李 崇
(中国硫酸工业协会,北京100013)
2020年6月9日,根据《全国污染源普查条例》第三十一条规定,经国务院批准,生态环境部、国家统计局、农业农村部联合发布《第二次全国污染源普查公报》,对全国污染源的基本情况、主要污染物排放数量、污染治理情况予以公布。笔者参加了第二次全国污染源普查(以下简称“二污普”)硫酸行业的相关工作,现对硫酸行业开展“二污普”工作进行总结,并结合第一次污染源普查(以下简称“一污普”)硫酸行业的数据,总结分析硫酸行业10年间在环保方面取得的成绩。
据协会数据统计,截至2019年底,我国硫酸产能124 Mt/a,2019年硫酸产量97.36 Mt,再创历史新高,同比上升0.5%。其中,硫铁矿制酸产量16.84 Mt,同比上升1.9%;硫磺制酸产量41.65 Mt,同比下降6.0%;冶炼烟气制酸产量37.39 Mt,同比上升7.0%,其他原料制酸为1.48 Mt。
2019年我国硫酸表观消费量95.72 Mt,同比下降0.8%,连续第三年出现小幅负增长,进一步证实了我国硫酸消费量已步入平台期。其中,工业用酸量占比42.9%,同比上升2.1个百分点;化肥用酸量占比57.1%,同比下降2.1个百分点。
2019年我国硫酸价格持续下滑,全国硫酸均价从年初的340元/ t下滑至年末的150元/ t,产能严重过剩和下游需求疲软是硫酸价格下行的主要原因。
根根据《全国污染源普查条例》规定和《国务院关于开展第二次全国污染源普查的通知》(国发〔2016〕59号)要求,国务院决定于2017年开展第二次全国污染源普查工作。普查确定的时期资料为2017年度,对象是我国境内排放污染物的工业污染源(简称工业源)、农业污染源(简称农业源)、生活污染源(简称生活源)、集中式污染治理设施、移动源。
硫酸行业属于工业源中基础化学原料制造的无机酸制造行业,经公开招投标等程序,最终确定由中国硫酸工业协会牵头进行硫酸行业相关的“二污普”工作。2018年7月18日,中国环境科学研究院组织召开了第二次全国污染源普查工业污染源产排污核算煤炭开采等36个行业启动暨研讨会,标志着硫酸行业的普查工作正式启动。2018年7月31日课题组通过了中国环境科学研究院组织的实施方案论证会,硫酸行业“二污普”工作方案正式确定。2018年8月22日,中国硫酸工业协会在杭州召开硫酸行业第二次污染源普查工作启动会,向行业企业传达了“二污普”工作的要求,对硫酸行业普查工作进行了分工。
2018年8—11月,工作人员通过问卷调研和实地调研等方式对硫酸行业的污染物排放及治理情况进行调研,初步掌握了行业产排污的数据,通过对数据进行汇总、核算和分析,经专家讨论,编制完成硫酸行业产排污系数手册、硫酸行业产排污核算技术报告、硫酸行业产排污核算工作报告等材料。2019年1月24日,通过了第二次全国污染源普查办公室组织的项目验收,普查工作初步告一段落。此后的一年多时间内,硫酸行业产排污系数手册经国家和地方普查办公室的层层审核以及实践验证,经多次修订,形成最终的发布稿。
按照国务院发布的《国务院办公厅关于印发第二次全国污染源普查方案的通知》(国办发〔2017〕82号)的要求,本次公布的硫酸行业系数是《2611无机酸制造业系数手册》的重要组成部分,对于硫磺制酸、冶炼烟气制酸和石膏制酸只包括工业废气量和二氧化硫2项;对于硫铁矿制酸则包括废气中的工业废气量和二氧化硫,以及废水中的工业废水量、砷、铅以及氟化物等4项内容。具体系数详见表 1~4。
表1 硫磺制酸产排污系数
此次污染源普查时期为2017年度,距离第一次全国污染源普查2007年度刚好过去10年。10年间,我国硫酸工业发生了翻天覆地的变化。2007年我国正处于硫酸产量高速增长阶段,2007年硫酸总产量57.01 Mt,同比增长13%。其中硫磺制酸26.23 Mt,硫铁矿制酸17.05 Mt,冶炼烟气制酸13.21 Mt,其他原料制酸0.52 Mt。彼时超过70%以上的硫酸产量用于化肥生产,受化肥需求的拉动,以及硫磺价格的支撑,硫酸价格持续坚挺,新建大型装置建设如雨后春笋。
表3 冶炼烟气制酸产污系数
表4 石膏制酸产污系数
