主题：雾霾的祸首就是湿法脱硫

雾霾形成真正原因？“铁板钉钉！雾霾的祸首就是湿法脱硫！”
北极星电力网新闻中心 来源:IFCE 作者:周勇 2017/11/1 8:47:54 我要投稿

北极星火力发电网讯:编者按：自年初 IFCE 总裁何平博士指出湿法脱硫是导致大面积雾霾的主要原因后， 不少学者和研究人员进行了的调查和论证，从不同角度确认了我们的观点。

今年 9月 24日， 《科学与管理》发表山东科学院战略研究所副所长周勇研究员长期跟踪研究的成果，从基于PM2.5大数据、霾和雾天数的历史气象数据和实验数据，以无可争辩的数据和事实确认了湿法脱硫水汽(低温湿烟汽)排放污染是2013年雾霾大爆发的唯一原因和到现在为止中国大面积雾霾久治不愈的主要原因。

以下是周勇研究员的研究成果

雾霾爆发主因：湿法脱硫

——基于大数据、气象数据和实验数据的确认

发布时间：2017年9月24日

摘要：本文基于PM2.5大数据、霾和雾天数的历史气象数据和实验数据，从四个方面论证了, 实行在线监测、铅封烟气旁路系统以及拆除烟气再加热系统(GGH)后，突然大量增加的湿法脱硫水汽排放污染是2013年雾霾大暴发的主因，并且能够合理解释最近几年治霾取得巨大成绩状况下，雾霾暴发或年际抬头的各种现象。

关键词：PM2.5;雾霾原因;大数据;气象;实验

根据NASA灯光数据提取的PM2.5数据、二十世纪六十年代初至2013年山东省霾和雾的天气数据、不同部门实验数据，能够确切地断定2013年雾霾大暴发是一个突发事件。

根据环保部大气质量实时监测数据(2014年5月13日开始公开)计算的不同时间、不同区域采暖季启动日前后三周内PM2.5的变化，采用新的检测工具对行业性湿法脱硫排出水汽的检测数据;李壮等在2015年《节能技术》上公开发表的实验结果;某著名大学雾霾成因研究团队的部分研究结论，以及采用室内加湿器分别加入纯净水、矿泉水和自来水所导致的室内PM2.5浓度巨大差异的简单实验等。若干条独立证据链证明湿法脱硫是2013年雾霾暴发的主因，并且在之后一直起着主导作用。

一、还原2013年雾霾大暴发形成过程

政府一系列针对湿法脱硫设备规范运行的政策和技术措施，以及企业的应对措施，在规定的2012年底前完成。新的湿法脱硫设备运转模式与原来的模式相比，发生了质的变化。进入2013年1月后，连续出现静稳或逆温天气。大量新增的湿法脱硫排放的含有溶解盐类和非溶解物的水汽，脱水后产生大量超细颗粒物，无法扩散，逐渐累积，为雾和霾的形成提供了充足的凝结核和湿度条件，进而引起雾霾的突然大暴发。

1、政府在2012底之前实行在线监测等一系列政策措施及企业的应对措施相互叠加，使得原来烟气排放模式发生质变

环境保护部原部长周生贤在2011年全国节能减排工作电视电话会议上的发言指出：“2012年底前，火电、钢铁、造纸、印染等行业的重点企业以及城镇污水处理厂，必须完成运行监控平台和自动监测系统的建设，严肃查处生产运行记录、在线监测、减排台账中的弄虚作假行为”。由此，重点企业脱硫设备在2012年底前全部投入在线监测。为了防止企业继续利用烟气旁路系统偷排，环保部要求铅封脱硫设施的烟气旁路系统。企业为了避免烟气再加温系统(GGH)结垢而停产检修影响生产，即拆除GGH。企业的这一应对措施，也符合国家环境保护标准(HJ462-2009)允许脱硫排放低温湿烟汽的规定。

按照相关标准，拆除GGH后常规污染物排放量允许提高一倍以上[1]。而脱硫脱硝大量喷水降温，将锅炉烟气标准130℃变成40℃-60℃，相对干烟气变成低温湿烟汽(类似加湿器排出的水雾)。由于实施在线检测，各种偷排行为和不按规定启动脱硫设备的行为被彻底整治。脱硫电价、脱硫供热加价奖励措施等，也使得电厂和供热企业有了2012年底前突击安装脱硫设备的动力。需要在线监测的新国控重点排污企业名单也得到扩展和更新。这样，就在2012年底，从根本上改变了烟气排放的原有模式，并突然增加大量开始正常运行的脱硫设施。

始于本世纪初的湿法脱硫在电厂的普及率，2005年达到35%左右，2012年基本普及。到2012年底，以湿法脱硫为主，大量合法化取消烟气再热除湿和允许排放低温湿烟汽的部门，包括：火力发电、燃煤热电、天然气锅炉、钢铁、焦化、电解铝、水泥、平板玻璃、汽车尾气、餐饮等。虽然本文主因是指湿法脱硫，但其他类似的排放低温湿烟汽的设备所起的作用，与湿法脱硫类似。

