高躍

摘要：本文分析了燃煤工業(yè)鍋爐排放現(xiàn)狀，探討了燃煤工業(yè)鍋爐PM2.5來源，就現(xiàn)有工業(yè)鍋爐的環(huán)保監(jiān)察、安全監(jiān)察、節(jié)能監(jiān)管的工作模式提出部門聯(lián)動形成安全、節(jié)能、環(huán)保“三位一體”的工作新機制。

關(guān)鍵詞：燃煤工業(yè)鍋爐 PM2.5 工作機制

1 研究背景

通過使用鍋爐，可以將煤炭的能量轉(zhuǎn)化成熱能。一般來說，鍋爐可以分為居民采暖鍋爐和工業(yè)鍋爐兩類。由于鍋爐消耗的資源主要是煤炭，在目前的技術(shù)水平下，其排放的煙塵會帶來大量的污染。比較明顯的就是，我國北方用煤集中的地區(qū)，在冬季供暖時期，容易持續(xù)出現(xiàn)的大范圍、長時間嚴(yán)重霧霾天氣，嚴(yán)重影響公眾身體健康，鍋爐污染物大量低空排放是形成霧霾天氣的主要原因之一。根據(jù)相關(guān)權(quán)威數(shù)據(jù)，2012年底，我國使用的燃煤工業(yè)鍋爐共計46.7萬臺，總?cè)萘窟_178萬蒸噸，年消耗原煤約7億噸，占全國煤炭消耗的18%，其年排放煙塵、二氧化硫、氮氧化物分別占全國排放總量的33%、27%、9%[1]。2013年9月12日，國務(wù)院發(fā)布《大氣污染防治計劃》（國發(fā)〔2013〕37號）文提出的十項重點工作中將“全面整治燃煤小鍋爐，加快重點行業(yè)脫硫、脫硝、除塵改造工程建設(shè)。”作為首要工作，同時國家環(huán)保部與各省政府簽訂了“大氣污染防治目標(biāo)責(zé)任書”，李克強總理2013年政府工作報告中提出“淘汰燃煤小鍋爐5萬臺”的任務(wù)，為此鍋爐節(jié)能減排形勢嚴(yán)峻，任務(wù)迫切。

2 燃煤工業(yè)鍋爐排放顆粒物概述及其危害

空氣中懸浮的固體以及液體顆粒，按照其粒徑的大小，一般劃分為總懸浮顆粒物（TSP）和可吸入顆粒物（PM10及PM2.5）。從定義上來看，TSP是指空氣動力學(xué)直徑Dn≤100μm的顆粒物，這種顆粒的粒徑相對較大，在傳輸過程中，比較容易沉降下來，并且其傳輸?shù)木嚯x也相對較短?？晌腩w粒，是指空氣動力學(xué)直徑Dn≤10μm和Dn≤2.5μm的顆粒物，從其性質(zhì)上來看，此種顆?？梢栽诳諝庵袀鬏斴^長的時間，在這個過程中，容易被人體或動物等吸入呼吸系統(tǒng)。從某種意義上看，這種顆粒會對呼吸系統(tǒng)造成一定的危害，這種顆粒就是可吸入顆粒物（以下統(tǒng)稱為PM2.5）。PM2.5粒徑較小，表面積稍大，它在空氣中傳輸時有一種吸附性，在這種吸附性的作用下，會把空氣中游離的一些重金屬、病原菌和一些其他有害物質(zhì)吸附在周圍，在這種情況下，PM2.5顆粒被人體吸入后，不但在肺部沉積，還有很大的可能會穿過肺泡，從而會滲透到血液循環(huán)系統(tǒng)，其結(jié)果會影響人體的心臟、大腦等關(guān)鍵器官。同時，PM2.5顆粒能夠降低大氣能見度，危害人類健康，影響大氣環(huán)境。比較明顯的例子，就近些年，我國北方地區(qū)持續(xù)發(fā)生的重霧霾天氣，對人體造成的危害及環(huán)境效應(yīng)已經(jīng)逐漸成為世界各國關(guān)注的焦點[2]。

