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解读:我国化工废气排放现状及治理办法

来源:科学出版社    发布时间:2016-10-26

从产业革命时期开始,废气排放环境污染作为一个重大的社会问题受到世人的关注。产业革命的故乡英国伦敦市早在1873年发生了第一次煤烟型大气烟雾事件,导致268人死亡,后来又于1880年、1882年、1891年和1892年连续发生了一系列类似污染事件,导致成百上千人的伤亡。

进入20世纪,尤其是第二次世界大战之后,由于科学技术、工业生产、交通运输业的迅猛发展,特别是随着化学工业的强势崛起,工业分布过分集中,城市人口过分密集,环境污染逐渐由局部扩大到区域,由单一的大气污染扩大到大气、水体、土壤和食品等各个方面,酿成了不少震惊世界的公害事件。20世纪30~60年代,在一些工业发达国家中发生了所谓的“世界八大公害事件”,其实,世界上大的污染事件远不止这些。但这八大事件均发生在国家工业化、城镇化快速发展时期,其发生过程及治理对策,均极具典型性和启示性。八大事件中有5起与化工废气相关。由此可以看出,化工废气的治理是环境污染治理的重中之重。

中国环境状况公报显示,1998年,我国大气环境污染仍然以煤烟型为主,主要污染物是二氧化硫和烟尘,酸雨问题仍然严重。近年来,城市空气质量总体上仍处于较重的污染水平,北方城市重于南方城市。化工废气污染最严重地区是兰州西固地区,该地区烃类污染严重,这些烃类主要来自当地的炼油厂和石油化工厂。烃类是二次污染物光化学氧化剂的前体物之一。因此,在西固地区夏季经常出现O3超标现象,严重时就发生了光化学烟雾。其他地区也有不少与该地生产相关的大气污染。

进入21世纪以来,随着能源结构调整,我国化工行业结合技术改造,结构调整,开发综合利用新技术、新工艺和新设备,化工废气的治理取得了显著成效。一些地区的化工废气污染得到控制和缓解。

化工废气,按照所含污染物性质大致可分为三大类:第一类为含无机污染物的废气,主要来自氮肥、磷肥(含硫酸)、无机盐等行业;第二类为含有机污染物的废气,主要来自有机原料及合成材料、农药、燃料、涂料等行业;第三类为既含有机污染物,又含无机污染物的废气,主要来自氯碱、炼焦等行业。

在化工企业中,炼油与石油化工过程是有机废气的排放大户。炼油厂和石化厂的加热炉和锅炉的不完全燃烧排放的燃烧废气,生产装置的不凝气、弛放气和反应中产生的副产品等过剩气体,废水和废弃物的处理和运输过程中发出的废气等是化工有机废气的主要来源。按照生产行业可以分为石油炼制废气、石油化工废气、合成纤维废气;按废气排放方式又可以分为燃烧燃气、生产工艺废气、火炬废气和无组织排放废气。由于石化企业生产装置规模大,其工艺废气的排放量和扩散范围也大,工艺废气需经过工业装置回收及处理后才可以作为尾气排入环境。

根据中华人民共和国环境保护部2015年3月发布的《全国环境统计公报(2013年)》:政府通过加大环境保护工作力度,着力解决突出环境问题,主要污染物总量减排工作扎实推进,大气污染防治取得新进展,但是环境形势依然严峻,环境风险不断凸显,污染治理任务仍然艰巨。

环境保护立法

我国是发展中国家,经济发展相对较为缓慢,从20世纪50年代初我国的自然环境便受到了污染和破坏。1973年,第一次全国环境保护工作会议在北京召开,并通过了中国第一个环境保护文件《关于保护和改善环境的若干规定》。随后又颁布了《工业“三废”排放试行标准》(GBJ4—73)和《工业企业设计卫生标准》(GBJ36—79)(第三次修订)等环境标准。至1979年9月《中华人民共和国环境保护法》(试行)出台,我国空气环境质量标准工作获得又一突破性进展。

2013年后,随着PM2.5和雾霾这两个名词出现的频率越来越高,中国也在环境立法方面加快了进程。2013年9月,国务院发布了《大气污染防治行动计划》(简称“大气十条”),提出经过五年努力,使全国空气质量总体改善,重污染天气较大幅度减少;京津冀、长三角、珠三角等区域空气质量明显好转。具体指标是:到2017年,京津冀、长三角、珠三角等区域细颗粒物浓度分别下降25%、20%、15%左右,其中北京市细颗粒物年均浓度控制在60ug/m3左右。

2014年为落实《节能减排“十二五”规划》等要求,确保实现节能减排约束性目标,促使企业减少污染物排放,保护生态环境,国务院下发了《关于调整排污费征收标准等有关问题的通知》。这是对2003年颁布的《排污费征收使用管理条例》的第一次修订。

2015年,为了进一步摆脱四面“霾”伏的困境,8月29日,经过三次审议,十二届全国人大常委会第十六次会议通过新修订的大气污染防治法,修订后的大气污染防治法自2016年1月1日起施行,凸显从治标走向治本的立法思路。

截止到目前为止,我国的空气环境保护标准体系基础框架已大概完成,地方空气环境保护标准建设工作也开始起步。现阶段的空气环保标准要体现环境优化经济发展的思想。要通过环境保护标准来提高准入门槛,加大淘汰力度,同时要不断地探索环境保护标准如何与经济社会发展相协调,并能引领社会、科学与经济发展,促进环境保护。

化工废气的治理技术

化工有机废气(VOCs)污染控制技术的发展,很大程度上是与各个国家制定的环保政策密切相关。为了保持空气的质量,世界各国对于VOCs的排放都进行严格的控制,规定了排放的界限值,而且越来越严格。解决化工废气的污染问题,从根本上讲,是要提倡不用或者少用有机溶剂,或将有机溶剂回收后循环再利用。对于前者,目前各个国家都在制定相关章程,逐步实行有机溶剂减排的强制措施,以及开发不含有机溶剂的涂料。对于后者,在以空气作为载体的VOCs废气存在的情况下,要将有机溶剂最大限度地回收并循环再利用,在大多数情况下都有着一定的困难。原因主要在于:首先,风量太大,浓度过低;其次,化工有机废气往往并非是单一组分,而是多组分的,很难回收,或者想要达到能再利用的纯度,在经济上几乎无法承受。因此,在多数情况下,只能采用破坏的方法,即将VOCs转化为无害的物质,再排入空气中。对企业来讲,要实现环保,必须要投资。因此,如何做到既环保(而且还要避免产生二次污染)又节能,而且经济合理,已经成为当前有机废气净化技术的发展方向。

含有机污染物废气的治理,可采用吸收、吸附、冷凝、催化燃烧、热力燃烧和直接燃烧等方法,或者上述方法的组合,如冷凝-吸附,吸收-冷凝等。欲选择合适的化工废气治理方法,必须综合考虑各方面的因素,权衡利弊,最后选择一种经济上较合理、符合生产实际、达到排放标准的最佳方案。

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