2、湿法脱硫导致雾霾大暴发的作用机理

湿法脱硫导致雾霾大暴发的作用机理是，已经对酸雨治理发挥重要作用的湿法脱硫，导致次生PM2.5，使得2013年雾霾大暴发，以及后来的雾霾高发、频发并出现反复。

具体而言，2013年1月，突然全部正常运行的或新上的湿法脱硫设备排出大量水汽;企业拆除GGH，拆除GGH后常规污染物排放量标准可以提高一倍以上[1]，在湿法脱硫排出的水汽中有大量硫酸盐、脱水后形成大量超细颗粒物、占总的PM2.5比重很高的情况下，如果排出的超细颗粒物翻倍，在2012年底前许多企业一致行动，仅此一项，足以引起雾霾暴发;锅炉烟气标准由130 ℃变成40-60 ℃，干烟气变成低温湿烟(水)汽，在静稳或逆温天气下类似房间中安装了大量加湿器，从根本上改变原有烟气特性，也能够引起雾霾暴发。

湿法脱硫排出的大量水汽中，有多种溶解盐和其他非溶解物，在大气中脱水后产生大量超细颗粒物，成为看不见的粒子。这些超细颗粒物隐藏在空气中，在空中停留时间长，不沉降，具有极强的迁移能力，控制和治理难度很大。遇到静稳天气或逆温天气，又吸水、膨胀、粘附、变大，成为雾霾;气象条件转好后，又可能脱水消失，也可能随着雨水落下。

加上遍布京津冀及周边的各种电厂和其他有脱硫设备的燃煤设施，24小时不停运转，不断迅速补足大气中的超细颗粒物，静等静稳或逆温天气。其自身也不断向大气中输送脱水后变成大量超细颗粒物的水汽，进一步增加了空气的湿度。

而2012年底采暖季开始后的一个半月，没有遇到连续多天的静稳或逆温天气，从而大雾霾没有在2012年暴发。

可见，是企业整齐划一的湿法脱硫行为的改变，导致大气中湿法脱硫产生的超细颗粒物(形成霾的凝结核)突然增加，排出的水汽也导致空气湿度增加，从而导致2013年初静稳天气下雾霾的突然暴发和后来的频发。

3、2013年后铁腕治霾情况下，雾霾在不同年份、不同城市仍有抬头，也是湿法脱硫没有作为主因进行治理的必然结果

最近几年，在中央铁腕治霾下，各种一次PM2.5来源得到治理，PM2.5平均浓度整体下降。但对许多城市占一半以上的二次PM2.5没有搞清楚来源，遇到静稳或逆温天气较多的年份，PM2.5浓度仍有抬头。

山东省许多城市是2015年采暖季PM2.5浓度抬头，京津冀的一些城市是2016年采暖季抬头。虽然有的权威机构把PM2.5 浓度抬头解释为天气原因，实际上还是没有发现主因并作为问题去解决的必然结果。两个紧邻的区域，不同年份雾霾抬头，很难只用气象因素去解释。

2013年之后PM2.5浓度的下降，一方面是煤炭消费总量下降(10.8%)导致湿法脱硫水汽排放减少;另一方面是其它治霾措施的重要作用，其难度大大超过对湿法脱硫的技术改进。

【免责声明】上海大牛网络科技有限公司仅合法经营金融岛网络平台，从未开展任何咨询、委托理财业务。任何人的文章、言论仅代表其本人观点，与金融岛无关。金融岛对任何陈述、观点、判断保持中立，不对其准确性、可靠性或完整性提供任何明确或暗示的保证。股市有风险，请读者仅作参考，并请自行承担相应责任。

二、确认2013年雾霾大暴发是突发事件

虽然中国北方的每一个人都体验过2013年雾霾的肆虐，但从科学角度，仍不能说2013年是突发事件，因为有可能是原来大家都不知道这个概念;也有可能是渐进发生，没有意识到。这里所说的突发事件，主要是指不是循序渐进达到这种大暴发程度的。实际情况是，2012年PM.5浓度和霾的天数还比2011年有所降低，2013年是突然大幅度蹿升到雾霾大暴发的程度。关键是如何在没有可靠的官方监测数据情况下找到可靠的数据，证明2013年雾霾是突发事件。这里给出三种相互独立的定量化证据，证明2013年确实是突发事件。

1、根据NASA灯光数据提取的PM2.5数据等合成的PM2.5浓度变化曲线显示，2013年雾霾是突变，必有突变的原因

国内有大量学术期刊文章利用NASA灯光数据作各种研究，我们也偶然得到NASA灯光数据提取的PM2.5浓度[2]，三年滚动平均。对数据进行处理，把2001-2003年滚动平均数代表2002年的数据，以此类推可得到1999-2011年的数据。2010-2012年数据比2009-2011年数据还小，显然2012年数据不比2011年高，这里采用与2011年相等的数据。

图1中2013年数据是政府公布的数据。2013年之后数据的采集，以2014年5月13日-2015年5月13日作为2014年值，这样包含一个完整的采暖季，依次类推。这样的数据处理是监测数据缺乏情况下不得已的处理办法，少2014年上半年的数据。

实际上，如果有准确的数据，2014年的PM2.5数据和2013年应该差不多，都比较高。为了凸显2013年的突变，把山东省各城市每年的数据累加，得到图1。显然，2013年PM2.5数值是突然升高，只要能够找出使得PM2.5突然升高的因素，就能够确认2013年雾霾的主因。



