出了一整套科学、系统、高效、经济、符合国情 的《中国燃煤工业锅炉SO污染综合防治对策》，主要内容如下： 2 （1）中国燃煤工业锅炉的现状及发展趋势； （2）中国燃煤工业锅炉SO污染及其防治； 2 （3）中国燃煤工业锅炉传统大气污染防治技术的应用； （4）中国燃煤工业锅炉传统大气污染防治技术的淘汰； （5）《中国燃煤工业锅炉SO污染综合防治对策》的产生； 2 （6）禁止原煤直接燃烧和淘汰小锅炉，控制燃煤工业锅炉SO污染； 2 （7）采用清洁燃料防治燃煤工业锅炉SO污染； 2 （8）应用工业固硫型煤技术防治燃煤工业锅炉SO污染； 2 （9）应用水煤浆洁净燃烧技术防治燃煤工业锅炉SO污染； 2 （10）应用循环流化床洁净燃烧技术防治燃煤工业锅炉SO污染； 2 （11）应用烟气脱硫技术防治燃煤工业锅炉SO污染； 2 （12）燃煤工业锅炉SO污染防治技术的选择及评价。 2 污染综合防治对策》SO的主要防治技术中，无论22 是工业固硫型煤、水煤浆技术，还是循环流化床、烟气脱硫技术，工业锅炉均以 煤为燃料，只不过有的是将煤炭加工成洁净煤制品——工业固硫型煤和水煤浆。 在《中国燃煤工业锅炉SO工业锅炉以煤炭或洁净煤制品为燃料，符合我国能源生产和消费结构以煤为主的 格局，我国煤炭产量可观，不需要进口，《中国燃煤工业锅炉SO污染综合防治2 对策》中的SO污染防治技术容易被厂家接受和推广。 2 在同一工艺过程中，除尘和脱硫可在不同的设备中进行，也可在同一设备中 进行。在同一设备中进行的除尘和脱硫，在国内称为除尘脱硫一体化。除尘脱硫 一体化，可减少设备，简化工艺过程，节约投资和运行费用。《中国燃煤工业锅 炉SO污染综合防治对策》中SO的防治技术，大多采用了经济的除尘脱硫一体22 化的工艺过程。 在《中国燃煤工业锅炉SO污染综合防治对策》SO的防治技术中，除烟气脱22 硫技术外，其它控制技术均具有经济效益显著的特点，其主要原因是具有很高的 燃烧效率。例如，工业固硫型煤具有蜂窝状的结构，水煤浆属于雾化燃烧，这些 燃烧技术燃烧效率很高，燃尽率高达95～98%；节煤效果十分显著，高达15～25%， 每年可节约数量相当可观的煤炭，故经济效益十分显著。例如，工业固硫型煤节 煤效率为15～17%，应用8260万t原煤制成的工业固硫型煤后可顶替1亿t原 煤，节煤1740万t，节约煤炭价值为52.2亿元（每t煤炭价格以300元计）， SO2的排放量可减少100多万t，而应用传统的烟气脱硫技术减排100多万t SO，2 脱硫费用大约为9.83亿元。又如，一台220t/h的燃油锅炉改成燃水煤浆锅炉， 每年直接经济效益高达5000多万元。再如，循环流化床洁净燃烧，不仅燃烧效 率很高（98%）而且可以劣质煤为燃料，经济效益很好，资源利用率也很高。《中 国燃煤工业锅炉SO2污染综合防治对策》SO防治技术的经济效益如此之好，是2 任何传统污染控制技术不可比拟的，弥补了层燃式燃煤工业锅炉燃烧效率低下的 严重缺点。 在《中国燃煤工业锅炉SO污染综合防治对策》中，SO防治技术的环境效益22 也相当好。其中，水煤浆含硫量很低，通常在0.6%以下，燃烧排放烟气中的SO2浓度不会超过排放标准，属于燃烧前煤炭脱硫，即煤炭经洗选硫的含量低于0.6%时方可制备水煤浆。