老板燃氣灶承德售后維修(老板燃氣灶廠家售后維修服務電話)
前沿拓展:
(作者系中德可再生能源合作中心執行主任,治霾專家。文章僅代表個人觀點。)
從2018年11月12日起,北京的霧霾日重一日,14日達到頂峰,PM2.5日均濃度為223微克/立方米,達到了“嚴重污染”的級別。久違的重霾,為何重返京城?
當然,氣象條件是決定大氣質量的兩個必要條件之一。去年冬季的大氣質量顯著改善,主要就是因為京城乃至整個京津冀地區幾乎刮了一個冬天的北風。
決定大氣質量的另一個必要條件就是大氣污染源了。沒有嚴重的大氣污染源,氣象條件再差也不會出現嚴重的大氣污染。那么這次京城重霾的主要污染源來自于哪里?來自周邊還是本地?來自于燃煤?燃氣?還是機動車?
我們先看一組測量統計數據:
11月14日當天北京市和周邊的天津、廊坊、保定、張家口和承德的主要大氣污染物均值(除了CO的單位為毫克/立方米外,其余為微克/立方米):
我們再看一下前兩天的情況:
PM2.5的最高值出現在北京,但北京的SO2值卻一直是最低的。而且北京的NOx與SO2的比值為14~19,遠大于其它城市,與周邊地區的空氣成分差異很大。
眼盯著這組數據,得出“主要是周邊地區污染北京”的結論,恐怕要有些想象力。
這里需要特別說明的是,盡管北京出現了重霾天,但是大氣中二氧化硫的濃度很低,是個位數,要知道大氣質量“優”的二氧化硫24小時平均濃度上限是50毫克/立方米;而在11月14日的這個重霾天里,北京大氣中二氧化硫的濃度卻只有4毫克/立方米,可以說這個指標是超級“優”,濃度如此之低的二氧化硫,在大氣中合成的顆粒物肯定是微乎其微;這說明了北京市的絕大部分燃煤煙氣要么因退煤消失,要么燃煤煙氣得到處理。另外,氮氧化物的濃度也不高,在“良”的范圍。說明燃氣和燃油的氮氧化物排放也得到了有效的控制,盡管還有進一步改善的潛力。這說明了北京市絕大多數的燃煤企業,對治霾工作非常積極和認真,值得點贊!
盡管如此,重霾還是來了。北京有句俗話,皮褲套棉褲,必定有緣故。發生嚴重的污染天就一定有嚴重的大氣污染源。可惜我拿不到北京市11月14日大氣中PM2.5的化學組分,否則就能估計個八九不離十。現在就只能根據過去的信息,列舉出可能的情景,并做原因分析了。
我曾經非正式地喵過一眼華北地區各個城市最近一兩年來的PM2.5的組分。因為不是官方公開的數據,我看了一眼就有了犯罪感,更別說拷貝了。因此這里拿不出來具體數據,只能告知當時看完后做粗略分析得出的結果:
在PM2.5中,硫酸鹽和硝酸鹽是主要成分,而且其中主要是硫酸銨和硝酸銨。在非采暖季,硫酸鹽和硝酸鹽在PM2.5中占70%左右;在采暖季占50%左右。在采暖季,有機碳和無機碳所占的比例明顯增大。鋁和硅在PM2.5中全年所占的比例都很低。現在讓我們分析可能造成重霾的原因:?
1.是工地施工和道路揚塵造成的?
分析:工地施工和道路的揚塵中都有大量的鋁和硅。既然PM2.5中鋁和硅很少,工地施工和道路的揚塵在大氣中PM2.5所占的比例肯定很小。建議以后別三天兩頭地讓工地停工、給道路拼命灑水了。特別是冬天,給地上灑水結冰造成道路安全隱患。
2.是散煤采暖造成的?
分析:北京治理散煤花了很大的力氣,前幾年每年冬季400多萬噸散煤采暖,要全部煤改氣煤改電,估計要花300億元左右,光儲氣庫就得花幾十億元。現在儲氣庫沒完全建好,采暖季北京的氣不夠了就到全國要氣,反正要到誰頭上誰都得給。另外,氣和電比煤炭貴多了,北京市散煤采暖的煤改氣煤改電全部完成后,北京市政府每年得給煤改氣和煤改電的家庭補貼幾十億,不過這是題外話了。現在散煤采暖改了多少?今年散煤采暖還要燒多少煤,還沒有看到官方公布的消息。
有機碳和無機碳是典型的散煤燃燒產生的主要污染物。散煤對大氣環境的污染程度,用有機碳和無機碳在大氣中的濃度說話。燃氣鍋爐的煙氣中基本沒有有機碳和無機碳顆粒物,而在北京除了散煤采暖外,有煙氣處理系統的燃煤鍋爐幾乎都裝上了煙氣處理系統(從北京市大氣中二氧化硫的濃度可以得出此判斷),排放的有機碳和無機碳很少。問題是:11月14日的PM2.5里有多大比例的有機碳和無機碳?