图1 山东省各城市PM2.5浓度每年累加值

图1显示，1999年至2006年间，山东省各城市PM2.5浓度快速上升，2006和2007年出现一个PM2.5浓度小峰值。这是由于2006年前经济粗放式增长导致PM2.5逐年快速上升，直到进入“十一五”时期，国家开始实行大力度的节能减排。

2008年金融危机后，经济增长速度放缓，能源消费增长速度也放缓。加上国家加大节能减排的力度，污染物排放减少，形成2006和2007年的小峰值。那时的治污设施技术水平与现在相比差得很远。

2008年开始，PM2.5处于一个平台期，直到2012年底，这主要得益于国家对烟粉尘的治理。但这个平台期并没有反映出大面积采用技术水平不断提高的除尘设施的效果。随着除尘技术的提升和除尘设备普及程度的提高，烟粉尘排放量包括PM2.5浓度应该是一条较快的下降曲线，而不是一个平台期。可能的原因是，这个阶段烟粉尘排放水平的下降与湿法脱硫排出的超细颗粒物的增多相互抵消;另一个原因是对颗粒度较小的PM2.5，这些除尘设施作用不大。

而在同期，国家为了治理酸雨，逐渐加大脱硫力度。虽然一些上了脱硫设备的企业并不按照要求一直开动设备，也有的通过烟气旁路系统偷排以减少成本，而烟气旁路系统是为了避免脱硫设施维护期间停产检修留的备用系统。在烟气排放到大气中之前，也有个对烟气的再加热系统(GGH)。恰恰在2012年底前，湿法脱硫排放模式发生重大变化。显然，2013年PM2.5数值是突然升高，与湿法脱硫变化紧密相关。

2、雾霾天数变化的历史气象数据说明2013年雾霾大暴发是突发事件，必有其原因

根据山东气象学会所承担的山东省科协课题报告，其对二十世纪六十年代至2013年的雾霾、雾、霾每年发生天数的重新梳理统计如图2。2004年之前，霾的天数基本上是线性增长，2004-2012年进入指数增长通道，2012年霾的天数是2005年的2-3倍。虽然增速快，还不是突变，尤其是2012年霾的天数比2011年还略低。2013年1月连续多天的静稳或逆温天气，终于发生雾霾大暴发，霾的天数比上一年增加接近1.5倍，显然是突变。

与此相对应，本世纪初国家为了降低SO2排放量，避免酸雨危害，开始推广普及湿法脱硫技术。2012年只有湿法脱硫是突变因素，仅拆除GGH系统一项措施，常规污染物(SO2、粉尘和NOx)对地面浓度的贡献可以提高一倍以上[1];干烟气变成湿水汽后，排出的超细颗粒物非常多(是除尘口的458倍)，足以引起雾霾暴发。其他所有按部就班循序渐进的因素，都不可能引起这种突变。

2004年前后，开始大规模推广普及的湿法脱硫(35%左右)和快速增长的煤炭消费相互叠加，到2012年时电厂基本实现脱硫，供热锅炉也实行脱硫电价，由此呈现湿法脱硫能力的指数型增加(与霾天数的指数型增长对应)。尤其是2012年底之前的三项措施(在线监测、铅封烟气旁路、拆除GGH系统)，在2013年初连续静稳天气下，雾霾大暴发。而2012年底前的一个半月采暖季，雾霾没有暴发，是因为这期间天气较好，没有静稳或逆温天气。

没有湿法脱硫，酸雨将会很严重;但大量增加的湿法脱硫能力，产生了大量不容易检测的更细小、传播更快、更广的类似气体的超细颗粒物。在遇到静稳或逆温天气时，湿法脱硫随时排出的带有各种盐的水汽，以及原来脱水隐藏在空中看不见的小于0.38微米甚至是0.07微米的超细颗粒物吸水膨胀，粘附其它细小颗粒物，能够迅速在各种脱硫设施密布的京津冀及周边地区形成大面积连片雾霾。

湿法脱硫能力大量增加的原因，是煤炭消费数量的大量增加。虽然说煤炭快速增长也是脱硫设备增长的原因，但济南煤炭峰值是2007年说明，煤炭消费高峰并非一定是雾霾的高峰，如果排出的是干烟气而不是湿水汽的话。而2013年全国煤耗达到峰值，京津冀也达到峰值，之后到2016年下降10.9%左右。这也是2013年之后雾霾严重程度下降的一个重要原因。

2013年雾霾大暴发，主要是相对于前面几年的雾霾天数或PM2.5浓度的平台期而言。霾的天数统计，也呈现指数增长，但雾和霾的天数加起来并没有呈现指数增长。而NASA的灯光数据无法区分是雾还是霾，所以提取出来的PM2.5数据与雾和霾之和的天数趋势相似，呈现一个平台期。

3、山东大学PM2.5相关科研监测数据说明2013年雾霾大暴发是突发事件

根据山东大学张庆竹教授在2015年济南市科协雾霾为主题论坛上的报告，济南市在2013年前几个年份测量的PM2.5如图。尽管同一个城市不同监测点的监测数据差异较大，但山大在固定监测点的数据显示，2013年1月的雾霾比前面几个年份的冬季要高得多，也显示是一种突变。

