破解燃煤二氧化硫污染防治的世界难题,实现循环经济的战略突破.pdf

破解燃煤二氧化硫污染防治的 本 刊 专 稿I 一 世界难题 ， 实现循环经济的战略突破 目 lJ 舌 在我国陆域面积上，平均每平 方公里正产生着 2吨／ 年以上的二 氧化硫污染，每年因酸雨和二氧化 硫污染对生态环境损害和人体健康 影响造成的经济损失在 1 1 0 0亿元 的基数上还在持续不断地增加。二 氧化硫污染的主要来源是燃煤 ，而 我国以煤炭为主的能源格局在可以 预见的时期内不会改变。目前 ， 燃煤 电厂在 1 6亿吨／ 年的煤炭消费结构 中占4 0 ％ ，在 3 ． 4亿千瓦的发电装 机容量中占7 5 ％，相应的二氧化硫 排放量 占 “ 两控区”内的 5 0 ％。因 此，现行政策将燃煤电厂作为二氧 化硫排放治理 目标的首位。 我国“ 十五” 二氧化硫污染防治 计划的投资规模和政策力度都是空 前 的，但根据 2 0 0 3年底 的调查结 果 ，目前尚有 5 2 ％的项 目没有启动 或只进行了前期准备，多数治污工 程难以在 2 0 0 5 年前发挥效益。 中期 评估即告 “ 原定 目标难以完成” ， 这 在众多的五年计划 中也是空前的。 事实说明， 照搬发达国家的做法， 按 照末端治理方式制定的二氧化硫污 染防治政策不符合我国国情 。若不 改弦更张，即便今后的计划 目标全 部能够如期实现，高昂的脱硫代价 最终也只能以提高电价等方式直接 或间接转嫁到社会上 ，惊人的二次 污染必然会造成违背初衷的苦果。 为彻底改变这种被动局面，必 须根据胡锦涛总书记关于 “ 要加快 国家开发银行专家委员会 范小克 转变经济增长方式，将循环经济的 发展理念贯穿到区域经济发展 、城 乡建设和产品生产中，使资源得到 最有效的利用。最大限度地减少废 弃物排放 ，逐步使生态步入良性循 环” 的指示精神， 将“ 为脱硫而脱硫” 的硫氧化物污染防治政策尽快升级 到循环经济的高度。特别是对二氧 化硫污染防治的重中之重燃煤 电厂的烟气脱硫， 应力排众议 ， 将符 合循环经济要求的工艺路线作为技 术政策的首选 。 环保政策确定后 ，技术路线就 处在举足轻重的地位。燃煤电厂脱 硫有燃烧前脱硫 、 燃烧中脱硫 、 燃烧 后脱硫等多种技术 ， 由于其气量大、 成份复杂 、 浓度低 ， 致使脱硫效率不 高， 或一次性投资过大 、 或运行成本 过高 、或有二次污染⋯⋯种种原因 制约了这些方法的推广使用。即便 在发达国家 ，燃煤电厂二氧化硫排 放 的治理也未 走上正轨 。 对于这个世界性难题 ，要根据 科学 的发展观和 可持续 发展的 战 略 ，针对不 同的国情采取不同的技 术路线。 理论和实践证明， 在未来相 当长的时间内，我国的国情和技术 条件都决定了控制燃煤电厂二氧化 硫排放的关键和根本有效的手段是 烟气脱硫自“ 三部委” 发布的 燃煤 二氧化硫排放污染防治技术政策 提出 “ 电厂锅炉烟气脱硫的技术路 线是 燃用含硫量 2 ％煤的机组 、 或 大容量机组 2 0 0 MW 的电厂锅炉建 设烟气脱硫设施时 ，宜优先考虑采 用 湿式石灰石 ／ 石 膏法工艺 ” 后 ， “ 抛 弃法”便 占据了我国脱硫行业 的主 要位置。 限于当时的历史条件， 文件 中既没有根据循环经济的要求提出 脱硫石膏的污染治理问题 ，也未考 虑同今后的脱氮要求接轨，还禁锢 了其它新方法 、 新技术的运用。 