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關(guān)鍵詞:環(huán)評 無塵室 VOCs 電子 低溫等離子體方法
中圖分類號:X83 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)07(b)-0099-02
目前,由于廣東省經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,印刷、汽車等行業(yè)VOCs排放量大,加上對VOCs排放導(dǎo)致的光化學(xué)煙霧污染問題認(rèn)識不足,對VOCs污染防治重視不夠,以及VOCs排放監(jiān)控難度大,導(dǎo)致珠江三角洲地區(qū)光化學(xué)煙霧污染時有發(fā)生,區(qū)域性灰霾天數(shù)每年維持在高位水平。為此,廣東省出臺了《關(guān)于珠江三角洲地區(qū)嚴(yán)格控制工業(yè)企業(yè)揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)排放的意見》,意見指出應(yīng)實行VOCs總量控制制度,同時開展印刷及涉及表面涂裝電子設(shè)備企業(yè)的整治。
晶片電容生產(chǎn)企業(yè)中使用印刷等生產(chǎn)工藝,其“球磨-涂工-印刷”工藝中通常會采用大量的有機(jī)溶劑,由于工藝需要,一般廠家都會將其集中在“無塵室”內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn),廢氣統(tǒng)一收集,無組織散發(fā)量較少。但由于該車間的有機(jī)溶劑除部分進(jìn)入到廢料中,大部分進(jìn)入了廢氣中,導(dǎo)致后續(xù)廢氣治理工藝的負(fù)荷較大。
該以“珠三角某電子企業(yè)電容擴(kuò)建項目”為例,對現(xiàn)有項目“無塵室”車間的產(chǎn)污環(huán)節(jié)和物料平衡進(jìn)行了詳細(xì)的分析,找出“無塵室”在正常工況下的主要大氣污染源,并在總結(jié)已有廢氣治理措施存在的問題基礎(chǔ)上提出相關(guān)“以新帶老”措施,為相關(guān)VOCs類企業(yè)廢氣減排提供參考。
1 “無塵室”裝置的工藝流程
以珠三角某電子企業(yè)電容擴(kuò)建項目為例,晶片電容“無塵室”典型工藝流程的示意圖見圖1。
1.1 球磨與涂工工藝
通過球磨機(jī)將陶瓷粉末及相關(guān)添加劑混合形成漿料,并使陶瓷漿料達(dá)到一定的粒徑和粘度,球磨轉(zhuǎn)數(shù)35~45 rpm,球磨時間4~25 h。再利用流涎方式將漿料刮到PET film上,形成具有一定厚度的陶瓷薄膜,烘干溫度30~90 ℃。原料使用比例為(陶瓷粉末:粘接劑:塑化劑:二甲苯:酒精=45∶3∶1∶15∶10)。
內(nèi)電極印刷工藝
通過絲網(wǎng)印刷方式將內(nèi)電極鎳膏印刷至陶瓷薄膜上形成內(nèi)層薄帶,烘干溫度70~85 ℃。原料使用比例為(鎳:松油醇:陶瓷粉:乙基纖維素=42∶28∶20∶10)。
2 大氣污染源分析及污染源核算
2.1 大氣污染源分析
通過對晶片電容“無塵室”裝置的工藝流程可知,主要的大氣污染物主要為二甲苯、VOCs等。由于這些工藝都集中在封閉車間內(nèi),無組織散發(fā)影響極小,故忽略不計。
2.2 VOCs污染源核算(不考慮無組織)
對現(xiàn)有項目“無塵室”實際使用有機(jī)溶劑統(tǒng)計資料,根據(jù)物料平衡推算源強(qiáng),另外以廠方提供的監(jiān)測資料來驗證源強(qiáng)數(shù)據(jù)。具體的物料衡算圖見圖2。
(1)根據(jù)VOCs物料衡算情況,生產(chǎn)使用的有機(jī)溶劑部分用于清洗漿料過濾及清洗內(nèi)壁,剩余部分幾乎全部進(jìn)入廢氣中。(2)廢氣經(jīng)過噴淋以及活性炭處理后,VOCs的排放量依然很大,其中二甲苯的比例較大。(3)由于乙醇易溶于水,而噴淋液最終進(jìn)入到廢水處理設(shè)施,對后續(xù)廢水處理影響較大。
3 已有大氣防治措施存在的主要問題
(1)廠方已采用的廢氣治理措施是“水噴淋+活性炭吸附”,根據(jù)驗收監(jiān)測報告及廠方的歷年監(jiān)測數(shù)據(jù),“無塵室”廢氣處理裝置出口風(fēng)量高達(dá)80000 m3/h(標(biāo)況),二甲苯與VOCs排放濃度分別小于40 mg/m3與80 mg/m3,排放速率分別約為3.5 kg/h和5.8 kg/h,污染物去除率約為80%左右,兩個指標(biāo)均滿足地方廢氣排放要求,但不能滿足《印刷行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB44/815-2010)的二甲苯及VOCs排放要求,同時難以滿足珠三角相關(guān)VOCs總量控制要求。(2)由于二甲苯與乙醇用量較大,且活性炭吸附裝置無再生設(shè)備,故廢活性炭更換量較大,更換量甚至達(dá)到150 t/年以上。
4 廢氣治理措施改造及改造后VOCs與活性炭用量消減核算
為減少最終VOCs排放量與活性炭更換量,擬通過各類廢氣處理措施比選后選擇最合適的措施對現(xiàn)有治理措施進(jìn)行改造。
4.1 有機(jī)廢氣處理方法對比選擇
參照《大氣污染治理工程技術(shù)導(dǎo)則》(HJ2000-2010)及《大氣污染控制工程》(第二版)(參考文獻(xiàn)),本項目將各類有機(jī)廢氣處理方法的適用范圍列于表1。
該企業(yè)風(fēng)量較大,濃度較低,同時企業(yè)已具備活性炭吸附裝置,參照上表各類措施適用范圍,擬選定“活性炭吸附+高溫脫附催化燃燒工藝+低溫等離子體方法”來作為改造后的廢氣防治措施。參照《低溫等離子體技術(shù)處理低濃度甲苯廢氣的工業(yè)應(yīng)用》(第13屆中國電除塵學(xué)術(shù)會議論文集)低溫等離子體措施在佛山某化學(xué)有限公司的應(yīng)用,該公司進(jìn)口甲苯濃度為1~2mg/m3,處理效率可到95%以上??紤]工程的保證性因素,本項目將低溫等離子體的去除效率定為90%。故“活性炭吸附+高溫脫附催化燃燒工藝+低溫等離子體方法”去除率可保證在95%以上。
4.2 改造后VOCs的排放及活性炭消減情況
(1)大氣治理措施改造后,由于去除率提高到95%以上,廢氣VOCs與二甲苯外排量大大減少,并能夠達(dá)到《印刷行業(yè)揮發(fā)性有機(jī)化合物的排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB44/815-2010)的二甲苯及VOCs排放要求。
(2)由于活性炭采取了高溫脫附催化燃燒設(shè)備,活性炭更換量大大減少,由之前150 t/年可減少到50 t/年。
5 結(jié)語
關(guān)鍵詞:汽車行業(yè) 柴油機(jī)效率 節(jié)能與排放問題
中圖分類號:X73 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)05(b)-0118-01
汽車可以算是人類社會最重要的發(fā)明之一,他的出現(xiàn)不但將整個世界的技術(shù)水平推上了一個新的高度。也給人們的生活帶來了很大的方面,拉近了人與人之間的距離。但是不可否定,汽車的出現(xiàn)也給我國的環(huán)境治理帶來了很大的壓力,汽車排放的廢氣也成為了我國環(huán)境的重要的污染源,因此解決汽車的廢氣排放成為了推動汽車行業(yè)繼續(xù)發(fā)展所必須要翻過的一座大山。除此之外,汽車也是一個耗能很嚴(yán)重的一個機(jī)器,要提高汽車的速度等指標(biāo)也必須要提高汽車的能耗,調(diào)查顯示,汽車的耗能在總耗能中也占據(jù)著很大的比重,由此可見,研究技能措施是汽車工作者所面臨的一個重大課題。柴油機(jī)與汽油機(jī)相比有這許多優(yōu)勢,研究它的節(jié)能和排放問題具有很重要的意義。
1 柴油機(jī)的廢氣中的有害物質(zhì)
1.1 碳?xì)浠衔?/p>
碳?xì)浠衔锛碒C是柴油機(jī)排放的廢氣中的重要組成部分,它主要有不完全燃燒的燃料,燃料分子的自我分解以及氧化反應(yīng)的中間產(chǎn)物組成,碳?xì)浠衔飼Νh(huán)境產(chǎn)生很大的污染,它能與環(huán)境中的氮氧化合物如二氧化氮等相互作用,產(chǎn)生一系列有害氣體如臭氧等,一部分產(chǎn)物還會對人體產(chǎn)生很大的傷害,必須加以去除。
1.2 碳氧化合物
碳氧化合物是汽車尾氣中最常見的一部分有害氣體,以一氧化碳為主的碳氧化合物主要是由碳在燃燒過程中因為氧氣不足而不能完全燃燒成二氧化碳而產(chǎn)生的,如果讓這類氣體進(jìn)入呼吸道,它會與血紅蛋白結(jié)合,示人中毒,窒息甚至死亡。
1.3 氮氧化合物
氮氧化合物雖然在廢氣中的比例不是很大,但是污染效果很大,廢氣中的氮?dú)浠衔镏饕怯筛邏簵l件下的氮氧相互作用而產(chǎn)生的,氮氧化合物與烴類化合物結(jié)合到一起也會產(chǎn)生光化合煙霧,對人體產(chǎn)生很大的傷害,必須要對之進(jìn)行處理。
1.4 顆粒物
顆粒物的產(chǎn)生式由于燃料與供氣的不均勻結(jié)合而產(chǎn)生的,顆粒物對人體尤其是肺部有很嚴(yán)重的危害,會引起多種呼吸道疾病。
1.5 硫氧化合物
硫氧化合物如二氧化硫,三氧化硫等是煤中的硫元素與氧氣發(fā)生的化合反應(yīng)的產(chǎn)物,它進(jìn)入大氣后所帶來的最重要的危害就是酸雨,嚴(yán)重降低空氣質(zhì)量,使用脫硫煤是降低這種污染的重要方式。
2 提高柴油機(jī)廢氣質(zhì)量和節(jié)能的具體措施
2.1 氮氧化合物的控制
氮氧化合物在是污染系數(shù)比較大的一類汽車尾氣,需要采取特殊措施加以控制,降低氮氧化物的排放數(shù)量的一個有效方法是適當(dāng)降低燃燒溫度。但是研究發(fā)現(xiàn),在燃燒溫度降低的同時,柴油機(jī)的燃燒效率也會降低,能源消耗則會增大,所以在降低燃燒溫度的同時也要兼顧其他因素。控制氮氧化物排放質(zhì)量的具體措施為:(1)增大壓強(qiáng):增大壓強(qiáng)可以提高柴油機(jī)功率,但是隨著壓強(qiáng)的增大,柴油機(jī)的燃燒溫度會提高,這會增加氮氧化合物的產(chǎn)量。因此必須在增大壓強(qiáng)后進(jìn)行中冷處理。(2)進(jìn)行廢氣再循環(huán):研究發(fā)現(xiàn),進(jìn)行廢氣再循環(huán)可以大大降低氮氧化合物的排放量,但是進(jìn)行廢氣再循環(huán)會提高柴油機(jī)管路的復(fù)雜性。除了以上兩種方法以外,還有一些方式可以降低氮氧化合物的排放量,如改善燃燒室的結(jié)構(gòu),噴射方式等。
2.2 提高柴油的質(zhì)量
柴油的組成成分對汽車的尾氣成分也有著直接的影響,提高柴油的質(zhì)量也能夠有效地提高汽車的尾氣質(zhì)量。并且提高柴油質(zhì)量也是一個比較容易實現(xiàn)的方式。例如降低柴油中硫元素的含量,這一方式將大大減少尾氣中的二氧化硫和一氧化硫的含量,同時還可以在一定程度上減少顆粒的含量。再則,減少使用芳烴含量較小的柴油可以減少尾氣中氮氧化合物和顆粒的含量,提高尾氣質(zhì)量。最后使用p元素含量小的柴油也可以提高汽車尾氣的質(zhì)量??傊?,為了減少尾氣中的一些有害氣體,就要選取質(zhì)量好的柴油,建立更加完善的柴油優(yōu)化系統(tǒng),為后續(xù)措施奠定基礎(chǔ)。
2.3 合理控制燃燒極限
研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)燃料與供氣的混合濃度在燃燒極限附近時,燃燒過程變得很不穩(wěn)定,壓力變化幅度變大,這種變化主要體現(xiàn)在以下兩個方面:(1)相同循環(huán)過程中的平均壓力變化幅度變大。(2)不同玄幻過程中的平均壓力變化幅度變大。如果能夠測得這一壓力變化幅度,就能夠得知這一燃燒極限值,當(dāng)濃度達(dá)到燃燒極限值時就必須及時提高噴油量,增加混合濃度,防止發(fā)生缺火現(xiàn)象,相反,如果變化幅度很小,就表示混合濃度里燃燒極限很遠(yuǎn),這時就應(yīng)該降低噴油量,發(fā)揮稀薄燃燒在節(jié)能和降低氮氧化合物排放方面的優(yōu)勢。由此可見合理控制燃燒極限既可以降低能耗又能夠減少尾氣排放。
3 結(jié)語
隨著世界范圍內(nèi)的能源危機(jī)和環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重,人們對于發(fā)動機(jī)在節(jié)約能源和控制污染物排放方面的要求日趨嚴(yán)格,當(dāng)前國內(nèi)外法規(guī)對柴油機(jī)節(jié)能與排放的要求越來越高,柴油機(jī)節(jié)能減排枝術(shù)發(fā)展面臨著新的挑戰(zhàn)。由于全球環(huán)境面臨的問題,排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格,柴油機(jī)技術(shù)越來越復(fù)雜。未來柴油機(jī)技術(shù)發(fā)展必須加強(qiáng)燃燒前、燃燒過程、排后處理和清沽燃油等技術(shù)的研究開發(fā),并對各優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行集成,綜合調(diào)控,使柴油機(jī)能在動力性、經(jīng)濟(jì)性及環(huán)保3個方面達(dá)到最優(yōu)化。
參考文獻(xiàn)
[1] 何仁.汽車制動能再生方法的探討[J].江蘇大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2005(6).