尤其是2006和2007年济南煤炭消费达到峰值时，并没有出现雾霾暴发，PM2.5浓度数值远比2013年低。其关键差异是那时烟囱排的多是干烟气，而不是后来的湿法脱硫后的湿烟气(水汽)。这也说明，2013年雾霾大暴发的唯一可能就是湿法脱硫造成的。



三、进一步确认湿法脱硫是雾霾暴发的主因

1、采用环保部监测数据验证湿法脱硫是导致集中供暖季开始时雾霾显著上升的主因

采用环保部1800多个站点300多个城市多种污染物按照小时监测数据，选取京津冀及周边部分通道城市2014、2015、2016年三个集中供暖季(11月15日开始)启动前后和黑龙江省主要城市2016年集中供暖季(10月20日开始)后前后三周的变化，来验证湿法脱硫对雾霾的程度变化是否显著。

由于采暖锅炉大都达到较高的排放标准，像电厂燃煤机组PM2.5去除率已经达到98.98%，国家规定采暖锅炉或其它行业也要达标排放或超低排放。所以，燃煤锅炉启动后多燃烧的煤炭，在经过达到国际水平的除尘设施后，相对其它所有排放源的排放的贡献，可以忽略不计。

计算的结果是，采暖期开始后的三周内，遇到静稳天气，雾霾的程度比前面三周，尤其是前面2-3周高不少，有的是成倍增加。另外，在采暖前一周的第一天，一般会启动50%左右的锅炉，到采暖开始日采暖锅炉逐渐全部启动。

在前后各三周内，其他因素不会发生步调一致的大变化，包括居民散煤采暖，况且城市中居民散煤取暖已经较少。但遇到静稳或逆温天气状况下，采暖日开始后PM2.5浓度迅速提高，说明少数几个超低排放的燃煤锅炉的启动，激发了某种雾霾产生机制——湿法脱硫排出的大量水汽中含有大量超细颗粒物。而其他常规因素，如散煤采暖等，不可能在短期内，在不同地区、不同时间引起同样类型的剧烈变化。



京津冀及周边地区部分城市2014、2015和2016年三个年份的对比也是相同结果。采暖期(11月15日)后，PM2.5浓度在静稳或逆温天气下，跃升到一个新的较高平台。

2、硫酸行业尾气湿法脱硫排出的水汽检测数据与电站锅炉湿法脱硫排放水汽实验数据相互印证，显示排出的水汽中有大量溶解盐等，进入大气后脱水形成大量超细颗粒物粒子

中国硫酸工业协会在“硫酸雾问题工作简报(2017年第1期)[2]”中指出“2016年3月份后新的硫酸雾检测方法(离子色谱法)实施以来，协会陆续收到企业反映，在应用新的硫酸雾检测方法之后，硫酸装置尾气中硫酸雾数值普遍超标。对于众多采用氨法和钠法(湿法脱硫工艺)处理尾气的硫酸装置来说，尾气中仅可溶性硫酸盐一项，含量就远超排放标准规定的30mg/m3”。

据对相关专家的进一步了解，有的企业这一指标达到200mg/m3。而按照现在标准，其它行业湿法脱硫后并不对排出的水汽里面的溶解盐或其他非溶解物进行监测。而恰恰是这些没有被检测的水汽被排往大气中后，产生大量超细颗粒物，成为雾霾暴发时的凝结核，为雾霾暴发常备了一个必要条件。

国家相关标准是，电厂超低排放烟尘为10mg/m3，工业窑炉重点区域烟尘特别排放限为30mg/m3;北京规定2018年1月1日以后工业窑炉为10mg/m。而检测仪器的先进程度对监测结果影响很大。

2015年，李壮等研究人员提供了2012年用其它较先进检测仪器做的湿法脱硫对660MW煤粉炉PM2.5排放影响的实验研究结果[4]。其检测到的PM2.5浓度质量仅为13.2 mg/m3，远低于上述硫酸行业尾气处理的湿法脱硫检测数据。而随水汽排往大气中的PM2.5粒子数(不是质量或重量)，居然是锅炉出口未经除尘设备时的2.094倍，是除尘设备出口的458.28倍。这些粒子中小于0.38微米(PM0.38)的占到99.969%。经过脱硫工艺后，PM2.5的粒子数在0.07微米出现峰值。

这是由于脱硫浆液形成细微颗粒物所致，主要是脱硫工艺中带来的硫酸根、氯离子等形成的矿物质盐。此外，还可能有通过除雾器逃逸的石膏晶粒经过脱水干燥后形成的微粒。目前的相关除尘设施对0.38微米(PM0.38)以下的超细颗粒物没有作用。

这些随着水汽排放到大气中的超细颗粒物形成霾的两个关键因素：湿度条件和凝结核，之后静等静稳或逆温天气的到来，就形成雾霾。而过去，即使是静稳或逆温天气，如果缺少另外这两个因素，也形不成霾。这两个技术层面的证据，进一步使湿法脱硫导致2013年雾霾大暴发等结论无可辩驳。

3、某著名大学雾霾成因研究团队的研究认同雾霾暴发增长下异常高的硫酸根、氯离子和钙离子来自湿法脱硫

承担雾霾成因研究的某著名大学研究团队研究表明，把湿法脱硫产生的白烟冷凝下来后，可以看到里面的硫酸钙晶体。这些物质飘到天上去就可以转化，脱了水以后就变成超细颗粒物。这些物质里面氯离子高、硫酸根高、钙离子高，一升里面相当于有2.8克的硫酸根。