工业固硫型煤和循环流化床属于燃烧中脱硫，对于工业固硫 型煤，通常是用低硫煤制成的，加入的脱硫剂（通常为石灰）与硫作用脱除45～70%的硫，方法极为简便、经济，也能满足烟尘及SO排放标准的要求。循环流2 化床以中低硫煤为燃料，由于流化床的作用，用石灰或石灰石脱硫比较充分，通 常脱硫效率在90%以上，燃烧相当完全，烟气中烟尘及SO的排放浓度可满足排2 放标准的要求。对于烟气脱硫来说，目前应用较好的仅是湿法烟气脱硫，脱硫装 置及脱硫运行费用昂贵，解决二次污染也是一个棘手的问题。为此，笔者建议一 般不宜采用，特别是小容量锅炉不宜采用。但是，网开一面，在某种情况下，例 如清洁燃料短缺，又难以解决工业固硫型煤、水煤浆及循环流化床技术，采用烟 气脱硫也不失为一种好方法，只是投资及运行费用很高而已。 污染综合防治对策》这套污染防治技术，可使这些堆积2每年我国煤矿周边堆积有上亿t煤矸石、数千万t粉煤和湿煤，这些劣质煤如山的劣质煤得到充分利用，例如，利用湿煤、粉煤，可以制备工业固硫型煤和找不到用处，并占有大量的土地，遇上大风大雨还会造成大气和水体污染。采用 水煤浆，煤矸石及其它劣质煤可用作循环流化床锅炉的燃料。这样，合理利用煤《中国燃煤工业锅炉SO 炭资源，劣质煤得到充分利用，煤炭资源化率提高，节约煤炭，降低交通运输的 空载率，减少土地占用面积，煤炭利用市场拓宽，减少柴油、重油等燃油的消耗 量。 我国大气污染严重，是由于煤炭不合理供应及利用造成的。供给工业及民用 的煤炭，大多是未洗选未加工的高灰高硫劣质煤，工业及民用直接燃烧这些劣质 煤，造成严重的煤烟型大气污染。《中国燃煤工业锅炉SO 污染综合防治对策》2 中，要求供给工业及民用的不是原散劣质煤，而是经洗选加工后的固硫型煤或水 煤浆，以固硫型煤或水煤浆做燃料不会造成大气污染。采用《中国燃煤工业锅炉 SO污染综合防治对策》，要求煤炭洁净技术产业化，我国将由传统的污染型原散2 煤供应及利用，转换成工业固硫型煤、水煤浆等洁净煤制品供应及利用，即煤炭 供应及利用趋于合理化。我国煤炭供应及利用发生如此根本的变革，但依然确保 工业锅炉燃料以煤为主，顺应了我国能源以煤为主的格局；大量燃烧洁净煤制品， 即使在我国未来经济持续迅速发展及煤炭消耗量逐年大幅度增加的情况下，燃煤 工业锅炉SO和烟尘污染仍可实现最少化，大气环境污染仍可得到有效防治。 2 《中国燃煤工业锅炉SO污染综合防治对策》中的SO污染控制技术，如工22 业固硫型煤技术、水煤浆技术以及循环流化床技术等，在我国推广应用比较现实， 这些技术在我国大体上都有成熟的攻关技术和备用技术，投资低，技术难度小， 上马快，便于掌握，见效快，是已掌握的切实可用的技术，从理论到工业化应用 已全部掌握，无需再进行大量的试验研究。这些技术所需的设备、装置、仪器、 仪表、元件等均已国产化，不需要国外进口。 5.1.1 因地制宜，合理选择 污染综合防治对策》，是一整套科学的、2我国幅员广大，不同地区的能源来源、能源结构及品质、自然资源状况、环 系统的、综合的SO境及其容量、经济及技术、交通运输能力等不尽相同，对污染防治技术，它涵盖了煤炭燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃SO2污染防治技术的要2 求也不尽相同。