【關(guān)鍵詞】 船舶排放;空氣污染;排放控制區(qū);強(qiáng)制;激勵
當(dāng)前,我國以臭氧、細(xì)顆粒物(PM2.5)和酸雨為特征的區(qū)域性復(fù)合型大氣污染問題日益突出,區(qū)域內(nèi)空氣重污染現(xiàn)象大范圍同時出現(xiàn)的頻次日益增多,嚴(yán)重制約著社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,甚至威脅到人類的健康,治理大氣污染刻不容緩。為此,2013年9月國務(wù)院了《大氣污染防治行動計劃》,加大空氣污染治理力度。
2012年,我國內(nèi)河和沿海運(yùn)輸完成貨物周轉(zhuǎn)量分別達(dá)到億tkm和億tkm,承運(yùn)我國國際貿(mào)易進(jìn)出口貨物運(yùn)輸?shù)膰H航行船舶逾15萬艘次。我國內(nèi)河和沿海船舶活動量大,船舶排放的污染物中包含多種大氣污染物,對我國沿河和沿海區(qū)域的空氣污染不容忽視。
從控制相關(guān)區(qū)域內(nèi)船舶大氣污染氣體排放著手,制定并實施相關(guān)政策,以減少區(qū)域空氣質(zhì)量的影響是可選擇利用的方法。本文介紹國際相關(guān)政策措施以供我國借鑒,通過選擇合適的政策類型、政策涉及的區(qū)域范圍和實施時間等方法,改善我國沿河和沿海區(qū)域的空氣質(zhì)量。
1 船舶廢氣排放對區(qū)域空氣質(zhì)量的 影響
船舶排放的主要污染物有硫氧化物、氮氧化物和PM2.5。硫氧化物主要是燃料中所含硫的燃燒產(chǎn)物,其中的二氧化硫容易氧化形成酸雨危害人類,船舶硫氧化物排放主要取決于柴油機(jī)所使用的燃料油中的含硫量;氮氧化物由化石燃料與空氣在高溫燃燒時產(chǎn)生,不僅危害人體健康,而且是破壞環(huán)境、形成酸雨和光化學(xué)煙霧的重要物質(zhì);PM2.5主要來自化石燃料的燃燒物、揮發(fā)性有機(jī)物等,船舶排放的一部分氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)也會轉(zhuǎn)化成PM2.5。
鑒于船舶排放對空氣環(huán)境的影響,國際海事組織(IMO)海洋環(huán)境保護(hù)委員會(MEPC)早在1988年就正式開展防止船舶造成大氣污染議題的研討及審議工作,將《國際防止船舶造成污染公約》(《MARPOL 73/78公約》)1997年議定書進(jìn)行修訂,通過了附則Ⅵ《防止船舶造成大氣污染規(guī)則》,該附則已于2005年5月19日正式生效。
在水運(yùn)活動集中的區(qū)域,特別是大型港口城市,船舶排放對當(dāng)?shù)乜諝馕廴镜挠绊戄^大。發(fā)達(dá)國家或地區(qū)對此進(jìn)行量化研究。美國南加州大學(xué)利用量化分析模型,分析了南加州空氣盆地船舶廢氣排放對周邊環(huán)境的二氧化氮、二氧化硫、臭氧和顆粒物濃度的影響。以洛杉磯中心區(qū)為例,船舶廢氣排放導(dǎo)致二氧化氮、二氧化硫的24 h平均濃度分別增加了7.4 g/L和0.3 g/L;1 h和8 h臭氧濃度峰值分別增加了4.5 g/L和7.9 g/L;硝酸鹽和硫酸鹽的平均濃度分別增加3.7 g/m3和0.1 g/m3;此外,如未來對船舶廢氣排放不加控制,預(yù)測2020年船舶廢氣排放將成為該地區(qū)最大的空氣污染源。[1] 南加州研究機(jī)構(gòu)在南加州范圍內(nèi)布置10個監(jiān)測站,研究南加州空氣盆地船舶排放的PM2.5對該地區(qū)空氣質(zhì)量的影響。研究結(jié)果表明,隨著監(jiān)測站與洛杉磯港和長灘港距離的增加,船舶廢氣對空氣質(zhì)量的影響隨之減少,船舶排放的PM2.5占距離港口最近監(jiān)測站的PM2.5比重達(dá)到8.8%,而占距離港口80 km的內(nèi)陸監(jiān)測站的PM2.5比重則下降為1.4%。[2]
我國香港特區(qū)環(huán)保署的《2011年香港排放清單報告》顯示,2011年香港港口船舶排放的硫氧化物、氮氧化物和PM10分別占總排放量的54%、33%和37%,均是香港相應(yīng)污染物的最大排放源。上海市環(huán)境監(jiān)測中心等單位所做的研究結(jié)果表明,2010年上海港船舶排放的可吸入顆粒物為0.46萬t,細(xì)顆粒物為0.37萬t,柴油顆粒物為0.44萬t,氮氧化物為5.73萬t,硫氧化物為3.54萬t,一氧化碳為0.49萬t,其中,二氧化硫、氮氧化物和PM2.5對上海市空氣質(zhì)量的影響最為顯著,分別占排放總量的12.0%、9.0%和5.3%。[3]
目前,我國并沒有將船舶廢氣排放納入污染物排放統(tǒng)計的范疇,國務(wù)院的《大氣污染防治行動計劃》中也只是提到“開展工程機(jī)械等非道路移動機(jī)械和船舶的污染控制”的原則性要求,并沒有配套計劃。隨著未來大氣污染防治的深入,控制船舶廢氣排放將成為我國特別是沿河和沿海港口城市要面對的一大挑戰(zhàn)。
2 國際控制船舶廢氣排放的政策措施
控制船舶廢氣排放除要求船舶采用配備岸電裝置靠港使用岸電[4]、安裝柴油機(jī)顆粒過濾器、廢氣循環(huán)系統(tǒng)或選擇性催化還原系統(tǒng)等減排技術(shù)手段以及諸如IMO強(qiáng)制實施的船舶能效指數(shù)(EEDI)標(biāo)準(zhǔn)、船舶能效管理計劃(SEEMP)等減排管理措施以外,在一定區(qū)域范圍內(nèi),從控制船舶大氣污染排放著手,制定并實施強(qiáng)制性的廢氣排放政策是有效控制船舶廢氣排放的措施。
2.1 廢氣排放控制區(qū)及排放控制要求
目前,波羅的海區(qū)域和北海區(qū)域的硫氧化物排放控制區(qū),北美區(qū)域的硫氧化物、氮氧化物和顆粒物質(zhì)排放控制區(qū)已經(jīng)正式啟用。
2.1.1 廢氣排放控制區(qū)
在《MARPOL 73/78公約》附則Ⅵ中,除要求船舶使用的任何燃油中硫含量不得超過4.5%外,還將波羅的海區(qū)域指定為硫氧化物排放控制區(qū),要求處于硫氧化物排放控制區(qū)的船舶使用的燃油中硫含量不得超過1.5%。按照《MARPOL 73/78公約》1997年議定書的規(guī)定,波羅的海硫氧化物排放控制區(qū)于2006年5月19日正式啟用。按照經(jīng)歐盟第2005/33/EC號法令修正的1999/32/EC號法令,2006年8月11日才開始執(zhí)行波羅的海硫氧化物排放控制區(qū)船舶使用燃油中硫含量以1.5%為上限的控制要求。
2005年7月舉行的MEPC第53次會議,通過了經(jīng)修訂的《MARPOL 73/78公約》附則Ⅵ,增加北海區(qū)域為硫氧化物排放控制區(qū),于2007年11月22日正式啟用。按照經(jīng)歐盟第2005/33/EC號法令修正的1999/32/EC號法令,北海區(qū)域成為硫氧化物排放控制區(qū)的日期被提前到了2007年8月11日。
2010年3月舉行的MEPC第60次會議,通過了經(jīng)修訂的《MARPOL 73/78公約》附則Ⅵ,增加北美區(qū)域為排放控制區(qū),并于2012年8月1日正式啟用。
2.1.2 排放控制要求
2008年10月舉行的MEPC第58次會議,通過了經(jīng)修訂的《MARPOL 73/78公約》附則Ⅵ,進(jìn)一步明確排放控制區(qū)是指采用特殊強(qiáng)制措施防止、減少和控制船舶排放硫氧化物、氮氧化物、顆粒物或上述3種污染物,以便減少對船員健康或環(huán)境不利影響的區(qū)域。
附則Ⅵ關(guān)于船舶氮氧化物排放控制標(biāo)準(zhǔn)分為3個階段(見圖1)。2000年1月1日2010年12月31日期間建造的船舶所安裝的船用柴油機(jī)應(yīng)滿足第1階段標(biāo)準(zhǔn),否則應(yīng)禁止使用;2011年1月1日2015年12月31日期間建造的船舶所安裝的船用柴油機(jī)應(yīng)滿足第2階段標(biāo)準(zhǔn),否則應(yīng)禁止使用;2016年1月1日以后建造的船舶所安裝的船用柴油機(jī)應(yīng)滿足第3階段標(biāo)準(zhǔn),否則應(yīng)禁止使用,其中,排放控制區(qū)內(nèi)航行船舶的柴油機(jī)應(yīng)滿足第3階段標(biāo)準(zhǔn),排放控制區(qū)之外航行船舶的柴油機(jī)應(yīng)滿足第2階段標(biāo)準(zhǔn)。
附則Ⅵ將排放控制區(qū)進(jìn)行內(nèi)外區(qū)分,并規(guī)定了船舶使用燃油中硫含量的上限控制要求(見圖2)。此外,要求2018年前完成全球燃油市場供需狀況評估,確定在非排放控制區(qū)域是否將船舶使用燃油中硫含量0.5%上限的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整到2025年1月1日實施。
2.2 強(qiáng)制靠港船舶減排的措施
目前,歐盟實施了強(qiáng)制靠港船舶使用低硫燃油的減排措施。從2010年1月1日起,在歐盟港口停泊(包括錨泊、系浮筒、碼頭靠泊)超過2 h的船舶不得使用硫含量超過0.1%的燃油(該要求不適用于停掉所有機(jī)器而使用岸電的船舶);船舶靠泊后應(yīng)盡早轉(zhuǎn)換為低硫燃油(硫含量不超過0.1%),船舶開航前應(yīng)盡量推遲切換為高硫燃油;燃油轉(zhuǎn)換操作應(yīng)記錄在航行日志上。
美國加州于2014年1月1日實施強(qiáng)制靠港船舶使用岸電的減排措施?;诟劭诳諝馕廴疚锎蠖鄟碜源霸诟劭诤叫小⒖扛酆碗x港操作以及靠港作業(yè)時的特點,為進(jìn)一步減少船舶污染物排放,美國除了通過設(shè)立北美排放控制區(qū)控制船舶在沿海航行活動中的廢氣排放外,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、空氣質(zhì)量要求高的加州對于靠港船舶還提出更高的控制廢氣排放要求。
加州法典第17篇第1節(jié)第7.5分節(jié)第93118.3小節(jié)“靠泊加利福尼亞港口遠(yuǎn)洋船舶應(yīng)用的輔助柴油引擎的有毒空氣污染物控制”中強(qiáng)制要求從2014年1月1日起,掛靠加州港口的集裝箱船(船公司船舶年掛靠加州港口25次以上)、郵船(船公司船舶年掛靠加州港口5次以上)和冷藏貨物運(yùn)輸船靠泊期間必須不斷加大關(guān)閉引擎和使用岸電的比例。法律規(guī)定,各船公司掛靠每一個加州港口的船舶使用岸電的掛靠次數(shù)占其在該港口總掛靠次數(shù)的比例在20142016年期間應(yīng)達(dá)到50%,20172019年期間達(dá)到70%,2020年之后達(dá)到80%。如果船公司掛靠船舶不能滿足上述要求,每次??繉⒏鶕?jù)情況罰款~美元。
2.3 激勵船舶在港區(qū)減排的措施
為改善環(huán)境質(zhì)量,一些航運(yùn)發(fā)達(dá)的地區(qū)或者港口采取了激勵船舶在港區(qū)減排的措施,如美國長灘港、新加坡和我國香港特區(qū)等。
2.3.1 長灘港“綠旗計劃”
鑒于船舶低速航行有利于減少大氣排放,自2006年1月1日起,長灘港開始實施一項船公司自愿參加的降低船舶航行速度的“綠旗計劃”,鼓勵船舶在靠近海岸20 n mile的范圍內(nèi)將航行速度降到12 kn以下。作為對船公司參與“綠旗計劃”、重視環(huán)境保護(hù)的回報,長灘港將減收這些船公司船舶的港口費(fèi)。