散煤燃燒不會產生硫酸鹽和硝酸鹽。如果在PM2.5里,硫酸鹽和硝酸鹽超過50%,則散煤采暖造成的污染就不是主要的。反之,散煤就是主要的污染源。我至今沒有看到官方公布的信息。如果有,則答案就很明確了。
3.是小汽車尾氣排放造成的?
分析:北京有500多萬輛小汽車,每天要燒2000萬升左右的汽油。北京在采暖季每天燒1億立方米左右的天然氣,其熱值大約相當于1億升左右的汽油。按熱值計算,在采暖季北京的天然氣燃燒量是汽油的5倍左右。如果燃氣設備沒有脫硝措施,僅有低氮燃燒措施,則燃氣的氮氧化物總量會遠遠高于小汽車排放的氮氧化物總量。且不說北京有100多萬臺左右大部分沒有低氮燃燒措施也沒有脫硝措施的戶用天然氣采暖爐,冬季每天平均要燒10立方米左右的天然氣,總計每天要燒1000萬立方米的天然氣,相當于要燒1000多萬升汽油。
而北京的小汽車,大多數有尾氣三元催化器,小汽車的氮氧化物排放要低于這些戶用天然氣采暖爐。因此,即便氮氧化物是產生PM2.5主要原因,在采暖季,小汽車排放的氮氧化物總量也會明顯低于天然氣燃燒排放的氮氧化物總量。小汽車直接排放的PM2.5很少,況且直接排放的那一點兒PM2.5里也沒有硫酸鹽和硝酸鹽。
把這次重霾的原因歸結到小汽車身上,很牽強附會。
4.是大型柴油機動車尾氣排放造成的?
分析:柴油機排放的尾氣中的顆粒物遠高于汽油車,這是大家都清楚的。連德國大眾公司都要對柴油機動車排放的顆粒物濃度造假,可見解決這問題的代價很大。北京每天有幾十萬臺柴油大客車和載重車在運行,特別是那些重載卡車,直接排放不少的顆粒物。而且成分與散煤燃燒接近,也是有機碳和無機碳。不過,柴油車包括那些重型載重卡車,排放的PM2.5與散煤燃燒相比可就是小巫見大巫了。按照新標準的柴油車,尾氣中的顆粒物只有幾十毫克/立方米,比起既有散煤采暖爐幾百毫克的燃燒煙氣排放,要差以數量級。即便北京還剩十萬戶散煤采暖戶,排放的PM2.5恐怕也比所有的柴油車加起來還要多。不過前提是,現在北京跑的柴油車,顆粒物排放符合新標準。
柴油車當然也排放氮氧化物,但在采暖季排放的氮氧化物恐怕也不會比燃氣多。不過柴油車有一個值得懷疑的地方,脫硝!柴油車是采用SCR法脫硝,噴尿素水,掌握不好就會造成氨逃逸,逃逸的氨與尾氣中殘存的二氧化氮和二氧化硫結合,就會生成銨鹽。以前中國柴油里的二氧化硫很高,達到800~2000ppm,不知現在有多高?不過銨鹽合成的效率不會很高,因為合成需要水環境。柴油車排放的尾氣溫度較高,水霧不大,因此合成的銨鹽有限。要讓柴油車造成這么重的霾,勉為其難。
5.天然氣燃燒排放的?