《中国燃煤工业锅炉SO烧后脱硫，可供各种不同地区和不同用户选用，实用性强，选择范围广。在选择 燃煤工业锅炉SO污染防治技术时，要因地制宜，科学合理地选择，切不可一刀2 切。 对于清洁燃料来源比较丰富的地区和部门，如油田、气田、煤矿周边地区天 然气、瓦斯气比较丰富；石油化工厂和炼油厂附近地区可较容易获得石油液化气、 柴油及重油等，在可能情况下优先以这些清洁燃料做工业锅炉的燃料；对于某些 工业企业副产品CO等清洁燃料，如钢铁工业的转炉炼钢副产品CO，可供民用， 也可用做工业锅炉的燃料。目前我国仅有北京和上海两市以天然气做工业锅炉燃 料，酸雨污染控制区和SO2污染控制区“两控区” 内的工业锅炉燃烧清洁燃料也日渐增多。只要条件允许，就要力争工业锅炉以燃烧清洁燃料为好。对于清洁 燃料十分短缺的地区和部门，可因地制宜，合理选择SO2污染防治技术。 对于低硫煤和中硫煤及水资源比较丰富的地区，可大力发展水煤浆工业和工 业固硫型煤工业，工业锅炉可燃烧水煤浆和工业固硫型煤，也可采用循环流化床 技术燃烧劣质煤，原则上不采用烟气脱硫技术。 对于低中硫煤较少而劣质煤较多的地区，水资源又相当短缺，可采用循环流 化床技术，但是，无论选用哪种SO 污染防治技术，工业锅炉应禁止燃烧高硫煤。 2 对于“两控区”来说，工业锅炉首先要以清洁燃料做燃料，如清洁燃料来源 短缺，可选择工业固硫型煤技术、水煤浆技术及循环流化床技术。 对于能源短缺的东南沿海地区，在目前情况下可购置低中硫煤，再加工成工 业固硫型煤和水煤浆后，用作工业锅炉的燃料，也可应用循环流化床技术。 由于烟气脱硫技术目前投资及运行费用昂贵，再考虑到二次污染严重，原则 上不予应用。但是，在某些情况下，如清洁燃料短缺，又购买不到工业固硫型煤 和水煤浆时，对于燃烧低中硫煤的工业锅炉来说，也可采用烟气脱硫技术控制 SO2污染。但是，在采用烟气脱硫技术控制SO2污染时，一定要解决二次污染问题，脱硫副产物应是稳定的硫酸盐，而不是不稳定的亚硫酸盐。 5.1.2 根据容量大小合理选择 对于不同容量的燃煤工业锅炉，选用的SO 污染防治技术也不相同。不同容2量的燃煤工业锅炉，可参照图1选择SO污染防治技术。 2 410130120220754035201064320.6810.80.40.2 图1燃煤工业锅炉SO污染防治技术 2 5.1.3根据经济技术评价，合理选择 为了科学合理选择SO污染防治技术，往往要借助于经济技术评价。 2 对SO污染防治技术进行定性和定量的经济技术评价分析，可通过权重法和2 综合评价系数对各种防治技术的10多项评价因子加以数学解析，得出综合经济 技术评价的结论，以此作为选择SO污染防治技术的指导性科学依据。在综合经2 济技术评价中，最重要的是投资、运行费用、能耗和占地面积，而这四项技术又 与SO污染防治设备的容量、煤炭含硫量、脱硫效率等密切相关。掌握了这四项2 基本内容，其余问题不难解决。《中国燃煤工业锅炉SO污染综合防治对策》中2 SO污染控制技术的综合经济技术评价列于表1。 