这显 然是权宜之计， 但带来 了以下问题 1 、 投资造价高 国际上不同工艺路线的电厂脱 硫设备的单 位投资标准为 每千瓦 1 0 01 5 0美元 ，在 原 国家 经贸委 2 0 0 0年发布的 燃煤电厂烟气脱硫 关键技术与设备国产化规划要点 中，燃煤 电厂脱硫设备的单位投资 标准是 “ 经过未来 1 0年的努力，国 产化后力争控制在每千瓦 7 0 0元人 民币以下。”按此标准计算 ， 2 X 3 0 万千瓦燃煤机组的脱硫设备需投资 4 ． 2亿元 ，对企业无疑是高负债经 营。以 2 0 0 3年我国燃煤电厂装机容 量 2 ． 5亿千瓦计算 ，相应的烟气脱 硫设备需投资 1 7 5 0亿元， 相当于三 峡工程 的总投 资 。 ‘ 2 、 运行费用高 传统脱硫工程既不产生经济效 益 ， 又要支付可观的运行费用。 如引 进 日本湿式 “ 石灰石／ 石膏法”的重 庆珞璜 电厂 4 X 3 6万千 瓦机组 国 家示范脱硫项 目， 其 “ 静态” 脱硫运 行成本 未计算 占发电量 2 ． 2 ％的脱 硫耗电 高达 1 ． 6亿元／ 年； 再如， 采 中 国 工 程咨 询 2 0 0 4 年第8 期 总 第4 8 期 1 5 维普资讯 ．图 本 刊 专 稿 用 海水脱硫 的深圳妈 湾电厂 的 3 0 万千瓦机组 ，每年的综合脱硫成本 也高达数千万元。无论新 电厂还是 老电厂， 对增设这种 “ 安装不起 、 也 运行不起”的脱硫装置显然没有内 在动力可言。 可见， 经济问题是电厂 没有治污积极性的主要原 因。也是 传统脱硫机组 “ 故障率高” 的主要诱 因。 从宏观角度看 ， 若采用湿式 “ 石 灰石／ 石膏法”脱硫 ， 每新增 1 0 0万 千瓦燃煤发电机组 ，脱硫运行费用 就会增加 1 ． 6亿元 ；如果我国现有 的燃煤机组全部采用此法 ，脱硫的 年运行费总额为 4 O O亿元。因而业 内人士指 出“ 对于发展中国家来 说 ， ‘ 石灰石／ 石膏法’ 烟气脱硫系统 的运行费用之高 ， 往往是令人生畏， 可望而不 可及 ” 3 、 二次污染大 湿式 “ 石灰石／ 石膏法”除了投 资高、 运行费用高、 占地大、 故障多、 系统工艺复杂外 ，还存在着二次污 染。内蒙古在建、 拟建的四十多家电 厂的脱硫产物全部设计为废石膏抛 弃填埋 ， 按此趋势 ， 全国的燃煤电厂 每年将产生 5 0 0 0万吨左右的脱硫 石膏 ，按堆积密度 2吨／ 立方米计 算，体积约 2 5 o o万立方米 ；同时化 肥工业每年还有 4 0 0 0万 吨废 石膏 需要处理 ， 若以 1 米 2横截面计算 ， 合计 的堆积长 度每年可绕 地球一 圈 而我国天然石膏资源的品质高 、 蕴藏量大 ，市场容量不过 1 2 0 0万 吨／ 年 ， 上述工业副产物的低质石膏 难有出路 ， 只好抛弃 、 填埋， 不可避 免地成为二次污染源。 由此可以看出，我国蓬勃兴起 的以 “ 抛弃法”为主体的脱硫方式， 只是将 电厂排烟中的二氧化硫或直 接污染海洋 ，或转化成无商业价值 的石膏渣抛弃填埋 ，实际上是进 口 了一个二次污染的设备制造业。这 种在政府强制 政策条件 下 出现的 “ 接单工程” ，不仅 已成为上市公司 竞相追逐的 “ 大奶酪” ，而且使国外 资本 “ 钱”景广阔； 这种技术路线的 设计 ，既缺乏 自主知识产权的技术 储备支持 ，也超出了企业的承受能 力， 不符合国家“ 加快建设资源节约 型社会 ，推动循环经济发展”的要 求。 