關注煤化工的污染及防治
隨著科學發展觀的逐步深入貫沏,人們更多的關注在煤化工發展中的污染及防治問題。隨著國務院有關“積極引導煤化工健康發展”[國務院辦公廳(2009年5月18日)《石化產業調整和振興規劃》]指示的認真貫徹,人們有理由期待在煤化工的污染防治方面應有新的舉措,出現新的局面。
環境形勢依然嚴峻
經濟增長、社會進步與環境保護是可持續發展的三大任務,正確處理經濟發展與環境保護是我國可持續發展的核心問題。環境是國民經濟可持續發展的基礎條件,環境安全是社會公平與穩定的重要保障,環境改善是實現全面小康目標的重要任務。為避免重復發達國家走過的先污染后治理、以犧牲環境換取經濟增長的老路,我國積極探索有中國特色的環境保護新道路。在污染防治取得積極進展的同時,也要清醒認識到,當前環境形勢依然十分嚴峻:
1. 污染物的總量居高不下
據有關專家測算,即使實現“十一五”減排指標,我國化學需氧量和SO2排放總量仍高居世界第一,遠遠超過環境承載能力。
2. 環境污染的總體形勢不容樂觀
城市大氣環境質量雖有所好轉,但仍有1/3的城市超標,若按歐盟標準評價,超標城市數量將超過95%。全國大江大河水質雖有所改善,但仍有近1/4監測斷面超過劣V類水質。流經城市的河段污染尤為嚴重,全國流經城市中的河流中,90%的河段受到比較嚴重的污染,全國約有一半城市市區地下水污染嚴重,且污染區域不斷擴大。75%的江河湖泊出現了富營養化問題,城市內湖污染嚴重。28個國控重點湖庫中有39.3%為劣V類水體。
3. 新的污染問題不斷出現
機動車保有量快速增加導致大中型城市空氣中氮氧化物和揮發性有機物濃度增加,由此造成化學煙霧污染和大氣灰霾頻繁發生。危險廢物環境安全隱患嚴重。士壤污染開始呈現以有機污染物和重金屬共存的復合型污染態勢,危害農作物生長和土地開發利用,甚至對人體健康造成直接危害。
當前我國面臨的環境壓力過大,環境和資源問題突出,解決起來十分困難。我國面臨的環境形勢可概括為:局部地區和行業的部分環境指標有所下降;環境惡化狀況尚未得到根本遏制;環境形勢依然十分嚴峻;未來的環境壓力將繼續加大。
導致環境問題的主觀因素不容忽視
我國環境問題的成因是綜合性的。我國工業化進程加快發展特別是重化工快速發展是污染密集化產生的歷史階段。此外,由于一些地方片面追求經濟增長,急功近利,竭澤而漁,忽視環境保護,導致環境問題不斷加劇。從環境和資源的角度看,我國以往的經濟發展過程總體上具有“犧牲環境換取經濟增長”的特點。“以環境換增長”的發展方式后果是嚴重的,付出了過大的資源環境代價。與我國快速的經濟發展相比,環境保護的腳步似乎有些遲緩。造成嚴重環境問題的原因中有主客觀原因,但主觀因素占很大比重。
1. 經濟發展方式轉變遲緩
我們多年來一直強調轉變經濟發展方式,即從粗放型轉變為集約型,但是進展卻相當遲緩。如果目前這種高投入、高消耗、高污染的經濟發展方式不改變,環境污染嚴重狀況就難以改觀。國內外的實踐都證明,走新型工業化道路的發展方式,是一項明智的選擇,不僅可以促進經濟的持續發展,而且可以從源頭上解決環境污染問題。
黨的十六屆五中全會把“加快建設資源節約型、環境友好型社會”列入國民經濟與社會發展中長期規劃。黨的十七大又進一步把建設資源節約型、環境友好型社會寫入黨章。這是黨和國家對我國發展方式進行重大戰略調整的重大決斷。標志著環境保護作為基本國策己成為全黨意志,成為發展的行動指南。
2. 法制松馳、監管不力
我國憲法規定“國家保護和改善生活環境和生態環境,防治污染和其他公害”。我國環境法治工作于十一屆三中全會后全面啟動,國家己頒布環境與資源保護方面的法律25部,主要領域和方面都有了規定。如果按法律、規定去辦,現存的環境污染和生態破壞問題應該得到控制。但是有法不依、執法不嚴、監管不力的問題十分突出。“違法成本低、守法成本高”的問題依然存在,原因就在于有些政府的作為不夠。環保法規定,各級地方政府“對本轄區的環境質量負責,采取措施改善環境質量”。實際上一些政府把這一法律放在了一邊,甚至對依法監管進行干擾。國家對干部的政績考核制度過分強調GDP的增長,沒有把環保政績與經濟成績同等對待,這也是某些地方政府環境保護作為不夠的重要原因。
煤是化學工業的主要能源及原料。煤是由有機質和無機質兩大部份組成的復雜物質。要把一個構成復雜的不清潔的物質經過多過程的物理、化學加工轉化為清潔能源和化工品,必然會產生一些污染物。這些污染物對環境造成污染,表現為大氣污染、水體污染及土壤污染。煤炭是低效、高污染的能源。一般說來,煤在加工過程中產生的污染物比碳氫化合物(石油、天然氣)要高得多。煤化工是一個重要的污染源,要發展煤化工,必須同時解決由此產生的污染問題。煤化工只能在環境容量允許的條件下發展,即在生態、環境可承載的能力和條件下發展。
煤化工產業健康發展必須同時解決污染問題
煤化工可生產多種化工產品和能源化學品,其生產過程不一樣,產生的污染及其嚴重程度亦不一樣。據有關資料報道,某省是典型的資源型、高耗能、高污染的產業結構,并為此付出了巨大的環境代價。其“可持續發展力排名全國第26位,生存支撐系統排名全國倒數第一”。環境的污染、資源的枯竭已嚴重制約了該省經濟的可持續發展。對此,該省已做出“面對工業污染防治形勢和殘酷的污染現實,痛定思痛,向污染宣戰”的重要決策。難道我們不應該深思—下以粗放為主的發展方式所付出的生態、環境的代價過大,難以為繼嗎?難道不應該深思所走過的一條先污染后治理、以犧牲環境換取經濟增長的道路是難以可持續發展的嗎?