该团队初步测算，燃煤电厂每吨燃煤排放4 公斤左右硫酸根，同一个燃煤电厂湿法脱硫直接排放硫酸根大约是其直接排放SO2二次转化硫酸盐的1.75倍以上。尽管这一数据可能比前述其他方法检测的硫酸盐的数量有差异，在安装湿法脱硫设施企业密布的京津冀及周边地区，燃煤排放的硫酸根数量也已经相当可观。

国家湿法脱硫工艺排放标准中没要求监测“水汽”，其中确实含有大量可溶性离子和高浓度SO3，现有的在线监测设备没有对其进行测量。据了解，上海市已经开展对湿法脱硫排出水汽的检测，他们也已经认识到这是一个雾霾的重要策源地。

4、简单试验说明湿法脱硫排出的水汽中含有大量的PM2.5

湿法脱硫排出的湿烟气(水汽)与家用加湿器排出的水雾很相似。许多专家做过一些实验，来验证湿法脱硫排出含有溶解和非溶解物的湿烟气(水汽)，进而使得静稳或逆温天气下PM2.5浓度增加，暴发大雾霾。

试验方法是，向房间加湿器中分别加入纯净水、矿泉水和自来水，监测室内空气污染情况。试验结果如下：

加纯净水，室内PM2.5浓度为20微克/立方米;加矿泉水，室内PM2.5浓度为30微克/立方米;加自来水，室内PM2.5浓度为340微克/立方米。三者主要差别是水中溶解性颗粒物(TDS)，纯净水为0-5 毫克/升，矿泉水为5-50毫克/升，合格自来水为50-120毫克/升,不合格的自来水可达300毫克/升。

各种工业净水(直流冷却水、循环冷却水补充水、洗涤用水、锅炉补充水、工艺和产品用水)的TDS控制标准为小于1000毫克/升。而湿法脱硫循环液TDS超过3万毫克/升，还含有20%的不溶性固体颗粒。如此之高的TDS，排放到大气中的水汽，就像加湿器在房间中用自来水加湿，自然就会产生很高PM2.5。

全国每年湿法脱硫排出30亿-40亿吨水汽，京津冀及周边更是密集。如果只是纯净的水，没有任何问题。但水溶性盐和不溶性固体颗粒在其中含量很高(专家计算或测算为1.4%至3%，甚至更高)。在被排往大气后，形成的超细颗粒物数量巨大，重量之和也超过所有SO2、NOx和烟粉尘的总和。这与海水晒盐完全不同，就像加湿器与几盆水放在房间蒸发的作用完全不同一样。

在静稳或逆温天气时，城市上方和周围就像一个空间有限的大房间，湿法脱硫设备就像遍布各城市的巨大加湿器，每天24小时向大气中排放超细颗粒物(PM0.38)，加上原来在空中已经脱水的超细颗粒物吸水、凝结、粘附、变大，就迅速产生较重的雾霾。

据有关资料，一个拆除GGH的脱硫设备的燃煤电厂，烟囱高210米时，排放污染物的最大落地浓度点到烟囱的距离大概在6.7公里左右[1]，这可能是对常规污染物和较大颗粒物(如PM10)而言的。根据环保部监测数据测算，分布在济南市东、西、南、北、中和长清的6个国控监测点的PM2.5浓度数据，在不同年份、不同采暖季节的PM2.5浓度最低点，居然几乎全是靠近济南各自唯一的电厂、钢铁厂和炼油厂(7公里左右)的高新区监测点。

这说明电厂湿法脱硫排出的水汽析出后的超细颗粒物，不再具有原来那种因为重力在附近沉降的特点，而是隐藏在空气中，有风自由飘荡，无风就近聚集、吸水、黏附、变大。

在冬季，有的城市几公里、十几公里内就有非常多的燃煤设施采用湿法脱硫设备。再加上散煤燃烧、汽车排放以及京津冀及周边地区每年12月份和次年1月份本来就是多雾季节，湿度较大，在有了湿法脱硫不断排出水汽增加湿度，并且提供充沛而常备的超细颗粒物作为凝结核后，频繁形成重雾霾可想而知。

即使采用燃气替代的城市，如北京，燃气设施排放的水汽有同样问题，加上其他排放物较多以及在静稳天气前，借助风力从周边飘移来的隐藏在流动空气中的超细颗粒物等，在12月和1月份同样难逃雾霾的影响。

四、对策措施

多种湿法脱硫政策和技术措施作用的叠加，是2013年初雾霾暴发的主因，并不是说PM2.5源解析中的其他因素不重要。现在已经对其他来源的PM2.5采取了铁腕治霾行动。这些工作难度非常大，远比针对湿法脱硫的技术措施复杂，还需要继续加强。

针对现有湿法脱硫装置的大中型燃煤设施，或具有低温湿烟汽排放的燃气设施等，可采取以下措施：

采用冷凝装置等减少水汽(低温湿烟汽)排放污染。

降低水汽中的各类溶解盐和非溶解物。

制定标准限制烟气排放湿度和次生颗粒物。

加快相关技术研发，尽快进行国内湿法脱硫技术局部改造，或研发并国产化干法脱硫技术，实现合理替代。

补充图：









参考文献：

[1]百度百科：烟气-烟气再热器(GGH)

https://baike.baidu.com/item/GGH/11018942?fr=aladdin

[2]马丽梅,张晓,等.中国雾霾污染的空间效应及经济、能源结构影响[J].中国工业经济,2014(4):19-31.