2 表1《中国燃煤工业锅炉SO污染综合防治对策》中SO污染设备技术的综合经济22 技术评价 投资 清洁燃料，固硫型煤，水煤浆，烟气脱硫，流化床 （低） （高） 运行费用 清洁燃料，固硫型煤，水煤浆，流化床， 烟气脱硫 （低） （高） 能量消耗 清洁燃料，固硫型煤，水煤浆，流化床，烟气脱硫 （低） （高） 占地面积 清洁燃料，固硫型煤，水煤浆，流化床，烟气脱硫 （小） （大） 工艺复杂程度 清洁燃料，固硫型煤，水煤浆，流化床，烟气脱硫 （易） （繁） 运行可靠性 清洁燃料，固硫型煤，水煤浆，流化床，烟气脱硫 （强） （差） 煤炭资源化率 流化床，清洁燃料，水煤浆，固硫型煤，烟气脱硫 （强） （差） 清洁燃料，流化床，水煤浆，固硫型煤，烟气脱硫 经济效益 （好） （差） 清洁燃料，水煤浆，固硫型煤，流化床，烟气脱硫 环境效益 （好） （差） 清洁燃料，水煤浆，固硫型煤，流化床，烟气脱硫 二次污染 （无） （有） 半个世纪的实践证明，尤其是近20多年来我国经济持续迅速发展的实践证 明，应用传统的大气污染控制技术及设备，很难控制燃煤工业锅炉SO及烟尘污2染。但是，应用《中国燃煤工业锅炉SO污染综合防治对策》，燃煤工业锅炉SO22及烟尘污染可得到有效的控制。因为，《中国燃煤工业锅炉SO污染综合防治对2策》防治技术的核心，是建立在清洁生产基础之上，或锅炉燃料是洁净的煤制品， 而不是直接燃烧污染型的原煤；或采用了洁净的燃烧技术，环境效益必然好。即 使在未来我国经济逐年持续迅速发展，煤炭消耗量逐年大幅度增加，燃煤工业锅 炉SO和烟尘污染，仍可有效地控制。可以说，我国燃煤工业锅炉SO和烟尘污22染有效控制之日，也就是我国大气环境SO和烟尘污染有效控制之日，认真实施2 《中国燃煤工业锅炉SO污染综合防治对策》，燃煤工业锅炉SO和烟尘污染是可22以控制的，我国大气环境污染控制也是有望的。 《中国燃煤工业锅炉SO污染综合防治对策》，对于许多SO和烟尘污染源防22治也具有普遍的意义。它不仅可高效、经济地防治燃煤工业锅炉SO和烟尘污染，2也可高效、经济地防治第三大污染源燃煤工业窑炉SO和烟尘污染，对于第一大2 污染源燃煤发电厂锅炉SO和烟尘污染控制，也具有较高的参考价值。总之，凡2 是以煤炭燃烧造成的SO和烟尘污染，大体上可采用上述《中国燃煤工业锅炉SO22污染综合防治对策》，经济高效地防治SO和烟尘污染。 2 对于许多能源以煤炭为主的发展中国家，经济迅速发展和煤炭消耗量大幅度 增加时，也会像我国一样产生大气环境污染，由于清洁能源短缺，很难通过燃烧 清洁能源来防治大气环境污染。为此，《中国燃煤工业锅炉SO污染综合防治对2策》，对这些发展中的国家大气环境污染防治具有直接的参考价值。 及烟尘控制技术不当，在社会上形成了“安装环保设2 备经济效益差”的传统观念，例如，一台75t/h燃煤工业锅炉安装一套湿法烟气脱硫系统，需要360万元，年运行费用需要数十万元，运行后经济效益和环境效 多年来，由于选择SO益均很差。厂商出于经济效益，只好长期停运烟气脱硫。但是，采用《中国燃煤 工业锅炉SO污染综合防治对策》，不仅可获得良好的环境效益，同时还可获得2 良好的经济效益。其原因是：传统的烟气脱硫技术，有悖于清洁生产，仅是末端 治理，一般来说即使获得良好的环境效益，经济效益也很差；《中国燃煤工业锅 炉SO污染综合防治对策》以清洁生产为基础，煤炭燃烧前或洗选、加工、成型2 为洁净的煤制品实施清洁燃烧，或煤炭直接实施清洁燃烧，燃尽率相当高，节煤 十分显著，可达到相当可观的经济效果，同时环境效益也相当好，实现了经济效 益和环境效益双赢。