非常规污染物有哪些？非常规污染物有什么危害

我国是一个多煤少油的国家，已探明的煤炭储量占世界煤炭储量的33.8%。中国煤炭产量连续多年位居世界第一，煤炭在我国一次性能源结构中处于主导地位。相关数据表明，在我国的一次能源消费中，火力发电量占据总发电量的63.7%，用于发电的原煤在煤炭的消费总量中的占比超过50%，燃煤火力发电厂是排放大气污染物的重要排放源。

2014年9月1日，我国针对主要污染排放源——火电燃煤机组，提出“超低排放改造”政策，污染物的排放限值严于各国现行标准。经过不断的探索与努力，在2014年至2017年间中国火电行业污染物排放量呈显著下降趋势。

截止到2019年年底，全国达到超低排放限值的煤电机组已达8.9亿千瓦，占全部煤电机组的86%左右。2019年全国火电SO2排放量89万吨；NOx排放量93万吨；烟尘排放量18万吨；分别比2018年下降9.7%、3.1%、12.2%；我国燃煤电厂在烟尘、SO2、NOx等三大污染物控制方面取得了显著成果。

近些年，我国燃煤电厂超低排放技术已经从技术单一化逐渐走向技术多元化，大气污染物控制也由传统的烟尘颗粒物、SO2、NOx正逐渐进行扩展，越来越多的非常规污染物也引起了行业的重视和关注。那么非常规污染物有哪些？非常规污染物有什么危害？如何治理呢？今天小编带大家一起来了解下非常规污染物种类、危害及解决方案。

非常规污染物有哪些？

在实施燃煤电厂“超低排放”改造，有效控制烟气常规污染物（尘、硫、氮）排放的情况下，以三氧化硫、氨为代表的烟气非常规污染物的治理问题，成为了火电行业“后超低”时代环境保护的重点任务。非常规污染物主要有以下几个特点：

（1）属于燃煤电厂生产过程中产生的排放量极小的一次污染物，如SO3、VOCs；

（2）在生产运行过程中产生的气态污染物及其发生化学反应后，次生出的二次污染物，如氨、可凝结颗粒物等；

（3）煤炭中痕量元素燃烧后直接产生的一次污染物，如单质汞、砷等及其化合物。

满足以上其中一个或同时满足以上几个特点的污染物被称为“非常规污染物”。燃煤电厂的非常规污染物主要包括SO3、氨、挥发性有机物、可凝结颗粒物等物质。

非常规污染物有什么危害？

1、三氧化硫的危害

三氧化硫会在烟气中形成H2SO4或酸雾造成锅炉尾部烟道和设备的腐蚀；也会与脱硝过程中未参与反应的NH3作用形成硫酸氢铵（ABS），低温时沉降在SCR催化剂空隙和空预器冷端的换热元件上，造成催化剂失活、空预器堵塞，从而使系统阻力增加，空预器换热效率降低，运行成本上升，还会对环境造成显著的影响。由于SO3酸雾的粒径较小，多为亚微米级，当烟气中SO3的浓度超过一定值时，对光线产生散射作用，烟囱排烟会出现“有色烟羽”现象。

2、氨的危害

氨（NH3）是一种无色、有强烈刺激性气味的气体，极易溶于水。氨吸附在人体的眼睛、喉咙、呼吸道等器官上，会灼伤腐蚀其粘膜；严重时，可使其组织蛋白变性，进而破坏细胞膜结构。人类如果不慎吸入过量氨气，还会引起肺气肿，破坏运氧功能，导致死亡。

3、重金属的危害

重金属元素具有较强的迁移、富集和隐藏性，在环境中经历地质和生物双重循环迁移转化后，可通过空气、水、食物链等途径进入人体，当累积达到一定程度，会引发慢性中毒，还会对人体免疫系统造成影响，对人类有致癌、致畸及致突变作用。另外，重金属的难降解性可使部分地区水体底泥、场地和土壤中污染物不断累积，潜在事故风险较高，对人类健康造成严重威胁。

4、挥发性有机物（VOCs）的危害

大部分VOCs的毒性较高，对人类健康和环境安全构成极大危害。挥发性有机物与人长期接触，会对人的眼、鼻、咽喉、皮肤产生刺激作用，导致皮肤过敏，严重时会对人的肝脏、肾脏及中枢神经系统产生影响，相当部分VOCs还具有致畸、致癌作用，其遗传毒性还会引起“雌性化”的严重后果。