近年來,煤化工發展重點主要是經煤氣化制合成氣再深加工生成各種化工品的過程。煤氣化是生產各類煤基化學品(氨、甲醇/二甲醚等)、煤基液體燃料、煤基低碳烯烴、制氫、先進IGCC發電、多聯產系統的共性、關鍵技術,是煤化工的基礎。
由于煤氣化工藝的不同,隨之產生的污染物數量亦不同。例如,魯奇氣化工藝對環境的污染遠遠大于德士古氣化工藝。以褐煤、煙煤為原料進行氣化產生的污染程度遠遠高于以無煙煤和焦炭為原料的污染物。氣化工藝不同,污水中雜質大不相同。與固定床相比,流化床和氣流床工藝的廢水水質較好。
大型煤化工企業選用的煤氣化工藝技術主要有GE水煤漿加壓氣化(激冷流程)和多噴嘴水煤漿加壓氣化(激冷流程);正在接受適應性考驗的殼牌干煤粉加壓氣化;正在建立示范裝置的GSP干煤粉加壓氣化(激冷流程)和兩段式干煤粉加壓氣化(激冷流程)以及已通過中試鑒定的多噴嘴干煤粉制氣工藝(激冷流程)等。這些氣化裝置都有幾種污染源。其一是熔渣激冷后排出的粗渣,如殼牌干煤粉加壓氣化排渣量占煤中灰分總量的60%,水煤漿加壓氣化及GSP的排渣量均占煤中灰分總量85%,只要妥善堆放或找到綜合利用出路(如作為筑路等建筑材料或用作水泥原料),對環境不會產生污染。其二是如殼牌干煤粉加壓氣化裝置從高溫高壓飛灰過濾器排出的飛灰,裝置排飛灰量約占煤中灰分量的34%,以日處理2000t含灰量占20%的干煤粉為例,每天排出136t
飛灰如何綜合利用是值得企業關注的大問題,如找不到固定用戶而隨意堆放,將對周圍環境產生污染。其三是系統排出的黑水,經絮凝沉降回收利用,尚有部分灰水需經除氨、除氰處理后才能外排,是可以解決的。黑水中的沉降灰渣,經壓濾后成濾餅外排可以綜合利用或作為燃料外供。隨合成氣帶出的H2S,在后續合成氣酸性氣脫除時可以脫除并回收利用。至于少部分從黑水閃蒸排出的含H2S廢氣,可以回收綜合利用或送火炬燃燒排放。
煤直接液化制油、間接法制油、MTO等正在進行工業示范試驗,人們有理由相信在試驗后的正式評估中將會拿出明確的污染及治理方案。據有關資料,這些過程的污染是可控的、可治理的,當然要采用先進技術和付出必要的投資代價。
一般說來,對于煤化工污染的防治可能有4種情況:
1. 只要充分重現,集成采用各種先進適用的新技術和新裝備,付出足夠基建投資和經常運行費,絕大部分的污染是可以得到治理和控制的。
根據國際經驗,一個大型現代化以乙烯為龍頭的石油化工廠用于環境安全設施的投資約占全廠基建總投資的20%以上,一個現代化大型化工廠的環境安全設施投資約需16%以上。煤化工的污染較重,其環境安全設施的投資可能較高。
2. 煤化工污染的重點(難點)是污水處理問題。焦化污水有酚、氨、氰、硫化氫和烴等,經煤氣化合成氨、醇、烴等物質的污水中含有醇、酸、酮、醛、酯等有機物。污水中的COD和BOD均較高,有的生化降解有難度,污水的無害化處理還要下很大功夫,有的還需進行科研攻關。
我國的淡水總量占全球水資源的6%,是全球13個人均水資源最貧乏的國家之一。水資源短缺和水體污染已成為我國水資源存在的兩大問題。水污染已成為各種水問題中最復雜、最嚴峻、最亟待解決的問題。2008年,全國地表水污染嚴重,七大水系水質總體為中度污染,湖泊富營養化問題突出。工業廢水排放量約占流域總量的40%。化工廢水排放量約占全國廢水總量的30%左右,居各工業系統之首,是排廢的大戶。
隨著黃河中上游流域經濟社會迅速發展,產業布局和企業生產事故等原因,近年來污染事件不斷發生。2005年黃河中上游水質總體污染嚴重,主要污染物特征呈有機型污染。2005年18個國控斷面中,61%的斷面達不到 Ⅲ類水質要求,渭河、汾河地表水資源匱乏,水污染非常嚴重。2005年黃河中上游流域廢水排放量29.1億t,COD排放量123.5萬t,廢水中COD 排放平均濃度高于全國平均水平的60%。根據社會經濟發展預測,2010年全流域排污量將比2005年增加25%以上,水環境壓力巨大。2008年黃河水系水質總體為中度污染。Ⅳ類、Ⅴ類和劣Ⅴ類水質的斷面比例分別為6.8%和20.5%。 黃河支流水質總體為重度污染。