長灘港以費(fèi)爾曼角(Point Fermin)燈塔為中心、半徑20 n mile(2009年擴(kuò)大到40 n mile)的半圓海域為參加“綠旗計劃”船舶自愿降低航行速度的區(qū)域范圍,由美國南加州海事交換中心負(fù)責(zé)檢測并記錄在此范圍內(nèi)船舶的航行速度,并以12個月為時間單位,統(tǒng)計船舶執(zhí)行“綠旗計劃”的情況。如果掛靠長灘港的船舶在12個月內(nèi)100%地執(zhí)行“綠旗計劃”,將獲得綠旗作為環(huán)保成就獎;如果在12個月內(nèi)船公司執(zhí)行“綠旗計劃”的船舶比例達(dá)到90%,則未來一年內(nèi)的港口費(fèi)將減收15%。2012年,掛靠長灘港的船舶中,83%以上的船舶在距離港口40 n mile范圍內(nèi)實施減速航行;接近96%的船舶在距離港口20 n mile范圍內(nèi)實施減速航行。
截至2012年底,200多家船公司獲得減免港口費(fèi)的獎勵,同時與港口運(yùn)作相關(guān)的柴油污染物排放量減少了75%。
2.3.2 新加坡“綠色海港計劃”
為鼓勵本地船務(wù)業(yè)采用潔凈能源,減少碳排放量以保護(hù)環(huán)境,2011年新加坡海事和港務(wù)管理局宣布推行“新加坡綠化海事計劃”。“綠色海港計劃”是“新加坡綠化海事計劃”的3個組成部分之一。
“綠色海港計劃”針對在新加坡海港停靠的船舶實施,規(guī)定船舶在海港內(nèi)采用被認(rèn)可的減排科技或改用低硫燃油,符合《MARPOL 73/78公約》附則Ⅵ所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn),則減收其15%的港口費(fèi)。
2.3.3 我國香港特區(qū)《乘風(fēng)約章》
2011年共有18家遠(yuǎn)洋船公司簽署了《乘風(fēng)約章》,承諾2年內(nèi)在香港港掛靠遠(yuǎn)洋船舶在靠港時盡可能換用低硫燃油(硫含量不高于0.5%的燃料油)。2011年共有艘次遠(yuǎn)洋船舶在香港港靠港時換用低硫燃油,占全年掛靠香港港遠(yuǎn)洋船舶總艘次的11%,減少約890 t的二氧化硫排放。
在《乘風(fēng)約章》2年有效期期滿之時,在成員的共同推動下,為延續(xù)《乘風(fēng)約章》的實施對香港空氣質(zhì)量改善的有利影響,香港特區(qū)政府在2012年2月的《20122013年度財政預(yù)算案》中,建議對在香港港靠港時換用硫含量不高于0.5%低硫燃油的遠(yuǎn)洋船舶,減免一半的港口設(shè)施及燈標(biāo)費(fèi),并將此稱為“泊岸換油計劃”。
3 控制船舶廢氣排放政策措施的比較
上述在發(fā)達(dá)地區(qū)、國家或者港口實施的區(qū)域船舶廢氣排放控制政策措施可以歸納為以下3類:(1)建立排放控制區(qū)是通過政府間或IMO機(jī)制實施的,屬于國際強(qiáng)制性措施;(2)歐盟強(qiáng)制靠港船舶使用低硫燃油和美國加州強(qiáng)制靠港船舶使用岸電是通過政府組織或者地方政府的機(jī)制實施的,屬于局部強(qiáng)制性措施;(3)以地方利益換取區(qū)域內(nèi)船舶減排效果的措施,屬于激勵性措施。
不同政策措施的特點,其效果也不盡相同,比較結(jié)果見表1。表中“準(zhǔn)備難度”指實施相關(guān)政策措施的準(zhǔn)備工作困難程度,包括政策制定、審查和頒布程序,配套保障措施到位等的人力、財力、物力和時間投入的需求。
從“準(zhǔn)備難度”角度看,激勵性政策措施涵蓋區(qū)域范圍小,涉及船舶范圍有限,船公司可以不執(zhí)行更加嚴(yán)格的排放控制要求,政策制定、審查和頒布程序比較容易;局部強(qiáng)制性政策措施涵蓋國家或地區(qū)范圍增加,涉及船舶范圍增加,具有強(qiáng)制性,在政策制定、審查和頒布程序方面難度有所增加;制定、審查和頒布實施國際強(qiáng)制性政策措施最為困難,按照《MARPOL 73/78公約》及其附則Ⅵ的要求,證實有防止、減少和控制船舶排放硫氧化物、氮氧化物、顆粒物或者上述3種污染物造成空氣污染的需要,IMO才會考慮設(shè)立排放控制區(qū)。設(shè)立排放控制區(qū)需要經(jīng)過提出建議和評估通過2個程序。
設(shè)立排放控制區(qū)需要由1個或者多個《MARPOL 73/78公約》簽約國向IMO提出建議,如果2個或更多的簽約國對某一特定區(qū)域有共同關(guān)注,這些簽約國應(yīng)起草1份互相協(xié)調(diào)的建議。建議內(nèi)容包括:
(1)1份船舶廢氣排放控制適用區(qū)域的明確描述和1張標(biāo)有該區(qū)域位置的參考海圖;
(2)控制船舶廢氣排放的類型建議,可以是硫氧化物、氮氧化物、顆粒物或者上述3種污染物;
(3)1份受到船舶廢氣排放威脅的人口和環(huán)境區(qū)域的說明;
(4)在所建議的排放控制區(qū)內(nèi),船舶排放對周邊環(huán)境空氣污染和環(huán)境不利影響的評估報告,評估內(nèi)容包括船舶排放對居民健康和環(huán)境影響的描述;
(5)所建議的排放控制區(qū)和受到威脅的人口、環(huán)境區(qū)域內(nèi)有關(guān)氣象條件的相關(guān)資料;
(6)所建議的排放控制區(qū)內(nèi)船舶航行狀況,包括船舶航行的模式和密度;
(7)1份建議提案國(一國或多國)對危及所建議的排放控制區(qū)的陸上硫氧化物、氮氧化物或顆粒物排放源影響所采取的控制措施以及按照排放控制區(qū)的硫氧化物、氮氧化物或顆粒物控制要求采取協(xié)同措施的說明;
(8)與陸上控制措施相比較,減少船舶排放的相對成本以及與國際貿(mào)易相關(guān)的航運(yùn)經(jīng)濟(jì)影響的說明。
4 結(jié) 語
國家、地區(qū)或者港口對于控制船舶廢氣排放政策措施的選擇,應(yīng)充分考慮改善區(qū)域環(huán)境和提高空氣質(zhì)量的需要、政策準(zhǔn)備的難度和時間要求、政策實施的監(jiān)督體制及機(jī)制建設(shè)的障礙以及監(jiān)督成本的增加對于國際貿(mào)易和航運(yùn)的影響以及本地航運(yùn)企業(yè)對于成本增加的承受能力等因素,從而確定相應(yīng)的政策類型、政策涉及的區(qū)域范圍和實施時間。
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國內(nèi)學(xué)者對經(jīng)濟(jì)増長與環(huán)境質(zhì)量之間的關(guān)系也做了許多研究。例如,李善同等分析了貿(mào)易自由化對我國環(huán)境產(chǎn)生的影響,認(rèn)為増長效應(yīng)是污染増加的主要原因,貿(mào)易自由化不會導(dǎo)致我國環(huán)境的迅速惡化。黨玉婷等則運(yùn)用格羅斯曼和克魯斯?fàn)?GosmanandKuger的分析方法,對我國對外貿(mào)易環(huán)境進(jìn)行了研究,提出現(xiàn)階段進(jìn)出口貿(mào)易從總體上看使得我國生態(tài)環(huán)境惡化。李智等利用五類環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)的時間序列數(shù)據(jù),對環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)増長的關(guān)系進(jìn)行了對比分析,結(jié)果表明我國正處于環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)増長相矛盾的階段,人均GDP的増加并未自動解決我國的環(huán)境問題,而產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與技術(shù)進(jìn)步則對環(huán)境庫茲涅茨曲線起著重要作用。
GDI以年均9.8%的速度増長,在全球金融危機(jī)全面爆發(fā)的2008年我國對外貿(mào)易依存度仍接近60%。出口導(dǎo)向帶動經(jīng)濟(jì)増長的戰(zhàn)略,是基于我國資源較為充裕、勞動力價格水平較低及環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)較低等現(xiàn)實條件而制定的戰(zhàn)略,并由此形成了如能源、紡織、金屬制品及化工產(chǎn)品與產(chǎn)業(yè)的國際比較優(yōu)勢。為了加速經(jīng)濟(jì)増長,政府在制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策時,更傾向于引導(dǎo)企業(yè)發(fā)展這一類具有國際比較優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)。然而,對外貿(mào)易和經(jīng)濟(jì)増長離不開對資源和環(huán)境的消耗,同時環(huán)境承載能力的有限又使得環(huán)境污染日益加劇,使中國的環(huán)境質(zhì)量面臨巨大壓力。從現(xiàn)實看,中國經(jīng)濟(jì)的快速増長是以資源和環(huán)境的快速損耗為代價的,而對外貿(mào)易是推動中國經(jīng)濟(jì)増長的最為主要的驅(qū)動力之一,在分析中國經(jīng)濟(jì)増長中環(huán)境污染的路徑選擇時有必要引入對外貿(mào)易這一因素。
基于既有理論和研究現(xiàn)狀,本文從我國實際情況出發(fā),選取三類具有代表性的污染物排放指標(biāo),分析我國1990—2008年間對外貿(mào)易、經(jīng)濟(jì)増長與環(huán)境污染之間的關(guān)系,以期為我國進(jìn)一步優(yōu)化貿(mào)易商品結(jié)構(gòu),保持經(jīng)濟(jì)快速増長,減少環(huán)境壓力和資源浪費(fèi)起到參考作用。
二研究數(shù)據(jù)與方法
目前,測度環(huán)境質(zhì)量的指標(biāo)主要有三種:污染物集中度、污染物排放量和資源開采量。鑒于數(shù)據(jù)的連續(xù)性與可得性,本文主要選取工業(yè)廢水排放量、工業(yè)廢氣排放量和工業(yè)固體廢物排放量三類指標(biāo);其中工業(yè)廢氣排放量主要選取工業(yè)二氧化硫排放量、煙塵排放量和粉塵排放量這三類指標(biāo),并將其求和得出結(jié)果。樣本區(qū)間是我國1990—2008年的年度數(shù)據(jù),主要根據(jù)《中國統(tǒng)計年鑒2008》相關(guān)各期和中國統(tǒng)計局網(wǎng)站的統(tǒng)計數(shù)據(jù)計算整理得出。出于分析的需要,對數(shù)據(jù)進(jìn)行了以下幾方面的處理:
首先,為了確保數(shù)據(jù)的一致性,將商品進(jìn)出口總額用當(dāng)年的平均匯率換算為以人民幣為單位(億元)的進(jìn)出口總值。其次,為消除價格因素影響,用消費(fèi)價格指數(shù)把商品進(jìn)出口總額和人均GDP換算為以1990年不變價格計算的數(shù)值。
