氮氧化物控制国外举措_nox生成及控制措施

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日本氮氧化物总量控制侧记

致力经济与环境并举的川崎

位于神奈川县东北部的川崎市，是日本第一个实行污染物排放总量控制的地区，其做法在当时被称为“川崎方式”。川崎市一直秉承“实现经济与环境并举“的管理理念。20世纪50年代，随着水俣病等公害事件的发生，川崎市开始制定相应的标准，监测粉尘和硫氧化物等污染物的排放。1991年12月，川崎市颁布了日本第一部环保条例——《川崎市环境基本条例》，树立了为市民营造安心舒适的生活环境，实现川崎市可持续发展的基本理念，并确立了积极动员市民参与，共同维护生态系统平衡和地球环境的原则。川崎市通过电子公告板，将污染源的排放情况告知市民，还建立了由专家和市民共同组成的环境审议会，政府出台每一项环境政策，都必须经过这个审议会的批准。以当时的发展水平看，川崎市保护环境的理念很先进。可以说，是川崎迈出了日本地方政府治理环境的第一步。

1974年，为解决二氧化氮超标的问题，川崎市对固定源排放的氮氧化物实施了总量控制。但实行总量控制后，二氧化氮的超标问题仍未得到解决。于是在1991年，川崎市又制定了《汽车公害防治计划》，实施了普及低公害汽车、推进公共运输等措施。该计划实施后，当地的二氧化氮浓度虽然出现了降低的趋势，但仍是全国最差的，大气颗粒物超标的现象仍频繁发生（注：氮氧化物是大气颗粒物形成的重要前体物质）。1999年，市政府公布了新的《川崎市关于防治公害等保护生活环境的条例》，从2000年开始，对颗粒物实行了总量控制，要求各个工厂必须根据本企业颗粒物形成的机制，自行采取措施，达到总量控制的要求；同时，川崎市也开始加强对机动车氮氧化物排放的控制。在日本国家层面的《机动车氮氧化物PM》法实施后，川崎市开始与周边城市联合实施对柴油车的运行限制，采取了推进环保驾驶、给予低排放车辆以补贴、为公共运输车辆供应高质量柴油等一系列措施。川崎市二氧化氮和颗粒物超标的现象终于得到了令人欣喜的改善，2008年市内所有汽车尾气监测站的颗粒物浓度均达到环境质量标准，全市三分之二的监测站监测到的二氧化氮浓度达到环境质量标准。领先世界的火电氮氧化物控制

日本的火电发电量居世界第三，仅次于美国和中国。其中燃煤发电量占总发电量的比例约为27%。日本大气污染物排放标准规定：当烟气量小于70万标准立方米/时，燃煤火力发电锅炉的氮氧化物的最高允许排放浓度为250ppm；当烟气量大于70万标准立方米/时，最高允许排放浓度为200ppm。随着火电行业氮氧化物排放控制技术的进步，2000年之后的日本，燃煤火力发电厂氮氧化物实际排放水平已降至20ppm。

北海道电力公司苫东厚真煤炭火力发电站的总装机容量为165万千瓦，该公司用两项措施减少污染物排放：一是提高发电效率。目前该公司发电效率在40％左右，高于世界先进水平。二是改善发电系统。主要内容是进行定期检修，法律规定每四年一次的检修，该公司每两年就会进行一次，每检修一次要停产100天。在脱硝方面，该公司主要采用低氮燃烧和氨接触还原的办法。3个机组氮氧化物的排放浓度均低于170ppm。

矶子火力发电厂是日本环境保护的典范企业，30多年来，他们一直致力于减少污染物排放的研究，其领先世界的治理技术，是我们此次考察的重点。这个座落于东京与横滨之间的电厂装机容量120万千瓦，既能为东京供电，又能照顾横滨的电力需求，由于其距离大都市较近，因而地方政府对其环保水平的要求很高，规定其氮氧化物的排放值应小于13ppm，而日本的国家规定不过是200ppm。为确保达标排放，该厂在发电时采用了先进的超超临界技术，在污染物控制上则采用低氮燃烧、双层燃烧、氨接触还原法、活性炭吸附等技术，可使总的脱硝效率高达92％，脱硫效率更可达到99％。矶子火力发电厂是日本国内首家采用活性炭吸附法（即干式排烟脱硫装置）的企业，这种方法可以实现脱硫和脱硝的同步进行，脱硝效率可达30%。经过多级脱硝脱硫处理，该厂氮氧化物排放浓度已控制在13ppm以下，二氧化硫排放浓度则在10ppm以下，达到了排放协定的要求。水泥行业助力构筑循环型社会