水資源浪費現象嚴重,節水具有很大潛力。我國工業用水的重復使用率平均僅為40%左右,而發達國家平均為75%~85%。我國萬元工業增加值取水量約為發達國家的5~10倍。城鎮供水管網漏水率為20%左右,是發達國家的3倍。
3. 近年來,人們格外關心煤化工的溫室氣體的排放問題。溫室氣體主要是指CO2、甲烷、NOX和氟氯烴類
CFCS)等。雖然目前在我國CO2沒有直接被作為污染物被控制,但聯合國氣候變化框架公約《京都議定書》己經生效,我國亦已做出必要的承諾。氣候變化的嚴峻現實要求人類采取措施。1991~2005年我國已減少排放18億t CO2,“十一五”期間我國還將減少排放13億t CO2。
我國以煤為主體(約占一次能源的70%)的能源結構導致大氣污染物排放總量居高不下。2008年全國23.2%的城市空氣質量未達到國家二級標準,城市空氣中的可吸入顆粒物、SO2濃度依然維持較高水平,城市大氣污染依然嚴重。我國SO2排放量和CO2排放量分別居世界第一和第二位,空氣質量持續惡化己對環境形成難以承受的壓力。
在各種化石燃料中,煤炭燃燒對溫室氣體的增長率最高,比石油高29%、比天然氣高69%。我國大氣污染物排放中85%的SO2、85%的CO2、60%NOX、70%的煙塵均來自于煤炭。在煤制油的轉化過程中,大約70%的C生成CO2后直排大氣,每生產1t 油所排向大氣CO2約8.8t。每生產1t甲醇排出CO2約2.3t。每生產1t氨排出CO2約3.4t(某先進氣化工藝配尿素流程,含動力消耗中排出的 CO2。為天然氣制氨排出CO2的5倍)。
大量排出溫室氣體是發展煤化工所必須付出的環境代價。
人類為應對氣候變化走向低碳經濟。胡錦濤主席在2007年(APEC)會議講話中明確表示中國主張“發展低碳經濟”。中國發展低碳經濟受到諸多因素制約,實現低碳經濟的目標還有很長的路要走。但我們必須為此做出堅定、持久的努力。有關部門正在起草低碳經濟發展指導意見,低碳經濟發展將從呼聲落實到產業政策。
4. 發展循環經濟。從資源流程和對環境影響的角度考察,增長方式存在兩種模式:一種是傳統模式,即“資源-產品-廢物”的單向線性過程。經濟增長越快,資源消耗越大,污染排放越多,對資源環境的負面影響越大。另一種是循環經濟模式,即“資源-產品-廢棄物-再生資源”的閉環反饋式循環過程。現在發達國家正在走的正是這種發展模式。而我國的能源利用率只有33%,工業用水利用率為55%,礦產資源總回收率為30%,分別比國外先進水平低10%、25%和20%。近年來,我國高度重視循環經濟,積極推進資源利用減量化、再利用、資源化,從源頭和生產過程中減少污染排放和減少溫室氣體排放。發展循環經濟己從理念變為行動,在全國范圍內得到迅速發展。化工系統正在結合實際情況,認真貫徹國家制定的《清潔生產促進法》、《固體廢物污染環境防治法》、《循環經濟促進法》、《關于加快發展循環經濟的若干意見》,出現了許多新的氣象。化學工業在變廢為寶,綜合利用方面是可以大有作為的。
工業污染防治是中國環境保護工作的重點。與過去相比,中國工業污染防治戰略正在發生重大變化。正逐步從末端治理向源頭和全過程控制轉變;從濃度控制向總量和濃度控制相結合轉變;從點源治理向流域和區域綜合治理轉變;從簡單的企業治理向調整產業結構、清潔生產和發展循環經濟轉變。我國正在深入貫徹科學發展觀,努力探索環境保護新道路。做為污染大戶的煤化工產業應按照國家要求加強污染治理工作。
幾點思考:

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