第三,為減少數(shù)據(jù)的不平穩(wěn),對各變量進(jìn)行了取對數(shù)變換,其度量單位及表示符號為了反映中國對外貿(mào)易、經(jīng)濟(jì)増長與環(huán)境污染路徑演化的相互關(guān)系,本文以庫茲涅茨理論為基礎(chǔ)構(gòu)建方程,并主要運(yùn)用基于VAR模型的廣義脈沖響應(yīng)函數(shù)法和方差分解法建立相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)計量模型進(jìn)行分析,所使用的軟件為EVwS0
三中國對外貿(mào)易、經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境污染相互關(guān)系實證分析
1描述性分析樣本數(shù)據(jù)
進(jìn)入1990年代以來,我國的對外貿(mào)易和經(jīng)濟(jì)増長都有巨大發(fā)展。1990—2008年,我國GDP從18718億元増長到300670億元,進(jìn)出口總額從5560億元増長到178671億元,2008年數(shù)值分別是1990年的16倍和32倍。進(jìn)入21世紀(jì)后,對外貿(mào)易發(fā)展得更為迅猛,外貿(mào)依存度由2001年的40.1%増加到2008年的59.4%,其中2007年達(dá)到峰值66.3%,與2001年相比増長了近27個百分點。但是,在對外貿(mào)易和經(jīng)濟(jì)増長快速發(fā)展的同時,我國的環(huán)境污染呈現(xiàn)出加劇的趨勢,一些出口企業(yè)的工業(yè)廢水排放量、廢氣排放量和固體廢物排放量不斷増多,對環(huán)境造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響2計量模型
根據(jù)庫茲涅茨曲線理論,本文首先構(gòu)建了三類環(huán)境污染物排放量與人均GDI關(guān)系的模型,分析環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)増長之間的關(guān)系;然后將商品進(jìn)出口總額納入模型,在庫茲涅茨曲線的基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析對外貿(mào)易對我國環(huán)境質(zhì)量的影響,以確定中國對外貿(mào)易、經(jīng)濟(jì)増長中環(huán)境污染的路徑演化關(guān)系。變量的系數(shù)估計值及其顯著性水平表明(表2)全國工業(yè)廢水排放量與人均〔DP之間不存在倒U型關(guān)系,而呈現(xiàn)出正U型關(guān)系,目前情況類似于環(huán)境庫茲涅茨曲線的左半段,將會呈現(xiàn)繼續(xù)上升的趨勢,廢水污染會隨著經(jīng)濟(jì)的増長進(jìn)一步惡化;而工業(yè)廢氣和固體物排放與人均GDP之間存在倒U型關(guān)系,說明環(huán)境庫茲涅茨曲線假說在某幾類污染物排放中成立。但是這兩條曲線的擬合優(yōu)度分別只有039和045擬合效果不理想。從數(shù)據(jù)上看,工業(yè)廢氣和固體廢物排放與人均GDP之間的關(guān)系呈不穩(wěn)定的波動趨勢(圖1)而從倒U型分析,隨著人均GDP的提高,其排放量并不顯著提高,但這并不能充分說明我國工業(yè)廢氣和固體廢物排放情況己得到了有效控制,且由于污染控制等機(jī)制方面存在不足,它們?nèi)杂锌赡茈S經(jīng)濟(jì)的増長而上升。總體而言,該模型中各類環(huán)境污染指標(biāo)與人均GDP回歸曲線的擬合程度不高,說明污染與經(jīng)濟(jì)増長并不僅僅符合單極值點的二次曲線,有可能存在N型或倒N型等其他更復(fù)雜的情況。
模型(2)的估計結(jié)果表明(表3)總體而言,曲線的擬合效果要好于模型(1)且通過了F檢驗,其中兩類污染物排放(工業(yè)廢氣和工業(yè)固體物)和人均CDP之間存在倒L型關(guān)系,顯示對外貿(mào)易對我國各類環(huán)境污染指標(biāo)的影響作用不同,對外貿(mào)易總量的増加能夠在一定程度上減輕我國工業(yè)固體廢物排放的壓力,而使工業(yè)廢氣排放量増多,這就影響了曲線的斜率和拐點的位置,増加了越過環(huán)境庫茲涅茨曲線頂點的難度,對環(huán)境造成不利影響。其原因可能是對外貿(mào)易不僅通過増加國內(nèi)生產(chǎn)總值對環(huán)境產(chǎn)生影響,還會通過如環(huán)境貿(mào)易壁壘和傳統(tǒng)污染型產(chǎn)業(yè)向我國轉(zhuǎn)移引起的結(jié)構(gòu)效應(yīng)等因素對環(huán)境產(chǎn)生影響,使環(huán)境成本轉(zhuǎn)向我國。另外,該模型中,工業(yè)廢氣排放模型的擬合優(yōu)度較低,說明工業(yè)廢氣的排放量可能還受到模型未考慮的其他變量所影響,其它形狀的曲線可能更符合工業(yè)廢氣排放量的實際情況。
3單位根檢驗
基于以上構(gòu)建的反映對外貿(mào)易、經(jīng)濟(jì)増長與我國環(huán)境污染關(guān)系的計量模型,為進(jìn)一步討論其間的長期和短期動態(tài)關(guān)系,本文采用基于VAR模型協(xié)整檢驗、廣義脈沖響應(yīng)函數(shù)法和方差分解法建立的相應(yīng)經(jīng)濟(jì)計量模型進(jìn)行分析。在分別檢驗我國對外貿(mào)易、經(jīng)濟(jì)増長和三類污染物排放指標(biāo)的協(xié)整關(guān)系之前,需要檢查各變量的平穩(wěn)性,否則可能出現(xiàn)偽回歸錯誤。因此,采用ADI方法檢驗序列的平穩(wěn)性,檢驗結(jié)果表明,經(jīng)過一階差分后,每個序列都是平穩(wěn)的(表4)它們都是一階單整序列4協(xié)整檢驗根據(jù)協(xié)整的定義,如果變量是同階非平穩(wěn)單整序列,那么其線性組合可能存在著長期穩(wěn)定的關(guān)系(卩協(xié)整關(guān)系)它反映了所研究的變量間存在的一種長期穩(wěn)定的均衡關(guān)系。本文運(yùn)用JOasen及大似然估計法,根據(jù)ac信息準(zhǔn)則和s準(zhǔn)則,協(xié)整檢驗的結(jié)果之間在跡檢驗中通過了5%臨界值檢驗,表明其存在協(xié)整關(guān)系。
(1)對外貿(mào)易、經(jīng)濟(jì)增長與工業(yè)廢氣的排放圖2與表6及表7第一列反映了在對外貿(mào)易和經(jīng)濟(jì)増長的一個標(biāo)準(zhǔn)差新息的沖擊下,工業(yè)廢氣排放產(chǎn)生的脈沖響應(yīng)函數(shù)圖。當(dāng)在本期給人均GDP一個沖擊后,在前二期存在一個正響應(yīng),然后逐漸下降,到第4期到達(dá)一個最大負(fù)響應(yīng);隨后又變?yōu)檎憫?yīng),第7期后收斂。這表明隨著人均GDP的増加,在前期會増加工業(yè)廢氣的排放量,隨后廢氣污染會下降,呈現(xiàn)出波動現(xiàn)象,但波動幅度減小,波動時間増長。當(dāng)在本期給對外貿(mào)易一個沖擊后,在前三期存在負(fù)響應(yīng),第2期最大,隨后變成正響應(yīng),到第5期最大,隨后收斂變?yōu)樨?fù)。這表明隨著對外貿(mào)易的増加,在前期會減少工業(yè)廢氣的排放量,隨著時間的推移,對環(huán)境污染的影響呈現(xiàn)出波動性,但波動幅度減小,波動時間増長。
濟(jì)增長與工業(yè)廢水的排放圖2與表6及表7第二列說明,當(dāng)在本期給人均GDP—個沖擊后,從第2期開始一直存在負(fù)響應(yīng),第3期是一個最大負(fù)響應(yīng),直到第8期變?yōu)檎憫?yīng)后收斂。這表明隨著人均(G〕P的增加,工業(yè)廢水的排放量會隨之減少,隨時間推移廢水污染又會增加,呈現(xiàn)出波動性。在本期給對外貿(mào)易一個沖擊后,在前六期存在正響應(yīng),第2期最大,到第7期變成負(fù)響應(yīng),隨后又變?yōu)檎?。這表明隨著對外貿(mào)易的增加,在前期會增加工業(yè)廢水的排放量,而隨著時間的推移,工業(yè)廢水的排放量會減少,呈現(xiàn)出波動性,但波動幅度減小,波動時間縮短。從脈沖響應(yīng)效果可以看出,在經(jīng)濟(jì)增長和對外貿(mào)易的沖擊下,工業(yè)廢水排放所呈現(xiàn)出的變化與前面的計量模型分析正好相符。
(3)對外貿(mào)易、經(jīng)濟(jì)增長與工業(yè)固體廢物的排放
【關(guān)鍵詞】汽車;空氣污染;控制對策
【中圖分類號】U461.99【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A【文章編號】1672-5158(2013)02-0303-01
目前,我國大城市機(jī)動車污染已經(jīng)達(dá)到比較嚴(yán)重的程度,汽車造成的污染有交通揚(yáng)塵、尾氣排放,尾氣中細(xì)小的顆粒物能引起呼吸系統(tǒng)疾病,損壞肺部;當(dāng)顆粒有毒時,可能導(dǎo)致癌癥,刺激皮膚和眼睛,造成皮炎、眼結(jié)膜炎。可見,汽車排放的有害廢氣,嚴(yán)重地危害著人類的健康。及時研究造成機(jī)動車排放污染的原因,并進(jìn)行有效的控制已經(jīng)迫在眉睫。
一、汽車排氣污染
1.汽車排放污染物的來源。汽油車排放物中,氮?dú)饧s占71%、二氧化碳14%、水和水蒸氣13%,一氧化碳、氮氧化合物,碳?xì)浠衔铩⒍趸蛘?%~2%。其污染的來源有三個:一是從排氣管直接排出的廢氣,主要的有害物質(zhì)是CO、HC、NOX;二是曲軸箱竄氣,即從活塞和氣缸壁之間的間隙中漏出,再經(jīng)過曲軸箱通氣孔排出的可燃混合氣體,其主要有害物質(zhì)是HC;三是燃油箱蓋、燃油箱通氣孔、油管等連接部位蒸發(fā)出的汽油蒸汽,其主要成分是HC。另外,汽車排放出大量的CO,產(chǎn)生溫室效應(yīng)。
2.汽車排放污染物的主要成分及其危害。汽油車排氣中的污染物主要有一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔铮℉C)、氮氧化合物(NOX)等。一氧化碳(CO)是汽油機(jī)不完全燃燒時產(chǎn)生的一種無色、無味的氣體,吸入人體后,和血液中的血紅蛋白結(jié)合成為一氧化碳血紅蛋白,阻止氧的輸送,使人體缺氧,引起頭痛、頭暈、嘔吐等中毒癥狀,嚴(yán)重時造成死亡;碳?xì)浠衔铮℉c)是發(fā)動機(jī)排氣中的未然盡的燃料分解的氣體,以及供油系中燃料的蒸發(fā)和滴漏。碳?xì)浠衔铮℉c)只有在高濃度的情況下才會對人體產(chǎn)生影響,它是光化學(xué)煙霧的重要組成成分。光化學(xué)煙霧是排氣中的HC和NOX排入大氣后在紫外線照射下進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的黃色煙霧。光化學(xué)煙霧具有明顯的刺激性,能刺激眼結(jié)膜,引起流淚并導(dǎo)致紅眼病,另外還具有損害植物、降低大氣能見度、損壞橡膠制品等危害;氮氧化合物(NOX)是在高溫條件下產(chǎn)生的有臭味的廢氣,對肺組織產(chǎn)生劇烈的刺激作用。
汽車排出CO,是沒有毒的,但是它是產(chǎn)生“溫室效應(yīng)”的主要物質(zhì)。“溫室效應(yīng)”使地球表面的溫度上升,對全球氣候變化會產(chǎn)生巨大的影響,因此CO,已經(jīng)被列為重點排放控制的對象。