[3]中国硫酸工业协会.硫酸雾问题工作简报(第一期). http://www.liusuan.org/plus/view.php?aid=3972

[4]李壮,王海涛,董鹤鸣，等.湿法脱硫对660MW煤粉炉PM2.5排放影响的实验研究[J].节能技术,2015(5):398-402.

[5]刘晨.我国大气雾霾的元凶及对策与机遇探讨[J].冶金动力，2017(4):1-4.

作者简介：周勇(1964-)，山东淄博人，二级研究员，山东省科技发展战略研究所副所长，山东省生态文明研究中心主任，美国劳伦斯伯克利国家实验室(LBL)客座资深科学家，研究领域：经济社会发展与能源、环境和碳排放协同研究，科技、创新的战略与政策研究等。

原标题:雾霾形成真正原因？“铁板钉钉！ 雾霾的祸首就是湿法脱硫！”

雾霾元凶大争议，湿法脱硫真的致霾吗？
作者：南方周末记者 刘佳
发自：山东烟台 2017-09-08 17:11:23 来源：环境
标签雾霾环保部京津冀大气污染


（农健/图）

（本文首发于2017年9月7日《南方周末》，原标题为《湿法脱硫真的致霾吗 雾霾元凶大争议》）

质疑源于两年前一篇爆红网文《环保工程师眼里的雾霾真相》。

争论引起了决策层的重视。2017年7月，一份内参上呈国务院，随后获得批示。8月23日，环保部为此组织专家研讨会，焦点正是干湿法脱硫。

追溯到20年前，干湿法的争议早已有之，论点则有所不同。

“干法有干法的用途，湿法也有湿法的用途，技术可以多元化，其中收录的技术，企业可以根据自身减排目标与经济性考量，实现超低排放。”

污染和开学一起到来，2017年9月1日晚间，北京空气质量达到重度污染。

环保部在当天举办了发布会，京津冀大气污染治理方案首次从年度分解到半年，PM2.5不降反升的城市将要问责市委书记。

发布会上，大气污染起因又受到热议：为治理污染而上马的火电厂湿法脱硫设施，会加剧污染吗？

对湿法的质疑源于两年前一篇爆红网文《环保工程师眼里的雾霾真相》，此文引发了口水战，而与湿法对应的新型干法脱硫工艺，受到资本的热捧和关注。

争论引起了决策层的重视。2017年7月，一份内参上呈国务院，随后获得批示。8月23日，环保部为此组织专家研讨会，焦点正是干湿法脱硫。

湿法为自己“带盐”？

二氧化硫不仅本身会带来酸雨，还是PM2.5的前体物。所谓脱硫，其实就是把煤炭等燃烧产生的大量二氧化硫固定下来，减少排放。

干湿法最直接的差异，是脱硫过程中是否需要水。在湿法中，水的作用主要是溶解二氧化硫，为后续的化学反应提供更高效的环境。

环保部组织的座谈会上，既有论据充分的“批湿派”，也有坚定的“挺湿派”。与会者包括浙江大学能源学院教授高翔、国电环境保护研究院院长朱法华、华电电力科学研究院研究员李壮、南开大学环境科学与工程学院教授冯银厂和山东大学化学与化工学院教授朱维群等。

湿法被质疑的最主要原因是烟囱里排出的烟气“为自己带盐”——批湿派认为脱硫过程中产生了盐，而大量可溶于水的盐被水汽带走了，这些盐会形成颗粒物，排放到空气中，成为PM2.5的重要来源。

批湿法有数据为证。李壮在2015年发表了一篇论文，通过跟踪研究一台煤粉炉发现，除雾效果不佳的湿法脱硫装置可增加PM2.5排放量。

朱维群认为，烟气中的二氧化硫降下来了，但对PM1.0以下的颗粒及水溶性物质无效。他测算，我国燃煤锅炉烟气湿法脱硫每年向大气排放的40亿吨水汽中，盐量达到5600万吨，“可能超过三种常规污染物的总和”。

如此惊人的数据，一些业内专家却并不认同，他们反驳的理由是，水蒸气中带走的盐量很有限。冯银厂对南方周末记者说，水溶性盐的含量测定应有大规模监测和研究，不能只测定某个企业、某个运行状况未知的机组。

在朱法华看来，批湿派专家们可能把水和水蒸气的概念混淆了：“水里带有可溶性盐，但是水蒸气是不能溶解盐的，烟气中约99.6%的水是水蒸气，只有0.4%左右的水是液态水，即能够溶解盐的液滴。”根据他对电厂烟气中液滴成分的测量，其溶解盐的浓度与脱硫浆液、脱硫废水也有很大的不同。

同样参会的高翔认为，湿法脱硫50摄氏度左右的烟气温度不足以挥发。

对此，朱维群则回应称，除了液滴可以溶解的那部分盐，还有被水汽“夹带”着一起排放出来的盐，实际上烟气起到了搅拌作用，让液滴和水汽充分混合在一起，气液无法真正区分。因此，他所提到的“溶解”并不完全是物理意义上的溶解于水，也指“夹带”的过程。