经过多年的高速增长,到2015年我国硫酸产量已进入平台期,产能过剩问题日益突出。2017年,我国硫酸产量96.13 Mt,同比仅增长0.5%。其中硫磺制酸43.61 Mt ,硫铁矿制酸17.92 Mt,冶炼烟气制酸33.64 Mt[1]。随着化肥行业对硫酸需求的拉动逐步减弱,化肥用酸量占硫酸总需求量的占比已经降至56%,硫酸市场的疲软已逐渐显现。
除了产能产量高速增长以外,硫酸行业污染治理能力也快速发展。尤其是随着GB 26132—2010《硫酸工业污染物排放标准》的颁布实施,我国硫酸行业的污染物排放水平大幅下降。以硫酸工业尾气排放SO2浓度限值为例,ρ(SO2)从960 mg/m3下降为400 mg/m3,绝大多数企业无法通过二转二吸工艺实现达标排放,相继在二吸塔后增加了尾气脱硫装置。在排放标准的“倒逼”下,硫酸行业整体的二氧化硫减排效果明显。“二污普”和“一污普”二氧化硫产排污系数对比见表5,“二污普”和“一污普”工业废水量及砷产排污系数对比见表6。
表5 “二污普”和“一污普”二氧化硫产排污系数对比
表6 “二污普”和“一污普”工业废水量及砷产排污系数对比
对比2次普查的数据,结合“二污普”工作的具体开展过程,笔者大体上有以下几个方面的判断:
1)硫酸行业的二氧化硫排放量已大幅度下降,各类原料制酸的二氧化硫排放系数降幅在70%~81%。从总体来看,2007年我国硫酸行业二氧化硫排放量超过100 kt,占全国二氧化硫排放量的0.43%,占工业源二氧化硫排放量的0.47%。到2017年,硫酸行业二氧化硫排放量降为41 kt,降幅达59%,占全国二氧化硫排放量的0.59%,占工业源二氧化硫排放量的0.77%。
2)硫酸工业对二氧化硫排放浓度的要求相比于其他行业仍相对“宽松”。“二污普”数据显示硫酸行业污染物排放中SO2质量浓度已大幅低于400 mg/m3排放限值,未来硫酸工业污染物排放标准重新修订,SO2浓度排放限值进一步收严的可能性增大。
3)由于增加了尾气脱硫装置,“二污普”的二氧化硫的产污系数相比于“一污普”普遍提高,提高的幅度在36%~75%,即硫酸装置的二氧化硫转化率不升反降。说明在尾气二氧化硫达标排放的目标驱动下,硫酸企业普遍放弃对二氧化硫高转化率的追求,转而选择在技术上相对容易实现的尾气脱硫工艺。
4)由于硫酸雾检测方法存在一些争议,“二污普”没有涉及硫酸雾的排放数据,但尾气脱硫带来的硫酸盐二次污染的问题已被关注。未来在修订新的硫酸工业污染物排放标准的时候,极有可能会对硫酸尾气新增可溶性硫酸盐的排放限值,脱硫工艺面临重新洗牌。
5)对比“一污普”的系数,“二污普”的硫铁矿制酸的工业废水量以及砷产污系数均有大幅下降,其中工业废水量降幅为32.6%,砷的产污系数从200.9 g/t大幅下降为17.8 g/t,降幅达到91%。这些变化直接体现了10年来硫铁矿制酸企业在净化工艺的技术改进以及对硫铁矿原料砷含量的严格把控。
通过对“二污普”和“一污普”数据的对比,直观地体现了硫酸行业10年来在污染物减排方面取得的成绩,这也从侧面反映出硫酸行业已经从高速粗犷的发展模式,逐步走向低速精细化发展模式。在这个过程中既有行业技术进步和行业管理水平不断提高的推动,也有污染物排放标准的“倒逼”作用带来的立竿见影的效果。
但是,在硫酸行业污染物减排取得巨大成绩的背后,笔者对于排放标准如何引导行业污染物减排的途径产生了困惑。由于排放标准限值设定和考核方式等原因,导致硫酸企业普遍放弃对提高二氧化硫转化率的追求,将二氧化硫减排的问题后移,过分地依赖末端治理的效率,笔者认为其实是违背了环境保护的初衷。
环保的更高境界应该是“本质环保”即源头减排,尤其是硫酸行业以二氧化硫为原料,二氧化硫的高转化率不仅是二氧化硫减排的重要途径,也是行业技术进步的重要体现。排放标准的制订更应该体现出对于硫酸企业不断提高二氧化硫转化率的鼓励,而不是通过末端治理将对大气的污染转移到水中。
笔者建议在未来新的排放标准制定过程中,考虑将二氧化硫排放浓度的限值要求改为单位产品二氧化硫排放量的要求,即排放限值单位由mg/m3改为mg/t产品,既体现了对二氧化硫排放的要求,又对二氧化硫的利用率作以约束,从而引导和鼓励行业提高“本质环保”水平——即提高二氧化硫的转化率,使环境保护的目的和行业技术进步的手段在排放标准限值设定上取得一致,促进行业真正地绿色发展。