燃煤鍋爐無論在燃料運輸、燃燒傳熱、燃燒產(chǎn)物處理等過程中都會生成大量的顆粒物。

①煤炭在開采過程中受到的沖擊、擠壓破碎而產(chǎn)生原煤，由于原煤煤塊受力不均。過分碾壓等原理產(chǎn)生少量的PM2.5顆粒。同時，目前在用鍋爐以燃燒原煤為主，原煤在運輸過程中，缺乏有效的防揚塵措施，導(dǎo)致產(chǎn)生的大量PM2.5顆粒卷揚到大氣中，形成污染。

②燃煤鍋爐在燃燒過程中，由于燃燒方式及燃料中灰分額的不同，其顆粒物產(chǎn)生的濃度一般為12-40g/m3，產(chǎn)生的初始顆粒物粒徑分布約為PM10/TSP為32-48%，PM2.5/TSP為2-4%[3]。因此，燃煤鍋爐污染物首要控制的是TSP，但通過旋風(fēng)、濕式、靜電、布袋等方式除塵，可實現(xiàn)去除70%～95%的TSP，但對PM2.5的去除效率卻僅為50%和10%。相比來說，燃煤工業(yè)鍋爐排放的細(xì)顆粒物PM2.5成為大氣污染物的重要源[4]。

③煤炭燃燒后形成爐渣及飛灰，由于爐膛溫度較高，煤的灰熔融性較強時，漏煤主要以塊狀形式呈現(xiàn)，其產(chǎn)生的顆粒物PM2.5極少，煤炭在不完全燃燒狀況下，飛灰中容易形成碳顆粒，其粒徑一般約為10μm，形成顆粒物PM2.5，清華大學(xué)的李超、李興華等[5]對可吸入顆粒物（PM10）和細(xì)顆粒物（PM2.5）的現(xiàn)場排放測試，在所測的粒徑范圍（0.03～10μm）內(nèi)，燃煤工業(yè)鍋爐產(chǎn)生及排放PM10的粒數(shù)濃度和質(zhì)量濃度均呈現(xiàn)單峰分布，峰值粒徑約在0.12～0.20μm范圍內(nèi)。同時，煙氣中的NOx與空氣中的水分子化合形式氣凝膠也將轉(zhuǎn)化為顆粒物PM2.5。

3 降低燃煤工業(yè)鍋爐PM2.5排放的幾點建議

2014年5月6日，環(huán)保部頒布實施了更為嚴(yán)格的《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271-2014），但對PM2.5做出明確具體的規(guī)定，同時相關(guān)環(huán)保單位，也對工業(yè)鍋爐的煙塵排放做出比較明確的規(guī)定，不過還有很多措施在執(zhí)行過程中難以落實到位。現(xiàn)有特種設(shè)備安全監(jiān)察體系對工業(yè)鍋爐設(shè)計、制造、安裝、檢驗全方位全環(huán)節(jié)的實施安全監(jiān)察和節(jié)能監(jiān)管，但對燃煤工業(yè)鍋爐污染物排放缺少監(jiān)察手段。為此，應(yīng)整合現(xiàn)有資源，部門聯(lián)動，形式安全、節(jié)能、環(huán)?！叭灰惑w”的燃煤工業(yè)鍋爐監(jiān)管新模式。

參考文獻：

[1]國家發(fā)展改革委等.《燃煤鍋爐節(jié)能環(huán)保綜合提升工程實施方案》，2014.

[2]黃麗坤，王廣智，王琨，等.哈爾濱市采暖與非采暖期大氣顆粒物污染特性研究[J].環(huán)境工程學(xué)報，2011，5（1）：146-150.

[3]姚群，陳隆樞，陳光偉，等.燃煤電廠鍋爐煙氣PM2.5排放控制技術(shù)與應(yīng)用[J].電力環(huán)境保護，2007，23（1）：52-54.

[4]趙亞玲，王丹平，鄭長科.淺析我國燃煤污染危害及其防治方法[J].中州煤炭，2006（6）：16-19.

[5]李超，李興華，段雷，等.燃煤工業(yè)鍋爐可吸入顆粒物的排放特征[J].環(huán)境科學(xué)，2009.3.