湿法不利于污染扩散？

除了为自己“带盐”，环保工程师的“真相”网文也提到了湿法脱硫温度低、湿度大、烟囱低等不利于污染物扩散的因素。

朱法华对南方周末记者表示，不能简单定性而论，他通过公式计算发现扩散和烟气与环境温度差值有关。湿法脱硫的烟温在45-50摄氏度，温差越大，烟气抬升高度越高，所以夏季环境温度高，温差小，不利于烟气抬升；冬季则相反，有利于抬升烟气。“因此在大多冬季低于10摄氏度的北方实际是更利于烟气扩散的。”

至于湿度，朱法华认为，北方电厂装有冷却塔，排放的水汽是烟囱排放水汽的4-5倍，冷却塔已经存在100年以上，但是并未对周围空气产生影响，而北方的水汽蒸发量远高于南方。

“100年前的工业与目前的工业没有可比性。”朱维群对此回应，电厂冷却塔不能说对环境没有影响，只是因为循环水的盐浓度较低，在没有大量烟气存在的条件下，蒸汽中的盐浓度更低。

几轮争辩未见高下。“从各个方面证明，湿法脱硫是应该改进了，但是难度比较大。”批湿派主张。“湿法不需要改进或挽救，甚至都谈不上挽救，这种技术在国内外都很成熟，更是国外主流的脱硫工艺。”挺湿派回应。

主张火电湿法脱硫致霾的国际中国环境基金会总裁何平与宣称电力治霾有功的中国电力企业联合会专职副理事长王志轩还曾一正一反，在网络上先后五次隔空喊话。

9月1日的环保部新闻发布会上，环保部大气环境管理司司长刘炳江对争论摆出了数据：

湿法脱硫是燃煤电厂脱硫的主要技术，日本湿法脱硫占98%，美国占92%，德国占90%，世界平均占85%。湿法脱硫和干法脱硫有不同的领域，大型燃煤机组基本都采用湿法脱硫，小型的则采用干法。

也有专家形容这场争辩“不在一个跑道上”。“你们说的太专业了我听不懂。”在一次业内讨论上，一位“老环保”也对晦涩的技术问题直摇头。

湿法致霾，缘起运行不当？

实际上，追溯到20年前，干湿法的争议早已有之，论点则有所不同。

1990年代初，为应对酸雨，国内开始大范围增加脱硫装置。据一位热电厂厂长回忆，当时最早是干湿法并行，但他们渐渐发现干法的不安全因素较大。

最常见的传统干法是钙法，即往烟道里喷氧化钙粉。这名厂长回忆，气体和固体化学反应慢、效率低，此外大量药剂物料重力太大，大于烟气流速的推动力，使得烟气流速受到一定限制，带不起太多的药粉，物料发生垮塌，淤积通道。

更危险的是这会带来一定的安全隐患，“太重的烟气不仅未从烟囱里冒出，反而从炉膛观察口喷出，工人受伤时有发生。”

这种说法也得到另一位业内人士的证实：“对电力行业来说，安全比利润效率都重要，用非主流的技术要担风险，所以推行湿法后湿法工艺的占有率自然就会倾斜。”

据朱法华回忆，从1992年到2002年，中国电厂开始大规模安装脱硫设备，成为了工艺试验场，“基本上汇集了全世界的脱硫工艺，双碱法、氧化镁法、氧化钠法、海水法、炉内喷钙法、活性炭吸附法等等”，一家日本企业还将电子束脱硫工艺带到成都热电厂。

试验十年后，综合投资运行成本、安全因素、脱硫效率、运行是否稳定等因素，最终得以留存的是一系列湿法工艺和以烟气循环流化床为代表的干法脱硫，其中应用最多的就是石灰石-石膏湿法脱硫。

此后，湿法工艺江湖地位逐渐稳固，到国家“十一五”期间彻底占据了霸主地位。根据国电环保研究院最新数据，2015年，火电行业脱硫工艺中，各种湿法脱硫占据的总比例为97.26%，干法仅为1.81%。

对批湿派而言，这组数据似乎也是另一个能令人信服的理由：国内大批量改造锅炉以湿法脱硫的时间，恰好与雾霾天气爆发的时间吻合——2011年秋，雾霾天气频发成为公众热议话题。

关于时间同步的观点，挺湿派认为“属于巧合”，PM2.5问题早已有之，只是在2011年因美国大使馆监测数据和微博的传播，才引发公众重视。

冯银厂认为，湿法脱硫存在的一些问题，和早期脱硫装置的工艺水平、运行状况、管理水平都有关系，“如果使用状况不好，问题就多”。

朱法华则更加直白，“低价中标和偷工减料导致工程本身出现问题。”他解释，从脱硫设备的大小、材料、厚度上，都有做文章的情况，比如脱硫设备的直径减小导致烟气流速快反应不充分，又如除雾器用塑料板代替了稳定的钢板导致日后变形影响使用效果等。

这一问题在行业内早已是不争事实。朱法华介绍，早期上马脱硫脱硝设备时，如果按照2005年国家环保总局公布的《火电厂烟气脱硫工程技术规范 石灰石/石灰-石膏法》中湿法脱硫排放烟气的雾滴浓度应不大于75mg/m3的标准，大多数电厂是超标的。这不仅带来了石膏雨，也意味着排放的其他颗粒物可能更多。