采用《中国燃煤工业锅炉SO2污染综合防治对策》，安装成套的环保设备，经济效益不但没有下降，反而大大提高了，彻底改变了“安装环 保设备经济效益差”的传统观念，成为经济效益和环境效益双赢的样板。 （1）我国是世界上第三大能源生产国，第二大煤炭生产国，第一大煤炭消 费国，也是世界上大气污染最严重的国家和第三大重酸雨区。严重的大气污染， 已导致我国大气环境安全问题的产生，对人民身体健康、生态环境、经济发展、 社会进步造成了相当可观的经济损失。未来，我国煤炭年消耗量逐年增加和SO 2 及烟尘的排放量不断增加与大气环境质量的矛盾，前景不容乐观，大气环境污染 逐年加重已不可逆转。 （2）燃煤工业锅炉是我国独占鳌头的SO污染源，控制燃煤工业锅炉SO污22 染，对控制我国大气SO2污染具有极其重要的意义。燃煤工业锅炉SO污染防治，2 以其存在问题多，治理技术难度大，经济消耗多为其特点，成为当今全社会共同 关注的热点。人们面对燃煤工业锅炉，包括污染型燃煤在内的落后燃烧方式司空 见惯，见怪不怪，不是从源头上入手采用清洁燃料和洁净燃烧技术，对燃煤工业 锅炉污染进行治本的治理，而单纯是对SO和烟尘污染实施除尘脱硫治表的终端2控制，因而由于经济技术不配套，经济效益和环境效益差，传统的大气污染控制 技术与设备很难控制燃煤工业锅炉大气污染。因此，淘汰传统的大气污染控制技 术及设备，研究开发经济、高效、密切结合国情的全新污染防治技术，是我国环 保工作的一个急待解决的重要课题。 （3）对煤炭燃烧造成我国大气环境严重污染及影响进行反思，原煤直接燃 烧和落后的燃烧方式，给我们产生了支撑经济发展和提高人民生活质量的热能和 动力，但是在很大程度上被造成大气环境污染所产生的直接和间接的沉重的经济 损失所抵消。这里不禁要问原煤直接燃烧值得吗？这条路我们还要走多久？有没 有能够兼顾经济、发展、环境与人体健康的能源、能源技术及设备，既能产生热 能和动力又不致污染大气环境。 污染综（4）笔者对我国20多年来煤炭燃烧造成大气环境严重污染及影响的反思，2合防治对策》。该对策的实质是：燃煤工业锅炉SO着眼于能源与环境问题，根据国内外工业锅炉大气污染控制的经验教训，提出一污染防治的根本出路在于采2整套科学、系统、经济、高效、密切结合国情的《中国燃煤工业锅炉SO用清洁燃料和洁净煤技术，才能经济有效地控制SO污染。首先禁止原煤直接燃2烧，大大减少原煤燃烧产生的SO污染；第二采用清洁燃料，从源头上减少燃料2 SO2的含量，不产生或少产生SO，清洁能源包括天然气、柴油等，这些清洁燃2 料燃烧时产生的烟尘及SO很少，近似洁净燃烧，燃烧效率和热效率高；第三，2 在清洁燃料短缺的地区和部门，锅炉可采用洁净煤技术加工成型的洁净煤制品— —工业固硫型煤和水煤浆，可有效地在燃烧前和燃烧中削减SO的排放量；第四，2锅炉采用洁净燃烧技术——循环流化床燃烧技术，可大大减少SO的生成量；第2五，在某种情况下锅炉可采用烟气脱硫技术，控制锅炉SO污染。 