分析:這是最值得懷疑的“嫌犯”。北京市去煤采用的主要方法就是煤改氣。燃煤電站改為燃氣電站,大大小小的燃煤鍋爐改為燃氣鍋爐。
北京市市區現在主要用天然氣采暖。在采暖季天然氣的用量是非采暖季的好幾倍,所以全年使用的燃氣灶和燃氣熱水器顯然不是主要污染源。我們看一看北京采暖的天然氣是怎么燒的?北京的采暖天然氣主要有三種燒法:
燃氣輪機+煙氣余熱鍋爐:北京市有1000多萬千瓦的燃氣蒸汽聯合循環發電機組。在采暖季,每天最多可燒掉5000萬立方米左右的天然氣,是北京冬季燒氣的大戶。燃氣輪機的燃燒溫度高達1500℃左右,氮氧化物產生的量與溫度成正比,因此燃氣輪機的尾氣里有大量的氮氧化物,不得進行脫硝,要噴氨水。氨水噴少了氮氧化物降不下來,但噴多了會造成氨逃逸,逃逸的氨會與二氧化氮和二氧化硫(天然氣中有少量殘存的二氧化硫)在燃燒煙氣的水霧中直接合成為顆粒物——硫酸銨和硝酸銨/亞硝酸銨。很遺憾,氨逃逸量與氮氧化物的排放量是呈反比的,要想讓氮氧化物降下來,氨逃逸量就會升高,這是個矛盾。
燃氣鍋爐:據說現在北京市幾乎所有的燃氣鍋爐都進行了低氮燃燒的技術改造。如果這些鍋爐僅僅增加了低氮燃燒措施,而沒有增加脫硝措施,則煙氣中的氮氧化物排放會高一些,在100毫克左右/立方米。如果增加脫硝措施,要噴氨水或尿素水,會產生的問題上面已經說了。
戶用天然氣采暖爐。如前所述,北京有100多萬臺左右大部分沒有低氮燃燒措施也不沒有脫硝設備的戶用天然氣采暖爐,這些采暖爐會排放大量的氮氧化物。但是,不會排放硝酸鹽和硫酸鹽。
為了防止氨逃逸量過大,國際上對燃燒煙氣中氮氧化物的排放上限采取了比較謹慎的做法。以德國為例:20MW(30噸)以下的燃煤小鍋爐,氮氧化物的排放上限為400毫克/立方米;20MW(30噸)以上的燃煤鍋爐,氮氧化物的排放上限為200毫克/立方米,最近正在改為100毫克/立方米;只有垃圾焚燒廠,排放上限最低,為100毫克/立方米。而中國的燃煤和燃氣燃燒超低排放標準中對氮氧化物的排放上限定得特別低,50毫克/立方米。毫無疑問,氮氧化物排放上限的降低,不可避免地增加大氨逃逸的量。只是逃逸了多少,與煙氣中的二氧化氮和二氧化硫結合,生成了多少銨鹽,就是個謎了。
天然氣燃燒中產生的氮氧化物由一氧化氮和二氧化氮組成。一氧化氮在空氣中進一步氧化,就變成了二氧化氮。在大氣中二氧化氮與堿性物質結合生成硝酸鹽需要堿性物質。從PM2.5的分析中,可以得知生成硝酸鹽的主要堿性物質是氨。空氣中的氨主要是種植業施肥和養殖業的禽畜糞便產生的。不過在冬季,施肥少,氣溫低,因此種植業散發到空氣中的氨比起在春夏秋很少,養殖業也不多。另外由于冬季干燥和氣溫低,氨與酸性氣體的合成效率也比春夏秋要低得多。因此,冬季二氧化氮與氨在大氣中合成硝酸銨/亞硝酸銨的量要遠遠低于春夏秋季。況且,從官方公布的大氣污染物數值看,在11月14日大氣中二氧化氮的平均濃度為75微克/立方米,在“良”的范圍。大氣中的二氧化氮不多,氨很少,在大氣中的合成條件又很差。因此,在11月14日,各種污染源排放的氮氧化物當不是產生PM2.5的主因。
這樣看來,如果在11月14日的大氣中PM2.5的主要成分是銨鹽的話,天然氣燃燒的脫硝工藝造成的氨逃逸可能是主犯。
6.燃煤鍋爐造成的?
分析:因為去年的天然氣供應短缺,北京不得不重新啟動了燃煤熱電聯供站,實現了我在三年前就預言過的北京大規模煤改氣后必定有一天會氣改煤。大型燃煤電站煤改氣,弊端很大,因為燃煤電站的煙氣污染排放減排的成本較低,天然氣的價格是煤炭的3~4倍,中國又是一個天然氣大量依賴進口的國家,無論從經濟的角度還是從能源安全的角度,中國都應該盡量節約天然氣的使用。
根據官方媒體報道,北京重新啟動的燃煤熱電聯供站的燃煤煙氣排放中的污染物濃度為:顆粒物1.5毫克/立方米,二氧化硫5毫克/立方米,氮氧化物20毫克/立方米。氮氧化物的排放太低了,這意味氨逃逸可能非常嚴重。
除了重新啟動的燃煤熱電聯供站,北京市還有什么燃煤鍋爐,就不得而知了。如果有,就有與燃煤熱電聯供站同樣的疑問。
等一等。上面不是說燃煤煙氣中的顆粒物排放只有1.5毫克/立方米嗎?而天然氣燃燒排放的煙氣中顆粒物不是低于5毫克/立方米嗎?這與我所說的煙氣中有大量的銨鹽不是很矛盾嗎?