二、汽車上采用的新技術(shù)
1.缸內(nèi)汽油直接噴射技術(shù)。缸內(nèi)汽油直接噴射實現(xiàn)分層燃燒,不但可大幅降低CO、HC及NOx排放,而且還能提高燃油經(jīng)濟(jì)性。因此,三菱公司將其汽油直接噴射發(fā)動機(jī)定為全球環(huán)保發(fā)動機(jī)。
2.可變氣門正時技術(shù)??勺儦忾T正時系統(tǒng),氣門的開閉時間隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速與負(fù)荷而連續(xù)變化,可達(dá)到省油、怠速穩(wěn)定、提高轉(zhuǎn)矩、增大動力輸出及減少排氣污染的目的。
3.電腦控制的點火技術(shù)。電腦控制的點火系統(tǒng)提高了發(fā)動機(jī)的動力性和燃油經(jīng)濟(jì)性,并使排氣中的CO、HC含量大為降低。
三、汽車排放控制技術(shù)
為了徹底解決排放向低排放、超低排放發(fā)展的問題,目前現(xiàn)代汽車主要采取了以下控制技術(shù):
1.燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)(EVAP)。在汽車排出的HC中來自汽油蒸發(fā)的約占20%以上。在外界溫度升高時,燃油箱的汽油會加速蒸發(fā),從燃油箱蓋和油箱通氣孔排入大氣。為此,有些發(fā)動機(jī)采用吸附法將汽油蒸汽吸附。待到發(fā)動機(jī)工作時,再將吸附的汽油蒸汽在負(fù)壓條件下解附,送入發(fā)動機(jī)燃燒室燃燒,這樣防止了汽油直接排放到大氣污染環(huán)境?;镜墓ぷ鬟^程是:從燃油箱來的汽油蒸氣先通過活性炭濾毒器(又稱活性炭罐)吸附收集起來,當(dāng)發(fā)動機(jī)工作時,再從活性炭器中進(jìn)入進(jìn)氣歧管到燃燒室燃燒。
常用的有兩種形式:一種是不帶雙金屬真空轉(zhuǎn)換閥的EVAP系統(tǒng),當(dāng)發(fā)動機(jī)停車、怠速或低速時,從燃油箱來的HC在活性炭濾毒器被吸附,當(dāng)發(fā)動機(jī)在中速和高速時,又從活性炭濾毒器帶到進(jìn)氣歧管。另一種是帶雙金屬真空轉(zhuǎn)換閥的EVAP系統(tǒng),它的工作與冷卻液溫度有關(guān),水溫低于35℃,HC在活性炭濾毒器被吸附;水溫高于65℃,又從活性炭濾毒器帶到進(jìn)氣歧管。
2.廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR)。發(fā)動機(jī)燃燒反應(yīng)生成的NOX的量,完全是由于參加燃燒的空氣中的N0和氧反應(yīng)的結(jié)果。廢氣中NOX的含量與燃燒反應(yīng)的溫度、時間和過量空氣系數(shù)有關(guān),而且主要是由反應(yīng)溫度決定。降低燃燒反應(yīng)的溫度,廢氣中的NOX含量呈指數(shù)關(guān)系下降。
實驗證明:當(dāng)溫度下降到1700℃以下時,發(fā)動機(jī)排出的NOX含量幾乎為零;而在高速運(yùn)行條件下,由于反應(yīng)時間短,NOX含量也少。
廢氣再循環(huán)系統(tǒng)(EGR)的基本原理是:將5%~20%的廢氣再引入進(jìn)氣歧管,與新鮮混合氣一起進(jìn)入燃燒室,使最高燃燒溫度下降,從而減少NOX的生成量。因此EGR閥相當(dāng)于在進(jìn)、排氣管之間安裝了一個閥門,根據(jù)發(fā)動機(jī)不同工況,關(guān)閉或者引進(jìn)不同量的廢氣。顯然,廢氣的引進(jìn)會影響發(fā)動機(jī)的動力性、經(jīng)濟(jì)性、起動、怠速穩(wěn)定性。
廢氣再循環(huán)和廢氣不再循環(huán)完全受發(fā)動機(jī)ECU的控制,只要出現(xiàn)下列信號,ECU就會發(fā)出切斷EGR的命令,廢氣不再循環(huán):發(fā)動機(jī)冷卻液溫度低于55℃;減速過程(節(jié)氣門全關(guān));怠速或小負(fù)荷工況(進(jìn)氣量很?。话l(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速超過4000rpm(高速大負(fù)荷);發(fā)動機(jī)空擋運(yùn)轉(zhuǎn)。
3.三元催化系統(tǒng)(TWC)。發(fā)動機(jī)排出廢氣含有的CO、HC、NOX有害物質(zhì),可以利用三元催化器的作用將上述三種物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),生成無害的物質(zhì)排放出去,極大地減少了環(huán)境污染。三元催化器是一塊整體的孔氧化鋁骨架,上面浸漬有鉑、鈀、銠等貴重金屬作為催化劑,表面包覆不銹鋼作為保護(hù)套。
廢氣通過催化劑時,再催化劑表面進(jìn)行一系列的氧化和還原反應(yīng)。
CO+NOX+HCCO2+N2+H2O最終排到大氣都是無毒害的氣體。
在催化反應(yīng)的過程中,必須嚴(yán)格保證在α=1的很窄的過量空氣系數(shù)范圍內(nèi)。如果α>1,則CO氧化反應(yīng)的氧氣由廢氣供給,從而不能還原NOX。因此只能在ECU控制的燃油噴射系統(tǒng)和在氧傳感器提供廢氣中氧含量的信息,才能保證α=1的范圍。特別注意的是,由于上述反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以在過量HC和CO存在時,會使三元催化劑過熱而損壞。因此裝有三元催化器的汽車,怠速的運(yùn)動時間不得超過20分鐘,同時鉛也會使催化劑中毒而失效,故不能使用含鉛的汽油。
四、制理汽車尾氣排放的措施
1.制定嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。對日益嚴(yán)重的大氣污染,為確保人們有一個良好的生活環(huán)境和滿足人們對生活環(huán)境的要求,各地政府應(yīng)制定更為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。
2.開展無車日活動。據(jù)測算,如開展“無車日”活動一天,僅民用汽車可節(jié)約燃油3300萬升,可減少有害氣體排放約3000噸,數(shù)百人的生命和身體會幸免于交通事故傷害。
3.加大環(huán)保監(jiān)測力度。加大檢測力度,提高檢測人員的綜合素質(zhì)和職業(yè)道德,實現(xiàn)檢測與維修分家,進(jìn)行道路抽檢,教育駕駛員及時做好汽車維護(hù)工作,另外加速不符合排放要求的汽車淘汰工作。
關(guān)鍵詞:汽車排放;生成機(jī)理;影響因素
1 點燃式發(fā)動機(jī)排放污染物生成的影響因素
1.1 混合汽濃度的影響
CO的排放量基本上完全取決于混合汽濃度?;旌掀较?,CO的排放量越小;反之則反。HC與CO不同,在一定范圍內(nèi),混合汽越稀,HC的排放量越少,但混合汽過稀時(空燃比A/F超過18時),HC的排放量會大幅上升,因為此時火焰?zhèn)鞑ケ容^困難,甚至?xí)l(fā)生斷火現(xiàn)象?;旌掀^濃時,HC排放也會升高,這是由于燃料的不充分燃燒導(dǎo)致的?;旌掀麧舛葘OX的排放也會產(chǎn)生巨大影響,當(dāng)混合汽濃度在理論值附近且稍微偏小一些時,氧氣相對充足造成NOX排放也最高?;旌掀麧舛绕x該區(qū)域,由于燃燒溫度下降,NOX排放也隨之降低。
1.2 點火時間的影響
推遲點火時間,HC的排放量將減少,這是因為點火時間被推遲后,在燃燒室內(nèi)的燃燒時間將縮短,未燃燃料進(jìn)入排氣管后繼續(xù)燃燒,使排氣溫度上升,促進(jìn)了HC在排氣管中的后氧化。雖然推遲點火時間可以使HC的排放量有所下降,但這種下降會使發(fā)動機(jī)功率降低,燃油消耗量也隨之增加。一般情況下,點火時刻對CO排放影響不大,但是點火過遲,CO排放也會有所升高,這是由于燃料燃燒時間過短,氧化反應(yīng)不夠充分所致。點火時間提前,燃燒溫度會上升,因此,加大點火提前角會使NOX的排放量增加。
1.3 節(jié)氣門開度的影響
怠速時,節(jié)氣門幾乎完全關(guān)閉,進(jìn)氣量很小,燃燒室中殘余廢氣所占的比例較大,為了維持發(fā)動機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),ECU系統(tǒng)所提供的新鮮混合汽濃度一般偏大,因此,CO排放量較高。同時,由于火焰的穩(wěn)定性較差,HC排放濃度也較高;但由于怠速時的燃燒溫度較低,因而NOX排放的濃度也較低。
節(jié)氣門開度由怠速位置逐步增大時,燃燒室中殘余廢氣所占的比例逐步變小,ECU系統(tǒng)所提供的混合汽逐步變稀,CO、HC排放的濃度隨著燃燒情況的逐步改善而逐步下降,NOX排放的濃度則隨燃燒溫度的逐步上升而逐步增大,三種有害氣體的排放總量則都隨排氣量的逐步增大而增多。當(dāng)節(jié)氣門開度超過80%左右時,ECU系統(tǒng)所提供的混合汽濃度會增大,燃燒溫度也會進(jìn)一步升高,因此,CO、HC、NOX的排放濃度及總量都會進(jìn)一步升高。
1.4 發(fā)動機(jī)負(fù)荷的影響
在相同轉(zhuǎn)速下,發(fā)動機(jī)負(fù)載的大小不同,所對應(yīng)的節(jié)氣門開度、進(jìn)氣總量及混合汽的濃度都會有所不同??蛰d或輕載時,較小的節(jié)氣門開度和進(jìn)氣總量就可以維持這樣的轉(zhuǎn)速,CO、HC、NOX排放的總量也就相對較?。恢剌d或滿載時,維持這樣的轉(zhuǎn)速則需要較大的節(jié)氣門開度和進(jìn)氣總量,CO、HC、NOX排放的總量也就相對較大。
1.5 加減速的影響
急加速時,ECU系統(tǒng)所提供的混合汽濃度會短時增大,CO、HC、NOX排放的總量也會隨之短時增多;急減速時,ECU系統(tǒng)一般會短時切斷燃料供給,CO、HC、NOX排放會短時下降。緩慢加減速則不會產(chǎn)生上述效果,CO、HC、NOX排放的變化規(guī)律則符合“節(jié)氣門開度的影響”和“發(fā)動機(jī)負(fù)荷的影響”。
1.6 水溫的影響
水溫的高低會對混合汽濃度產(chǎn)生直接的影響,因而會對CO、HC排放產(chǎn)生間接影響。水溫過低時,ECU系統(tǒng)所提供的混合汽濃度增大,CO、HC排放都會增多;水溫過高時,燃燒溫度的上升則會導(dǎo)致NOX排放的升高;水溫在正常范圍以內(nèi)時,CO、HC、NOX排放的變化規(guī)律則符合上述“混合汽濃度的影響”、“點火時間的影響”、“節(jié)氣門開度的影響”、“加減速的影響”和“發(fā)動機(jī)負(fù)荷的影響”等。
1.7 殘余廢氣的影響
殘余廢氣過多,CO、HC排放都會增大,但NOX排放會相應(yīng)減少;殘余廢氣較少,CO、HC排放都會較少,但NOX排放會相應(yīng)增大。
1.8 壓縮壓力的影響
壓縮壓力增大,CO、HC排放都會減少,但NOX排放會相應(yīng)增大;壓縮壓力不足,CO、HC排放都會增大,但NOX排放會相應(yīng)減少。
2 檢測方法對檢測結(jié)果的影響