2 （5）相对煤炭整体气化、液化等高新技术，工业固硫型煤技术、水煤浆技 术和循环流化床洁净燃烧技术投资低，技术难度小，上马快，便于掌握，见效快， 作为原煤初级净化技术在我国推广应用比较现实，这些技术在我国大体上都有成 熟的攻关技术和备用技术，需要国家有关部门对有关技术推广组织力量，尽快将 型煤工业、水煤浆工业和洁净燃烧技术及设备工业建立起来，国家应出台明确的 扶持政策，在投资、价格、运输、税收等方面给以优惠，在技术上给予帮助，在 生产及运输上给以扶持，使已建立起来的工业型煤厂、水煤浆厂、生产循环流化 床锅炉的锅炉厂、在洁净煤技术工业的开发利用中发挥好先导作用。同时，国家 应有计划地建设一大批大型洁净煤技术工业，可望在几年之内使我国的洁净煤技 术工业有较大的发展，使我们大气污染有效防治显现出来。 （6）在煤炭产地建设工业型煤厂和水煤浆厂比较合理。因为那里有大量积 压的和价格便宜的粉煤和湿煤，煤矿由出售煤炭逐步改变为出售工业型煤和水煤 浆，由输出煤炭逐步改变为输出工业型煤和水煤浆。 工业固硫型煤和水煤浆的价格比原煤高，用户不易接受。其实不然，原煤价 格便宜，因为没有计入原煤燃烧严重污染大气环境造成的经济损失。事实上，从 环境、经济、社会、发展的综合效益看，燃烧清洁燃料、工业固硫型煤和水煤浆， 以及采用洁净燃烧技术，比燃烧原煤合算得多。例如，生产1t蒸汽需水煤浆148kg，成本为66.7元；生产1t蒸汽需煤炭200kg，成本为67元，而脱硫费用需16元，后者总成本为83元。 大力宣传燃烧清洁燃料、工业固硫型煤和水煤浆，以及采用洁净燃烧技术的 好处，增强人们的环境意识、节能意识和合理利用资源的责任。要人们懂得，要 保持我们健康生存的良好的大气环境，非从能源入手不可，非煤炭洁净利用不可 （7）洁净煤技术的开发及应用是一个宏大的工程，它涉及大量投资及各种 各样技术。就我国工业固硫型煤和水煤浆的需求而言，数量相当可观，要在煤炭 产地建立几十个几十万t、乃至上百万t的大型工业型煤厂或水煤浆厂才能凑效， 需要先进的技术、设备及人才，需要科技投入和提高，国家有关部门要看到未来 污2的前景，规划和实施这个宏大工程，全面布置这个力量，中国的大气环境SO染方可得到控制。 （8）随着我国工业型煤和水煤浆产量的增加，国家应该制定出由限期到禁 止直接燃烧原煤的规定，尤其是“两控区”的城市应该尽早作出规定，并逐步实 施。运用法规的力量，推动工业型煤和水煤浆等清洁燃料及洁净燃烧技术的普遍 应用，达到削减SO2的排放量，改善大气环境的目的。只有制定严格的环保法规， 并严格贯彻实施，我国大气环境SO2污染才能逐步得到控制，能源资源才能趋向 合理利用，大气环境保护和资源合理利用才能落实到实处。 （11）认真实施《中国燃煤工业锅炉SO 污染综合防治对策》，即在小型锅2 炉上采用清洁燃料，在中小型锅炉上采用工业固硫型煤、水煤浆和循环流化床洁 净燃烧技术，在20t/h以上锅炉上适当采用烟气脱硫技术，可大范围地削减燃煤 工业锅炉SO的排放量，改善和提高我国大气环境质量也是有望的。 2 1、王汉臣，大气保护与能源利用，中国环境科学出版社，北京，1992； 2、张慧明，“中国能源与大气环境”，中国经济文库，中央编译出版社，北 京，1995； 3、张慧明，“中国能源与中国城市环境” ’94第四届城市污染国际会议论 文集，282～289页，北京，1994； 4、张慧明，“中国能源的现状”，2003年中国环境科学学会年会，长沙，2003； 5、张慧明，“中国能源的特点”，首届中国西部地区环境与发展经济技术国 际研讨会论文集，昆明，2003； 