這是個矛盾。道理是,燃氣的煙氣和燃煤濕法脫硫的煙氣中,有大量的水霧,因而導致煙氣中的可溶鹽在線測量不準確。解決這個矛盾并不復雜,從煙囪里抽一管子煙氣到實驗室里做離線檢測就是了。讓我感到疑惑的是,定期或不定期的煙氣離線檢測在西方國家是環保機構必須做的檢測工作,但在中國幾乎沒有環保機構去做。為什么?我曾經詢問過。地方環保機構給我的解釋是,所有的檢測工作由國家生環部(過去的國家環保部)規定。因為國家生環部沒有規定要做煙氣離線檢測,所以不做。對所有可能的大氣污染源,進行系統地現場抽樣離線檢測,是確定污染源最可靠的辦法,花費也不多。國家生環部為什么沒有規定各地做煙氣成分的離線測量?這是個謎。
有個朋友告訴我,他曾經對一家號稱實現了煙氣污染物超低排放(PM2.5
現在生環部下令給燃煤煙氣濕法脫硫“脫白”,說穿了就脫硫酸鹽和硝酸鹽,不聲張地糾正這個失誤,也算是迷途知返,可喜可賀。
需要說明的是,燃煤或燃氣處理后的煙氣里的硫酸鹽和硝酸鹽的粒徑特別小,大部分粒徑小于1微米,是所謂的超細顆粒物,即PM1。顆粒物的粒徑越小,則比表面積(表面積與質量之比)越大,在空氣中運動時的阻力也就越大,于是在空中漂浮的時間就越長。
說了這么多原因。治不了白說。有沒有立竿見影的治法?有:
提高燃氣輪機+余熱鍋爐的氮氧化物排放上限,因而減少氨逃逸量。如果燃氣鍋爐已經加裝有效的低氮燃燒裝置,就不要再使用脫硝工藝了。這樣就可以大大減少脫硝環節噴射的氨水,因而大大減少氨逃逸和因此造成的銨鹽排放。即使在11月14日大氣質量為“嚴重污染”的情況下,北京大氣中的氮氧化物濃度還是“良”(與“嚴重污染”中間還隔著“輕度污染”、“中度污染”、“重度污染”三個級別),增加點兒氮氧化物的排放不會增加多少PM2.5的排放。
提高燃煤熱電聯供站的氮氧化物排放上限,譬如只做爐內的SNCR脫硝,不做爐外的SCR脫硝,以減少氨逃逸。進一步還可以考慮使用超低硫煤,不脫硫,只除塵。這樣,即使有氨逃逸,沒有濕法脫硫產生的大量水霧,氨與二氧化硫和二氧化氮的合成量也很有限。我的老家陜西省咸陽市的彬長煤田,就有硫含量極低的超低硫煤(硫含量為0.2%左右)。盡管產量少,但是滿足北京市一個冬天200萬噸左右的消耗,應該還是沒有問題的。現在,北京大氣中的二氧化硫濃度很低,容得下燃煤熱電聯供站排放的那點兒二氧化硫。如果燒的是超低硫煤的話,一個冬天也就才排放幾千噸二氧化硫。
給燃氣熱電聯供電站和燃氣鍋爐加裝電鍋爐,在有棄風電和在低谷電價時段里,使用電力替代天然氣供暖。前幾天,河北省南部一家造紙廠的老板來找我,希望幫助解決煤改氣后能源價格過高的問題。今年這個企業拿到的管道天然氣價格是每立方米3.9元,冬季就變成5元了。原來燃煤燒鍋爐,1噸紙的能源費用是200多元,用3.9元/立方米的天然氣是500多元,生產就虧損了,但停產就會損失客戶,還得迎著頭皮干。用1立方米5元/立方米的天然氣,能源成本就接近700元/噸紙了,虧損不起,只得停產了。天然氣的熱值是約10kWh,合0.39~050元/kWh。北京的低谷電價是0.33元左右/kWh;棄風電價,現在也就是0.20元左右/ kWh。張家口地區的風電棄風,每年高達好幾十億千瓦時,如果加上鄰近北京的內蒙古地區的棄風電,就上百億千瓦時了,風電棄風主要發生在冬季,其原因就是采暖季大量的熱電聯供機組發電,將風電擠出了電網。如果北京市用這些棄風電替代天然氣,就可以減少10多億千瓦時天然氣的消耗,挽回風電企業幾十億元的棄風損失。北京減少了燃氣的污染、還節省了采暖能源費用,河北的用氣企業得到了廉價的天然氣,風電企業減少了棄風損失,一箭四雕,利人利己利國,又何樂而不為呢?
已經說得夠多的了,到此打住。
真心希望:這不期而遇的重霾,能讓治霾者們更聰明,治霾路上少走彎路;能讓決策者們更明智,治霾路上少被忽悠。愿我們國家今后的治霾工作事半功倍,而不是事倍功半。
我是一個在江湖上趕路的治霾者。
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