2006年全國二氧化硫排放量和化學(xué)需氧量分別比2005年有所增加,2005年全國二氧化硫排放總量高達(dá)2549萬噸,比2002年增加了27%。數(shù)字表明,我國治理廢氣面臨著嚴(yán)峻的形勢。國家環(huán)??偩志珠L周生賢表示,造成主要污染物不降反升的主要原因是,經(jīng)濟(jì)增長方式仍然粗放、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整進(jìn)展緩慢、GDP增速高于預(yù)期目標(biāo)、環(huán)保投入不足、環(huán)境執(zhí)法監(jiān)管不力。
我國政府已經(jīng)意識到資源環(huán)境約束和經(jīng)濟(jì)快速增長的矛盾,“十一五”規(guī)劃中把與經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展、群眾生產(chǎn)生活關(guān)系密切的環(huán)保、能源等作為約束性指標(biāo),要求政府確保實現(xiàn),而將經(jīng)濟(jì)增長作為預(yù)期性指標(biāo)。近幾年,二氧化硫、二氧化氮和二氧化碳的排放正在與經(jīng)濟(jì)的增長脫鉤,在環(huán)境保護(hù)方面取得了令人矚目的成績。
然而,通常的污染處理方法均具有處理不徹底,成本高,存在二次污染或普適性差的問題。有關(guān)專家認(rèn)為,科學(xué)技術(shù)是有機(jī)廢氣產(chǎn)業(yè)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ),因此建議加強(qiáng)有機(jī)廢氣治理科技的研究與產(chǎn)品的開發(fā),政策上要鼓勵科研院所、高校積極參與有機(jī)廢氣研發(fā),有選擇地扶持有實力的環(huán)保公司從事有機(jī)廢氣治理專項技術(shù)成果轉(zhuǎn)化、應(yīng)用研究,既要重視開發(fā)投資、效益好的實用技術(shù),也要發(fā)展高新技術(shù),更要加大力度改造傳統(tǒng)工藝和設(shè)備,提高有機(jī)廢氣產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平,有目的地組織國內(nèi)外的技術(shù)交流與合作,提高我國研究和開發(fā)能力及有機(jī)廢氣治理產(chǎn)品的附加值。
水泥機(jī)立窯排放污染源治理
項目簡介:該技術(shù)根據(jù)機(jī)立窯煙氣特性從廢氣處理量、電耗、耐酸防腐、清水循環(huán)使用、污水成球、安全實用等方面開展了治理方案的研究工作。采用國內(nèi)先進(jìn)成熟的KT型復(fù)合式設(shè)備方案對生產(chǎn)工藝參數(shù)及操作方式進(jìn)行調(diào)整,優(yōu)化工藝,對煙塵污染進(jìn)行二級治理,較好地解決了機(jī)立窯煙氣污染問題,電耗低,對窯煅燒的適應(yīng)性好,運(yùn)行費(fèi)用低,運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定,排放濃度≤150mg/Nm3,有較好的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境效益。
項目負(fù)責(zé):云南水泥有限公司。
意義:該系統(tǒng)設(shè)施投入運(yùn)行后,經(jīng)昆明市環(huán)境監(jiān)測中心監(jiān)測,其排放濃度為135.7mg/Nm3,除塵效率98.1%,低于國家允許排放標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過正常運(yùn)行證實,適應(yīng)云南高原氣候條件,其技術(shù)水平在水泥機(jī)立窯煙氣污染治理上達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)。
3AFQ系列高效生物除臭技術(shù)
項目簡介:該技術(shù)采用環(huán)境生物復(fù)育技術(shù)、生物過濾技術(shù)研制的高效生物膜來凈化和降解廢氣中的污染物質(zhì)。當(dāng)含有氣、液、固三相混合的多種化合物、揮發(fā)性有機(jī)物(Volatile Organic Compounds即VOCs)、油煙等有毒有害有臭廢氣以專管收集后導(dǎo)入本設(shè)備,通過培養(yǎng)生長在生物過濾柱內(nèi)的特殊微生物形成的生物膜,此生物膜一方面以廢氣中的污染物為養(yǎng)料,進(jìn)行生長繁殖,另一方面對廢氣中有毒惡臭物質(zhì)及揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)進(jìn)行分解、脫臭處理,將其降解成為二氧化碳(CO2)和水(H2O)等無毒無味的物質(zhì)后再排出,達(dá)到凈化廢氣的目的。
意義:該技術(shù)產(chǎn)品是根據(jù)各種有毒惡臭廢氣的生化特點,采用微生物選育、高效生物膜研制技術(shù),自行研制的能有效處理含多成份有毒惡臭廢氣的高效生物過濾設(shè)備。采用本技術(shù)不需添加任何化學(xué)物質(zhì),能在3~8秒內(nèi)快速降解廢氣,無任何二次污染,運(yùn)行成本低,使用壽命長,生物膜無需更換、可自動更新。
該技術(shù)產(chǎn)品可用于降解廢氣中的揮發(fā)性有機(jī)污染物和惡臭物質(zhì),包括:烷烴類、醛類、醇類、酮類、羧酸類、酯類、醚類、苯類、烯烴類、多環(huán)芳烴類、鹵素類化學(xué)以及H2S、NH3和VOCs等。例如:在工業(yè)生產(chǎn)加工過程中,化工、造紙、食品、造漆等行業(yè)所排放出的有毒惡臭廢氣,垃圾場、中轉(zhuǎn)站廢氣,醫(yī)藥、農(nóng)藥的制藥廢氣,畜禽糞便渣糟干燥廢氣等。該設(shè)備在實際應(yīng)用中具有明顯性價比優(yōu)勢,且解決了其他除臭設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用高、維護(hù)管理麻煩等問題,對減少廢氣環(huán)境污染具有良好的效果。
一種潛艇廢氣處理工藝及裝置
項目簡介:該項目是一種潛艇廢氣的處理工藝及裝置,針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的需要多種化學(xué)物質(zhì),處理成本高,并不能同時處理多種有害氣體的缺陷,提供這樣一種工藝方法及裝置:將各艙室中的廢氣抽出,通過廢氣輸送管并預(yù)冷后送到廢氣凈化池里,廢氣凈化池放置于冷阱中,冷阱與液氦或液氮壓縮制冷機(jī)連成一體而使冷阱溫度達(dá)到-186℃,到達(dá)廢氣凈化池的廢氣中大部分有害氣體如CO2、NH3、SO2由于深冷作用而凝固落在池里,凈化后的氣體包括氧氣、氮?dú)獾葎t沿凈化氣回流管升溫后回到艙室中。該項目的工藝方法操作簡單,不需要使用任何酸、堿、鹽甚至有機(jī)物,無二次污染,廢氣處理成本低,效果好。
項目負(fù)責(zé):湖南科技大學(xué)。
噴漆廢氣處理工藝及設(shè)備
項目簡介:噴漆廢氣處理工藝,噴漆廢氣先經(jīng)水洗噴漆臺除去樹脂磁漆顆粒物,經(jīng)水洗噴漆臺處理后的廢氣用抽風(fēng)機(jī)抽入填料吸收塔在常溫、常壓下吸收,填料吸收塔所用的吸收劑為柴油或5~10號油;吸收劑吸收濃度達(dá)到10-30%時重新更換吸收劑;當(dāng)吸收劑吸收有機(jī)廢氣濃度達(dá)到10~30%的吸收劑送入蒸餾釜分餾,收集160℃以下餾分,仍作稀釋劑使用,經(jīng)過蒸餾處理的吸收到劑冷卻后回輸至儲液槽備用。上述工藝所用處理設(shè)備,廢氣收集罩至填料吸收塔的入氣口管道上設(shè)有抽風(fēng)機(jī);填料吸收塔的下部設(shè)管道與吸收液儲槽相通,填料吸收塔的上部設(shè)管道與吸收液儲槽相通,該管道上裝有循環(huán)泵。
意義:經(jīng)該項目處理后的噴漆廢氣可以達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。
過濾煤煙新工藝和微波處理
廢氣的新技術(shù)
項目簡介:過濾煤煙新工藝是一項利用活性炭、氧氣和氨凈化煤煙的新技術(shù)?;钚蕴渴且恍┲睆酱蠹s5毫米、微孔數(shù)量很多的小球(每克活性炭表面積可達(dá)1500平方米)。首先將煤煙冷卻到110~130攝氏度,然后進(jìn)入第一個反應(yīng)裝置,裝置中的水和氧將煤煙中的二氧化硫轉(zhuǎn)化成硫酸被活性炭吸附。經(jīng)第一次過濾的煤煙進(jìn)入第二個反應(yīng)裝置,里面的氨將其中的氧化氮過濾掉,經(jīng)過兩次過濾的煤煙已被凈化,可排放到大氣中。微波處理煙道廢氣技術(shù),是利用微波火力發(fā)電站煙道廢氣中的有害氣體二氧化硫和氮氧化物濾除的一項技術(shù)。此技術(shù)先將廢氣送入充滿碳粒的反應(yīng)罐,二氧化硫的廢氣送入分解反應(yīng)罐,罐內(nèi)有碳粒和微波發(fā)生器,微波輻射可使氮氧化物分解為氮和氧,通過煙囪排入大氣;與此同時,將吸附了二氧化硫的碳粒與煤混合,也送入分解反應(yīng)罐,微波加熱混合物,把二氧化硫分解為硫和氧,氧與碳作用生成一氧化碳和二氧化碳;再把這一混氣體送入一分酸槽中,用涼水噴淋,硫被沖掉并可制成硫磺粉,其他氣體送回鍋爐房充當(dāng)燃?xì)狻?/p>
意義:這一技術(shù)可以濾除廢氣中98%的二氧化硫和氮氧化物。與傳統(tǒng)的洗滌法相比,設(shè)備簡便,成本低廉,濾除率高,沒有二次污染,有較高的商用推廣價值。
延伸吸收法+非選擇性催化還原法硝酸尾氣處理工藝
項目簡介:硝酸尾氣中的NOx,主要為NO和NO2,NO與H2O不發(fā)生反應(yīng),但在常溫下,NO很容易被空氣中的氧氧化成NO2,NO2與H2O反應(yīng)生成HNO3和NO。延伸吸收法就是利用NO2與H2O反應(yīng)生成硝酸的原理,在原吸收塔的后面增加一個吸收塔,增大尾氣的氧化空間,延長NO2的吸收時間,從而達(dá)到消除尾氣中NOx的目的。非選擇性催化還原法消除硝酸尾氣中NOx,最初采用H2做還原劑,含有NOx的硝酸尾氣經(jīng)加熱升溫,與H2混合,通過裝有鈀觸媒的催化燃燒器進(jìn)行催化反應(yīng),使NOx最終轉(zhuǎn)化成無害的N2。目前采用以CH4替代部分H2,即CH4和H2同時做還原劑進(jìn)行催化還原反應(yīng)。
硝酸尾氣采用延伸吸收法+非選擇性催化還原反應(yīng)方法治理,使最終外排尾氣中NOx的濃度小于400ppm,排放量低于22kg/h,NOx的去除率大于82%,再經(jīng)76m高的排氣筒高空排放,對區(qū)域環(huán)境日均濃度貢獻(xiàn)值為0.0003~0.0038mg/m3,僅占環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的0.3~3.8%。
項目負(fù)責(zé):河北滄州大化集團(tuán)公司。
意義:延伸吸收法是利用本公司硝酸生產(chǎn)裝置壓力高的特點,通過增加一個吸收塔,延長了NOx氣體的吸收時間,增大吸收容積,從而達(dá)到降低尾氣中NOx濃度的目的。最后增加催化還原裝置,對硝酸尾氣中NOx進(jìn)一步做無害化處理,盡量減少了排放指數(shù)。整個處理過程,工藝流程簡單成熟,投資少,同時提高了氨的轉(zhuǎn)化率,增加了硝酸的產(chǎn)量。
高流量負(fù)荷下低濃度VOCs
廢氣的生物法處理