排入大气中的VOCs与氮氧化物等污染物发生反应，会生成对流层臭氧，在有自由基（OH、NO3）存在的情况下，还会与氧化性组分发生反应生成半挥发性有机化合物（SVOCs），通过凝结、吸附作用与大气中的颗粒物相结合，形成二次有机气溶胶，生成光化学烟雾，降低大气能见度，造成严重的雾霾天气。

非常规污染物治理解决方案

由内蒙古工业大学研发的一项利用煤基固废制备环保材料协同控制高温工业烟气非常规污染物技术，通过在乌海广纳煤焦化有限公司进行示范，效果良好。该技术充分利用硅基多孔材料的强吸附特性，结合生物滤池、袋式除尘等工艺，通过固废自身非晶相的结构转化来抑制高温工业烟气非常规污染物，开发出了适合我国国情的低成本污染物协同控制技术。

据了解，目前在高温工业大气污染物控制领域，尽管国内外对SO2（二氧化硫）、NOx（氮氧化物）、颗粒物的脱除技术比较成熟，但是对VOCs（挥发性有机物）和重金属等危害程度较大的非常规气体尚缺乏经济有效的治理技术。

焦化企业湿法熄焦水蒸气及无组织排放气体

目前，乌海及周边地区普遍采用湿法熄焦技术，熄焦过程及其他工段均产生大量无组织排放的低浓度VOCs和其它污染物的烟气，由于VOCs污染物工艺来源复杂、物质品种特性多样、排放特征多变，导致VOCs尾气排放具有成分种类多、浓度低、通量大、危害大的特点。现有活性炭吸附、冷凝、富集燃烧等VOCs治理技术，不适用于这些烟气中非常规污染物的协同脱除，而这些非常规大气污染物又是PM2.5形成的重要前驱体。

自治区科技重大专项“乌海及周边地区大气污染防治重大关键技术研究与示范”项目负责人孙俊民教授说：“根据前期对乌海周边主要大气污染源的研究，项目从煤矸石山自燃控制、非常规大气污染物控制、生态修复三个方面精准发力，靶向治理，为自治区能源重化工地区大气污染控制提供技术路径”。其中非常规大气污染物的控制，由内蒙古工业大学张永锋教授带领的课题组完成。课题组前期对焦化企业生产过程中各工段进行污染物排放源解析，明确焦化企业非常规污染物排放特征及各环节臭氧生成潜势，为高温工业烟气的低成本高效协同脱除技术提供理论基础，为PM2.5和O3协同控制提供数据支持。”

各排放点VOCs（挥发性有机物）排放占比

张永锋介绍：“将煤基固废相在一定条件下转化形成的硅基多孔材料对VOCs、挥发性重金属等多种有害气体具有较强的吸附能力，再进一步通过结构调控和表面改性增强其疏水和吸附性能，通过复配在烟气中喷粉和生物滤池、袋式除尘工艺相结合，可以实现烟气中多种污染物的低成本协同脱除。利用细胞固定化技术再生硅基多孔材料，使再生后的硅基多孔材料能够安全的用于生物肥料。该创新方法可以构建煤基固废-环境材料-污染控制-生物肥料-生态修复的循环产业链，可解决乌海及周边地区无组织排放非常规污染物协同治理难题，并为自治区煤基固废的高值化利用提供一条新途径。”
目前内蒙古工业大学科研团队已经在乌海广纳煤焦化有限公司建设了两套高温工业烟气治理示范工程，分别为“年产100万吨焦化企业净化高温工业烟气非常规污染物配套10000Nm³/h反应式袋式除尘器协同净化焦炉烟气示范工程”和“10000Nm³/h生物多孔硅滤池净化湿熄焦烟气示范工程”，目前两个示范工程均已完成中试试验，运行效果良好。

10000Nm³/h生物多孔硅滤池净化湿熄焦烟气示范工程

张永锋介绍：“10000Nm³/h反应式袋式除尘器协同净化焦炉烟气装置对高温焦炉烟气中VOCs的脱除率大于83%，对苯、甲苯、萘和丙酮等典型VOCs的脱除率大于92%。后续将把优化工业化运行数据以及制定低成本协同控制非常规工业烟气技术标准作为重点研究目标。”“10000Nm³/h生物多孔硅滤池净化湿熄焦烟气装置选用湿式洗涤和生物多孔硅滤池两种工艺单元组合进行处理，该示范装置对湿熄焦烟气中VOCs的脱除率大于90%，对氨气和硫化氢的脱除率大于85%。”

煤基固废制备环保材料协同控制高温工业烟气非常规污染物技术，固废制备环保材料的使用量低于2g/Nm³，反应式袋式除尘技术和生物多孔硅滤池处理技术比传统脱除VOCs技术投资费用降低了30%以上，运行费用比传统技术降低40%以上。