随着超低排放的实施，湿法脱硫烟气中的雾滴浓度已越来越低，普遍小于25mg/m3，甚至低于10mg/m3，极大地减少了颗粒物的排放。

新干法工艺兴起，或扬长避短？

争论之下，一些新派干法技术正在兴起。2017年8月15日，在烟台市南部供热中心，两台采用“AO干法”（大气协同超低处理技术）脱硫脱硝工艺的燃煤锅炉正在运行。

上海华信国惠环保科技有限公司烟台办事处总经理周新栋在这里迎来送往着一批又一批考察团，包括需要改造脱硫脱硝设备的企业、电力和环保领域的官员、专家和媒体。

据周新栋介绍，两台100蒸吨的锅炉已经运行了一个采暖季，处理后的烟气中二氧化硫和氮氧化物都达到了超低排放的要求。不同于老式的钙法，AO干法运用了“吸附+氧化”原理，可以快速、高效地将二氧化硫和氮氧化物转化为硫酸盐与硝酸盐，并吸附在协同反应剂表面，同时达到脱除硫、氮的目的。

新式干法不止AO干法一种，朱维群也提出了高效气相烟气脱硝技术。据朱维群介绍，这种技术采用了不同的催化剂，但同样“满足环保部超低排放要求”。此外，还可根据电厂、水泥厂及其他高温烟气需要处理的厂家要求，分别使用或部分使用，“特别适合于电厂的脱硫脱硝改造和未预留脱硫脱硝改造空间的老电厂”。

与湿法致霾的“带盐”争议对应，新派干法一大卖点是“烟气带出的水汽及所含无机盐量大为降低”。

另一个卖点是“零费水和无废水”。华信国惠在提供给参观者的资料中称，以河北为例，火电、钢铁、水泥三大行业采用湿法脱硫年耗水量约2.9亿吨，相当于20个西湖水量。不仅耗水量大，废水也难处理。

不过，新型干法尚待更多实践论证。到2017年底，华信国惠的AO干法将会覆盖烟台市区1/3的供暖锅炉，目前在全国有七十多台中小型燃煤锅炉。尽管如此，AO干法目前仍局限于中小型锅炉，想要从既有的湿法市场中分得一杯羹并不容易。

研发者坦言，包括AO干法、高效气相烟气脱硝技术、活性焦法等新型干法工艺都存在一些弊端。以活性焦法为例，其投资较大、废料处理起来相对复杂。这也是来考察企业的担忧，考察团来来去去几拨，对这种新技术持保守态度的不少，山东华泰集团热电厂总经理李永生就是其中一个。

李永生的热电厂使用干式的炉内喷钙法脱硫近十年，因高成本最终在2015年底选择了湿法脱硫改造，“从我们用的情况看，要想达到超低排放的标准，干法实在太难太难，需要高价购买含硫量低于0.6%的低硫煤才能实现。”改造湿法后，热电厂的运行成本也降低到每年两千多万元。

对新派干法望而却步的原因，还有李永生不确定AO干法的催化剂成分到底能否提高脱硫效率，“还有废料如何处理，以前湿法的废料可以做成石膏板、免烧砖，降低成本。”而这些，李永生都没有在考察中找到答案，和他一同考察的其他企业也还在观望之中。

周新栋的打算则是，过段时间对这些潜在的客户逐一拜访。

成本和排放指标是多少？

一边是犹豫不决的新派干法考察团，另一边却是蠢蠢欲动的资本。

华信国惠由中国华信能源有限公司、软银中国创业投资有限公司和上海国惠环保科技有限公司共同出资组建。软银中国被誉为投资界的千里马，曾成功投资阿里巴巴等企业，中国华信也是中国民营能源巨头，连续四年入围《财富》世界500强。

尽管没有突破目前格局，但干法脱硫已经“红”了。在周新栋看来，非电力行业的脱硫脱硝改造已足够“吃饱”。被资本看好研发干法的企业，还有龙净环保、永清环保、清新环境等上市公司。

如果说资本重视是为了逐利，决策层的重视则因这场争论牵扯到大气污染成因。2017年全国“两会”上，国务院总理李克强就提出，重奖能攻克雾霾的形成机理和危害性的科研团队。

对于脱硫脱硝各种工艺，环保部也并没有分出高下，而是主张各种工艺在适合自身的使用条件和范围内发挥。

2017年5月，环保部发布了《火电厂污染防治可行技术指南》，这是火电厂烟气污染防治技术的标准首次发布，朱法华作为指南的课题负责人，把干湿法工艺都考察过了一遍。

“干法有干法的用途，湿法也有湿法的用途，技术可以多元化，其中收录的技术，企业可以根据自身减排目标与经济性考量，实现超低排放。”朱法华说。

朱法华认为，在京津冀大力减煤超亿吨后，干湿法的争议意味着治霾已经进入了精细化时代。朱维群也建议，“环保部应该组织公开试验，评价投入成本、运行成本和排放指标，孰优孰劣是个简单的技术问题，而非复杂的口水战。”

南方周末记者获悉，2017年9月19日，来自各国的环保工程师将抵达中国，一场更大范围的关于干湿法脱硫的国际讨论将会举行，“欢迎不同观点的人前去争论。”刘炳江说。