6、张慧明，“中国能源的发展趋势”，2004年全国化学热工学术年会论文集， 31～36页，开封，2004； 7、张慧明，“中国大气污染状况及发展趋势”，青岛市城市化学术研讨会论 文集，97～108页，青岛，2001（青岛科学，3（3），97～108页，2001）； 8、张慧明，“中国大气环境安全问题及其对策”，中国环境科学学会，2002 年学术年会—环境安全与可持续发展论文集，326～335页，环境科学出 版社，北京，2003； 9、张慧明，“中国大气SO 污染及其防治对策”，脱硫技术，35～41页，中2 国环境科学出版社，北京，1995； 10、张慧明，“燃煤锅炉烟气脱硫概论”，环境科学进展，5（增刊），90～103 页，1997； 11、张慧明，“中国燃煤工业锅炉SO污染综合防治对策”，首届中国西部地2 区环境与发展经济技术国际研讨会论文集，昆明，2003； 12、张慧明，采用清洁燃料控制燃煤工业锅炉大气SO污染，电力环境保护，2 污染，2005年中国环2 境科学学会烟气脱硫研讨会，黄山，2005； 2004（4），38～42； 14、张慧明，禁止原煤直接燃烧和淘汰小锅炉，控制燃煤工业锅炉二氧化硫 13、张慧明，采用清洁燃料控制燃煤工业锅炉大气SO污染，电力环境保护，2005：21（1），51～54； 15、张慧明，应用工业固硫型煤技术，控制燃煤工业锅炉SO污染，电力环2 境保护，2005：21（2），38～40； 16、张慧明，“燃煤工业锅炉SO污染和应用工业固硫型煤技术控制”，环境2 科学进展，7（1），51～54，1999； 17、张慧明，应用水煤浆洁净燃烧技术控制燃煤工业锅炉SO污染，电力环2 境保护，2005：21（3）（待发表）； 18、张慧明，中国燃煤工业锅炉SO污染及应用水煤浆技术控制，环境与发2 展，2003，19（3），16～21； 19、张慧明，应用循环流化床洁净燃烧技术控制燃煤工业锅炉SO污染，20052 年中国环境科学学会年会论文集，环境科学出版社，北京，2005； 20、张慧明，应用循环流化床洁净燃烧技术控制燃煤工业锅炉SO污染，电2 力环境保护，2005：21（4）（待发表）； 21、张慧明，应用烟气脱硫技术控制燃煤工业锅炉SO污染，2004年中国环2 境科学学会年会论文集，798～806，环境科学出版社，北京，2004； 22、张慧明，应用烟气脱硫技术控制燃煤工业锅炉SO污染，电力环境保护，2 2006：22（1）（待发表）。 张慧明，著名环境科学学者，环境学家，能源与环境学家，中国近代SO污2染控制工程奠基人。代表性研究成果：中国能源与大气环境，美国大气污染控制 装置的市场分析，中国大气环境污染状况与发展趋势，中国大气SO污染及其防2治，中国大气环境安全问题及其对策，中国电力工业烟气脱硫的现状及发展趋势， 世纪之交中国城市向何处去，中国燃煤工业锅炉烟气脱硫概论，中国燃煤工业锅 炉SO污染综合防治对策等。在推进我国SO污染防治、烟气脱硫、城市大气污22 染防治、修正和完善环保法规、能源开发及利用、建设生态城市、创建SO污染2控制工程新学科、填补环境科学的空白等方面做出了杰出的贡献。（摘自2005年3月7日《科技日报》两会特刊，张慧明：开启我国SO污染控制工程的环境2 学家）。