項目簡介:該項目以低濃度甲苯廢氣(VOCs的代表物)為對象,對生物膜填料塔凈化處理高流量負(fù)荷下低濃度VOCs廢氣技術(shù)的可行性進(jìn)行了實驗研究,考察了入口氣體甲苯濃度、溫度和營養(yǎng)物添加量等因素對高流量負(fù)荷下低濃度甲苯廢氣去除效果的影響。
在高氣體流量負(fù)荷下,可以采用甲苯廢氣凈化專用菌種對生物膜填料塔進(jìn)行接種掛膜。該技術(shù)適用于高氣體流量負(fù)荷下的低濃度甲苯廢氣的凈化處理。在高流量負(fù)荷條件下,氣體流量和入口氣體甲苯濃度對生物膜填料塔的甲苯凈化效率有較大的影響。當(dāng)氣體流量為0.8m3/h,入口氣體甲苯濃度為105mg/m3,停留時間為18.3s時,甲苯的凈化效率可達(dá)到61.9%,與國外同類應(yīng)用研究結(jié)果基本相當(dāng)。使出口氣體甲苯濃度低于國家對現(xiàn)有企業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn)(≤60mg/m3)。同時,適宜地控制操作溫度(20~25℃)和氮、磷營養(yǎng)物添加配比(C:N:P=200:5:1),將有助于提高生物膜填料塔的凈化性能。
項目名稱:揮發(fā)性有機(jī)化合物廢氣
的生物處理技術(shù)及其工程應(yīng)用
項目簡介:在塑料、橡膠加工、油漆生產(chǎn)、汽車噴漆和涂料生產(chǎn)等諸多工業(yè)領(lǐng)域中,工業(yè)品的生產(chǎn)和加工過程產(chǎn)生了大量含有揮發(fā)性有機(jī)化合物(Volatile Organic Compounds,VOC)的廢氣(VOC廢氣)。對VOC廢氣的治理有多種處理技術(shù)可供使用。但對于VOC濃度低、風(fēng)量大的廢氣,傳統(tǒng)工藝存在投資運(yùn)行費(fèi)用高、處理效率低和處理后存在二次污染等問題。近年來,逐漸發(fā)展的廢氣生物處理技術(shù)作為一種新型的空氣污染控制技術(shù),得到日益廣泛的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:水泥生產(chǎn);廢氣處理;節(jié)能減排;改造方法
做好對水泥廠窯尾廢氣處理工作,不僅符合當(dāng)今的節(jié)能環(huán)保理念,還能節(jié)省企業(yè)成本,實現(xiàn)生產(chǎn)效益的增長。目前我國的水泥生產(chǎn)企業(yè),大多使用的都是新型干法生產(chǎn)工藝,沒有旁路放風(fēng)系統(tǒng),對于沒有旁路放風(fēng)系統(tǒng)廢氣處理的工藝設(shè)備主要有高溫風(fēng)機(jī)、增濕塔、余熱利用設(shè)備、排風(fēng)機(jī)和收塵器等。為了更好地完成對窯尾廢棄處理系統(tǒng)的改造,實現(xiàn)人與自然的和諧,提高企業(yè)生產(chǎn)效益,首先需要對水泥廠廢氣處理系統(tǒng)有詳細(xì)的了解,才能結(jié)合實際生產(chǎn)情況,對窯尾廢氣處理系統(tǒng)進(jìn)行改造。
一、窯尾廢氣處理系統(tǒng)
現(xiàn)在使用的窯尾廢氣處理系統(tǒng)都是出預(yù)熱器廢氣處理系統(tǒng)。這個系統(tǒng)中涉及到的設(shè)備有增濕塔、高溫風(fēng)機(jī)、收塵器、噴霧系統(tǒng)和排風(fēng)機(jī)。
(1)增濕塔。增濕塔最主要的功能就是增濕降溫,高溫的煙氣從頂部進(jìn)來,在均風(fēng)板的作用下變均勻,噴嘴噴出高壓霧狀水與高溫?zé)煔饨佑|產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱交換反應(yīng),變成水蒸氣,粉塵由于吸水過多,在重力與慣性的作用下落到塔底,被排出來,混合氣體少了粉塵,電阻值和溫度都有所下降,能夠滿足電吸塵器的要求。
(2)收塵器。水泥行業(yè)中用到的收塵器有電收塵器和布袋收塵器。電收塵器是利用電場作用來收集含塵氣體的。含塵氣體,進(jìn)入高壓靜電場,與電場中的帶電離子發(fā)生作用帶上電荷,附有電荷的粉塵在電場力的作用下運(yùn)動,通過振打裝置落入集灰斗。布袋收塵器是利用天然纖維或無機(jī)纖維作濾袋,將氣體中的粉塵過濾出來的設(shè)備。當(dāng)含塵氣體通過濾袋時,氣體中大于濾袋網(wǎng)孔的塵粒被阻留,從而實現(xiàn)粉塵收集。
(3)高溫風(fēng)機(jī)。高溫風(fēng)機(jī)以電機(jī)為動力,帶動葉輪旋轉(zhuǎn),氣體沿進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入葉輪,氣體獲得能量后從蝸殼出風(fēng)口送出。
(4)噴霧系統(tǒng)。使水珠變成直徑0.2mm—0.3mm的水霧,在增濕塔中噴出,增加生料粉塵的濕度,降低煙氣的溫度,使粉塵的電阻值下降達(dá)合適的范圍之內(nèi),為除塵工作創(chuàng)造好的工作條件,拿到節(jié)能環(huán)保的目的。
(5)排風(fēng)機(jī)。排風(fēng)機(jī)主要作用就是將凈化后的廢氣排入煙囪,從而排入大氣當(dāng)中。窯尾排風(fēng)機(jī)是水泥廠的關(guān)鍵設(shè)備之一,能否可靠、安全地工作直接關(guān)系到水泥廠的正常生產(chǎn),進(jìn)而影響整個水泥廠的經(jīng)濟(jì)效益。
二、水泥廠對窯尾廢氣處理系統(tǒng)的改造方法舉例
以山西水泥廠生產(chǎn)和技術(shù)部門提供的"山西水泥廠2000t/d回轉(zhuǎn)水泥窯窯尾煙氣凈化系統(tǒng)工藝流程以及有關(guān)除塵設(shè)備的設(shè)計要求和參數(shù)",對山西水泥廠窯尾布袋收塵器進(jìn)行技術(shù)改造。
1、主要技術(shù)參數(shù)
技術(shù)要求和工況條件
煙氣凈化的處理風(fēng)量: 423000Am3/hr
濾袋尺寸: Φ300×9300mm
原設(shè)計濾袋數(shù)量: 2208只
收塵器過濾分室: 16 室
原設(shè)計收塵器過濾速度: 全運(yùn)行時:0.36m/min 一室清灰時:0.39m/min
粉塵入口濃度: ≤80g/Nm3
煙氣溫度:
排放指標(biāo)要求: ≤100mg/Nm3
窯尾煙塵有著顆粒直徑細(xì)、濕度大、溫度高和入口濃度大等特點。
2、窯尾煙氣凈化和薄膜濾料袋式除塵器的應(yīng)用
在熟料煅燒環(huán)節(jié)中,產(chǎn)生的污染物主要為高溫高濃度含塵煙氣其中粉塵的含量占據(jù)總粉塵排放量的百分之七十。一般的水泥生產(chǎn)企業(yè)都選擇靜電除塵器進(jìn)行除塵操作,但是這種除塵方式必須對煙氣進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理才能提高除塵效率,若是對除塵效果要交比較嚴(yán)格,就很難達(dá)到要求效果。為解決這個問題,部分水泥生產(chǎn)企業(yè)在水泥廠回轉(zhuǎn)水泥窯窯尾煙氣凈化除塵器選用GORE-TEX?薄膜濾袋,不但有效控制了粉塵的排放,還降低了能源消耗,減少了生產(chǎn)成本。
3、系統(tǒng)改造前存在的問題
除塵設(shè)備使用的是BFRS型反吹風(fēng)袋吸塵器,由于作業(yè)時間長,其中的國產(chǎn)玻纖濾袋已經(jīng)嚴(yán)重破損,排放濃度超標(biāo),隨著產(chǎn)量的提高,基本已經(jīng)失去除塵的作用。所以,該企業(yè)選用具有“表面過濾”功能的GORE-TEX?薄膜濾袋對原有的尾氣處理系統(tǒng)進(jìn)行改造。
4、改造之后期望達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)
風(fēng)量測定(高于原設(shè)計值): 423000Am3/hr
濾袋足寸: ф300x 9300mm
濾袋數(shù)量: 1152只
除塵器過濾分室: 16 室
除塵器過濾速度: 全運(yùn)行:0.70m/min 一室清灰時:0.75m/min
粉塵入口濃度: ≤80g/Nm3;
煙氣溫度:
排放指標(biāo)要求: ≤30mg/Nm3
濾袋的工作阻力:≤150mm水柱高
濾袋的平均阻力:100mm水柱
濾袋期望壽命:五年
三、系統(tǒng)改造后與改造前比較分析
1、不同濾料技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能比較
項目 常規(guī)玻纖濾料 GORE-TEX@濾料
處理風(fēng)量(m?/hr) 423000 423000
過濾風(fēng)量(m/min) 0.36 0.70
過濾面積(m?) 19364 10092
濾袋數(shù)量 2208 1152
除塵器分室數(shù) 16 16
阻力(mmH20) 平均200 平均100,最高150
排放濃度(mg/m) 100 30
濾袋總價格(元) 1104000 3000000
濾袋壽命(年) 1 3——5
運(yùn)行費(fèi)用(萬元/年)
更換濾袋 110.4 100(以濾袋壽命為三年計)
電能消耗 30.0
運(yùn)行費(fèi)用共計 140.4 100.0
每個節(jié)約運(yùn)行費(fèi)(萬元/年) 40.4
2、運(yùn)行電能的節(jié)約
除塵器使用GORE-TEX?薄膜"表面過濾"濾袋以后,運(yùn)行的阻力會比普通“深層濾紙”濾袋低50mmH20以上,單此一項,風(fēng)機(jī)運(yùn)行的耗電費(fèi)用每年節(jié)約30萬元以上。
3、運(yùn)行穩(wěn)定,維護(hù)少
GORE-Tex?薄膜濾料和技術(shù)能夠濾袋阻力過高導(dǎo)致窯內(nèi)通風(fēng)不暢阻礙正常生產(chǎn)的問題,是機(jī)器運(yùn)行穩(wěn)定,減少維修次數(shù)和時間。
4、環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)提高
GORE-TEx?薄膜/抗酸玻纖織物濾袋可以有效控制粉塵排放的濃度,解決粉塵超標(biāo)引起的問題,改善周圍環(huán)境,符合有關(guān)部門的標(biāo)準(zhǔn),減少排污費(fèi)用支出。
四、結(jié)束語
節(jié)能減排不僅是社會的口號,更是時展的必然趨勢。做好水泥廠窯尾廢氣處理系統(tǒng)的改造工作,用新技術(shù)新設(shè)備減少周邊環(huán)境污染,提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益,是十分有意義的事情。
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關(guān)鍵詞:氣體吸附分離技術(shù) 大氣污染防治
1 前言
隨著人類工業(yè)化程度的不斷提高,人類向自己賴以生成的環(huán)境中排放的有害物質(zhì)在不斷地增多,“保衛(wèi)地球、保護(hù)我們生成的環(huán)境”不再僅僅是一句危言聳聽的口號,而是關(guān)系到我們子孫后代能否生存的刻不容緩的大事。人類需要發(fā)展但更需要保護(hù)環(huán)境,如何保護(hù)好我們的環(huán)境是我們廣大科技工作者共同關(guān)心的問題。目前,工業(yè)生產(chǎn)給環(huán)境帶來的主要污染物為工業(yè)廢氣、工業(yè)廢水、廢渣(即工業(yè)“三廢”),其中工廠每天向大氣中排放大量的各種各樣的工業(yè)廢氣對人類的健康威脅極大,盡可能將污染物排放量降低到最低限度是非常必要的。