市场经济不断深入 ，环保呼声 愈来愈高， 两者之问矛盾凸现 ， 循环 经济应运而生。 在传统工业经济的各 要素中 ， 资本在循环， 劳动力在循环， 唯独 自 然资源没有形成循环。而循环经济 以协调人与 自然关系为准则 ，使社 会生产从数量型的物质增长转变为 质量型的服务增长； 同时， 循环经济 还拉长生产链 ，推动环保产业和其 他新型产业的发展 ， 增加就业机会， 促进社会发展。循环经济模式是一 种深生 态论 ，它是 浅生态论 的扬 弃。 它不单单强调技术进步， 而是将 制度、 体制、 管理、文化等因素通盘 考虑 ， 注重观念创新和生产 、 消费方 式的变革。它标本兼治， 防微杜渐， 从 源头上 防止破坏环 境 因素 的出 现。 所以， 发展循环经济是解决环境 问题 的治本之策。 可以看出，循环经济在环境技 术和经济技术上都明显优于任何一 种单一环保措施 ，是比相对独立的 和单向的“ 废物利用” 层面更高的理 念 ，基本要求是形成 自然资源的循 环。因此， 只有将脱硫产物作为下游 产业的原料，才能实现硫污染向硫 资源的飞跃。 但是 ， 我国绝大部分亟 须脱硫的燃煤机组都按照 “ 三部委” 的技术政策设计成了 “ 抛弃法” 脱硫 工艺 ， 无法纳入循环经济的轨道。 众所周知， 硫酸是 “ 化学工业之 母” ， 二氧化硫是生产硫酸的原料。 我国是硫资源相对缺乏的国家，硫 磺 的年进 口量已达 5 0 0万吨 折合 二氧化硫 7 5 0万吨 ， 是世界上最大 的硫磺进 口国。因此 ， 国内燃煤 电厂 二氧化硫污染防治的最佳方向是大 力发展 “ 回收法” ，以循环经济方式 将每年 向大气排放 的约 2 0 0 0万吨 二氧化硫资源化、 商品化 ， 转化为不 同种类的化工产品 ，而不是变成资 源已很丰富的石膏抛弃、 填埋 。 对于我国来说 ，目前可以考虑 的采取循环经济原理的 “ 回收法” 燃 煤电厂脱硫技术， 主要有 “ 氨法”和 “ 钠法” 两种。 “ 氨法”应用不多，主要问题是 与之配套的化肥企业经营不稳定 ， 经济性、 适用性不理想。“ 钠法” 的脱 硫效率 比其它脱硫剂如石灰石等显 著要高 ，但难于推广的原因在于外 购氢氧化钠的成本高昂，一般在燃 用低硫煤 的情况下使用。目前 ， 世界 上只有 2 5座燃煤电厂采取 “ 钠法” 脱硫 ， 其中 1 个在 日本 东洋 日化 。 2个在德国， 2 2 个在美国。美国采取 “ 钠法” ，是由于其氢氧化钠的生产 成本较低且东海岸是全球氢氧化钠 的集散地 ，其他国家全部是综合利 用工业废碱 苏打 方得以实施。 “ 氯碱法”系列烟气脱硫技术是 “ 钠法” 脱硫技术中的新秀。这个具 有我国 自主知识产权 的技术在保持 “ 钠法”高脱硫效率的同时，选择脱 硫装置的经济指标作为开发的突破 点，充分利用循环经济的资源共享 和互补原理 包括原料资源、 能源资 源、 财务资源 、 流通资源、 政策资源 等 ， 将现有成熟的工业应用装置的 各模块在组合后发挥出比独立运行 时更大的效率，并可根据燃煤电厂 的周边环境 ，将回收的二氧化硫调 整生产出市场可接纳的、不 同种类 的、其纯度和品位均可达到商品要 求的大宗化工原料。 该系列技术中尤以“ 氯碱／ 硫酸 1 6 中 国 工 程咨 询2 O O 4 年第8 期 总 第4 8 期 维普资讯 本文共4页，欲获取全文，请点击链接 面的“下载全文”按钮下载全文，您也可以登录维普官网（）搜索更多相关论文。