對生態(tài)環(huán)境影響較大和人類健康威脅較大且絕對排放量較大的廢氣主要包括:
(1)含NOx、SO2、P、As、PH3、CO、HF、C2HCl3、C2H3Cl3等污染物的有毒氣體;
(2)其它氣體,開展關(guān)于減少這類有害廢氣的研究是非常有必要的,本文結(jié)合著者在這一領(lǐng)域已經(jīng)開展的研究,討論了用現(xiàn)代吸附分離技術(shù)凈化這類氣體的意義及工業(yè)開發(fā)的可行性。
2 吸附分離技術(shù)治理廢氣技術(shù)基礎(chǔ)及過程
(1)氣體吸附分離技術(shù)基礎(chǔ)
氣體吸附分離技術(shù)是近年發(fā)展較快的一項新技術(shù), 按照再生方式的差異常分為變壓吸附法和變溫吸附法兩類:(1)變壓吸附(英文名稱Pressure Swing Adsorption,簡稱為PSA)法提純或分離單元是根據(jù)恒定溫度下混合氣體中不同組份在吸附劑上吸附容量或吸附速率的差異以及不同壓力下組分在吸附劑上的吸附容量的差異而實現(xiàn)的,由于采用了壓力漲落的循環(huán)操作,強(qiáng)吸附組份在低分壓下脫附,吸附劑得以再生;吸附劑的使用壽命一般為十年以上,所以PSA過程基本是無原料消耗過程;(2)變溫吸附法(英文名稱 Temperature Swing Adsorption,簡稱為TSA)或變溫變壓吸附法(簡稱為PTSA)是根據(jù)待分離組份在不同溫度下的吸附容量差異實現(xiàn)分離,由于采用溫度漲落的循環(huán)操作,低溫下的被吸附的強(qiáng)吸附組份在高溫下得以脫附,吸附劑得以再生,冷卻后可再次于低溫下吸附強(qiáng)吸附組份。確定是否采用吸附法分離的主要依據(jù)為待分離組分之間的吸附等溫線,圖1為待分離組分A(污染物)、B(非污染物)的在溫度為t1或t2的吸附等溫線所示:
對于污染排放物A如果與非污染組份B吸附容量差別較大,則可考慮PSA技術(shù)(當(dāng)然,有時動態(tài)吸附容量也是確定分離的一個依據(jù),但在污染治理中很少涉及);對于常溫(t1)下強(qiáng)吸附組份A不能良好解吸的分離,可考慮采用TSA或PTSA技術(shù)。
吸附分離技術(shù)采用的吸附劑通常為活性炭、硅膠、氧化鋁等常規(guī)吸附劑或在吸附劑上附載不同貴金屬的專用吸附劑,或者是開發(fā)不同孔徑、不同微孔容積的專用吸附劑。
(2)吸附工藝過程循環(huán)的實現(xiàn)
PSA、TSA或PTSA 過程的連續(xù)運(yùn)行通常是通過多個吸附器依靠閥門切換實現(xiàn)的,當(dāng)某些塔在吸附時,其它的吸附器則處于再生等步驟;吸附飽和后的吸附劑需要再生時,其它已再生好的吸附器開始進(jìn)入吸附步驟,如此實現(xiàn)循環(huán)操作。下圖為西南化工研究院實驗開發(fā)成功的TSA凈化并回收硝酸尾氣中NOx的流程示意圖。
3 工業(yè)廢氣來源及治理研究
隨著工業(yè)化程度的不斷提高,人為產(chǎn)生的空氣污染物所占空氣總污染物的比例在不斷增加、對人類自身健康的危害在不斷增大。目前,排放空氣污染物最多的工業(yè)部門有:石油與化學(xué)工業(yè)、冶金工業(yè)、電力工業(yè)、建筑材料工業(yè)等等,下面就工業(yè)排放的主要有害氣體污染物NOx、SO2、P、CO、鹵代烴、揮發(fā)性有機(jī)物(簡稱為VOC)等的吸附分離治理前景和可行性簡要分析如下:
(1)硝酸生產(chǎn)尾氣、煙道氣、石灰窯氣等各種工業(yè)廢氣中的NOx
硝酸生產(chǎn)過程中要排放大量的硝酸尾氣,其中含有NOx。NOx不僅對人類、生物有劇毒,而且導(dǎo)致光化學(xué)煙霧的生成,其危害極大。我國現(xiàn)有硝酸生產(chǎn)工廠50多家,硝酸尾氣中NOx的濃度一般為500~5000 ppm,每年排入大氣的NOx(以NO2計)約為6萬噸。如果能回收這些NOx,不僅控制了對環(huán)境的污染,同時可以增產(chǎn)硝酸,降低生產(chǎn)成本。
目前西南化工研究院已開展了硝酸尾氣的吸附法回收治理工業(yè)性試驗研究工作,實驗證明了這種方法有相當(dāng)?shù)膬?yōu)越性。研究表明,凈化氣中NOx濃度可控制在低于0.02%,對應(yīng)尾氣中NOx濃度從0.04%到0.8%,回收氣中NOx濃度變化范圍可從0.8%至5%,可以返回系統(tǒng)生產(chǎn)硝酸。
對石灰窯氣等廢氣中氮氧化物的脫除技術(shù),西南化工研究設(shè)計院已開發(fā)成功,并申報國家專利。對煙道氣中氮氧化物的脫除,根據(jù)煙道氣組成采用TSA法與其他化學(xué)技術(shù)處理法可有效控制氮氧化物的排放量。
(2)黃磷尾氣凈化和從黃磷尾氣中提純一氧化碳
我國每年生產(chǎn)黃磷40萬噸,生產(chǎn)過程中每生產(chǎn)一噸黃磷會產(chǎn)生2500Nm3尾氣,每年產(chǎn)生的尾氣量達(dá)10億Nm3,其主要成份為一氧化碳(約85%~90%),CO是一種易燃易爆有毒的氣體,尾氣中含有的P、S、As、F等及其化合物的有毒組分未經(jīng)處理排放到大氣中也將嚴(yán)重污染環(huán)境;同時CO又是一種重要的碳一化工原料,尾氣中含有的P、S、As等易使催化劑中毒,所以有效處理黃磷尾氣具有非常重要的意義。近年來,國內(nèi)外在凈化黃磷尾氣和開發(fā)黃磷尾氣領(lǐng)域已開展了較多工作,其中西南化工研究院開展了尾氣處理的動態(tài)吸附研究實驗,取得了可循環(huán)操作的TSA凈化流程,并結(jié)合自己的CO提純專有技術(shù),已轉(zhuǎn)讓一套采用吸附法從黃磷尾氣凈化并提純CO的工業(yè)裝置。
(3)二氧化硫的控制
硫氧化物主要是二氧化硫,它是大氣中數(shù)量最大、分布最廣、影響最嚴(yán)重的環(huán)境污染物之一,目前控制的主要方法有:高煙囪稀釋法、采用低硫燃料、排放廢氣脫硫等,近年在采用干法(吸附劑吸附法)、濕法脫硫技術(shù)領(lǐng)域開展了較多研究,工業(yè)化應(yīng)用已很成熟。 吸附法脫除廢氣中的SO2又分為物理吸附法和化學(xué)吸附法,物理吸附時被選擇性吸收的SO2可通過升溫或降壓解吸出來,化學(xué)吸附時吸附劑同時起催化作用,被吸附的SO2被廢氣中的氧氧化成SO3,后者在與水生成硫酸。目前,國內(nèi)關(guān)于采用吸附法凈化SO2的報道多為實驗研究報告。
(4)含三氯乙烯、三氯乙烷等鹵代烴的排放廢氣凈化
含鹵代烴的廢氣凈化目前較為成熟的技術(shù)是溶劑吸收或吸附法處理,如:(1)彩色顯象管生產(chǎn)線清洗陰罩時揮發(fā)的三氯乙烷氣體刺激人體粘膜,長期接觸能使運(yùn)動神經(jīng)系統(tǒng)受損,無論從環(huán)境保護(hù)還是降低生產(chǎn)成本來看都必須回收利用。航天總公司四院四十二所成功開發(fā)了應(yīng)用活性炭纖維回收三氯乙烷,避免了環(huán)境污染,使用效果良好。(2)在工業(yè)上應(yīng)用很廣的三氯乙烯,是對人體和環(huán)境都有較大危害的有毒污染物,含三氯乙烯工業(yè)廢氣排放前必須脫除其中超標(biāo)含量的TCE,應(yīng)用吸附法可有效控制排放尾氣中三氯乙烯含量并回收其中的三氯乙烯,西南化工研究院在這方面開展了較多實驗研究,并取得了良好的實驗效果。
(5)含高沸點有機(jī)物的尾氣凈化
目前,采用吸附法凈化、回收排放尾氣中的有機(jī)組份的工業(yè)應(yīng)用是比較成功的,采用的通常流程為TSA或PTSA流程,既可有效脫除有機(jī)污染物又可回收有用組份。根據(jù)大量實驗研究,西南化工研究院在已開發(fā)的多套PSA裝置的預(yù)處理裝置中,成功地采用TSA、PTSA技術(shù)很好地解決含高沸點有機(jī)物的尾氣凈化,如苯、萘等的脫除。
(6)排放氣中一氧化碳的脫除
CO是一種易燃易爆有毒的氣體,未經(jīng)處理排放到大氣中將嚴(yán)重污染環(huán)境,所以嚴(yán)格控制排放氣中CO含量是非常有意義。目前,國內(nèi)北京大學(xué)開發(fā)的13X分子篩載體的Cu(I)吸附劑、南京化工大學(xué)開發(fā)的稀土復(fù)合銅(I)吸附劑都是很好的CO吸附劑。實驗表明,采用PSA或TSA技術(shù)脫除CO是一種有效的手段, 排放氣中的CO可控制在1ppm以內(nèi)。
(7)含氟排放廢氣的凈化
含氟(主要為HF和SiF4)廢氣數(shù)量雖然不如硫氧化物和氮氧化物大,但其毒性較大,對人體的危害比SO2大20倍,因此工業(yè)生產(chǎn)排放氣必須控制含氟化合物的排放量。目前,HF回收通常生產(chǎn)冰晶石,盡管從理論上可采用吸附法結(jié)合其他化學(xué)法處理含氟廢氣,但目前國內(nèi)應(yīng)用PTSA回收含氟排放廢氣的工業(yè)裝置尚未見報道。
(8)從富含甲烷氣源中濃縮、回收甲烷
礦井瓦斯是在采煤過程中產(chǎn)生的,瓦斯氣中含有25~45%的甲烷及其它一些組份,其熱值僅2500kcal/m3左右,難以利用,通常排入大氣,以致污染環(huán)境。我國每年約有30億m3瓦斯放空。因此有效利用礦井瓦斯已成為一個熱門課題。西南化工研究設(shè)計院開始采用PSA技術(shù)從礦井瓦斯中濃縮甲烷的實驗研究,可以把甲烷濃度從20%提高到50~95%,濃縮后的富甲烷氣熱值明顯提高,可以作為優(yōu)質(zhì)燃料和化工原料。
(9)工業(yè)二氧化碳排放的控制
近年來,由于CO2排放量增加(每年以二氧化碳形式放入大氣中的碳約為50億噸),大氣中二氧化碳已從工業(yè)污染時代的270ppm上升到近500ppm,大量二氧化碳在大氣中的積聚引發(fā)全球的溫室效應(yīng)已經(jīng)引起了人類的重視。從含CO2濃度較高的排放廢氣中回收CO2既解決了環(huán)境問題,又回收了有用組份,減少了資源浪費(fèi)。從富含二氧化碳的工業(yè)廢氣中回收二氧化碳這些工業(yè)廢氣主要有:石灰窯氣(含二氧化碳28%~38%)、制氨和制氫裝置副產(chǎn)氣(含二氧化碳28%~99%)、煙道廢氣(含二氧化碳10%~18%)及脫碳再生氣等。通過提純,產(chǎn)品二氧化碳的純度可達(dá)99.5~99.99%,指標(biāo)均可達(dá)到或超過二氧化碳食品添加劑國家標(biāo)準(zhǔn)(GB1917-80)。
(10)PSA富氧處理城市垃圾廢氣
隨著城市化建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,城市每天產(chǎn)生的垃圾量激劇增加,目前主要采用空氣燃燒的方式人類的生活垃圾,每天通過燃燒垃圾產(chǎn)生的大量含VOC有毒廢氣給環(huán)境造成極大的污染;如采用PSA技術(shù)從空氣富集氧氣(氧純度可達(dá)到93%)替代空氣處理城市垃圾,則大大降低了有毒廢氣的排放量。
結(jié)束語
隨著對吸附分離研究機(jī)理的不斷深入,結(jié)合其他化工處理技術(shù),吸附分離技術(shù)必將在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要作用。
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