水泥行业是日本社会发展循环经济比较具有代表性的行业。严格有力的措施以及利用废弃物发展环保型水泥，让该行业的废弃物处理及污染排放控制成效显著。位于琦玉县日高市的太平洋水泥株式会社琦玉厂年产水泥130万吨，2002年11月开始运行AK（Applied Kiln，垃圾回收再利用）系统，利用城市垃圾资源化水泥窑，对家庭垃圾和企业一般垃圾直接进行分解发酵，发酵后的产物作为水泥生产的燃料和原料。此项技术有三个优点：一是可以把资源化的垃圾作为水泥原燃料，在水泥烧成窑内高温煅烧，使垃圾得到无害化处理。由于水泥窑在1400～1500℃的高温下运转，可以有效抑制二恶英等有害物质的生成，防止恶臭的扩散，避免了二次污染。二是实现了垃圾资源化，不会产生焚烧灰等二次废弃物。投入到资源化窑的垃圾经过发酵，让其中的有机物分解为无污染的物料，燃料燃烧后产生的灰分可以作为水泥原料，实现了不产生二次废弃物、完全循环利用。三是经济合理。该法省去了垃圾填埋场等垃圾处理装置，有效降低了燃煤的用量，降低了污染物产生量。经过不断的技术革新，该厂垃圾利用系数由1997年的200千克/吨水泥上升为目前的436千克/吨水泥，超过了日本水泥协会制定的400千克/吨的目标值。目前，该厂每日可处理垃圾60吨，每吨垃圾由政府给予企业39000日元补贴。这一系统之所以可以在日本开展，要归功于日本全国实行的垃圾分类制度，经过分类收集的垃圾，其中很多都可以直接运到相对应的工厂进行处理和再利用。在氮氧化物控制方面，该厂除采用低氮燃烧和尾部添加尿素的方法外，还使用了高效率的TMP燃烧器。该燃烧器可通过燃料快速升温，促进挥发成分的释放，再利用来源于挥发部分的中间物质使还原氮氧化物的区域扩大，在不影响产量和炉渣品质的情况下，比普通低氮燃烧器降低25%～30%的氮氧化物产生量。经过以上脱硝措施，太平洋水泥琦玉工厂的实际排放浓度控制在280ppm以下，符合日本的国家排放要求。提升车用燃料品质，推进车、油同步

日本机动车氮氧化物是排放的最大源头，约占总排放量的30%，如果加上建筑机械、船舶和飞机，日本移动源氮氧化物的排放占总量的56%以上。机动车氮氧化物排放主要来自重型柴油车和轻型汽油车，其中柴油车约占机动车排放总量的84.6%。随着20世纪70年代初的机动车尾气排放标准的逐渐严格，日本大气中二氧化氮和颗粒物的浓度均有所下降。目前日本机动车的排放控制水平已达到欧V或欧VI标准。为保证排放标准的有效实施，日本车用燃料的品质也不断提高，汽、柴油的硫含量都已控制在10ppm以下。

日本汽车研究所向我们介绍了日本汽车尾气排放限制的变迁、机动车尾气排放对策技术、为保证燃油质量采取的措施，以及其他一些我们感兴趣的知识。通过这些介绍我们了解到，日本治理机动车尾气的总体思路是：改进引擎、改善油品，降低油耗和污染物排放，从源头上减排；加装设备，采取DPF、SCR、DPNR等技术去除尾气中的颗粒物和氮氧化物，实行末端治理；出台政策，加强监管，对油品进行抽检，保证政策的落实。

他们的研究表明，要降低机动车氮氧化物和颗粒物的排放量，保证尾气排放控制技术发挥作用，必须降低燃油的硫含量。当汽油的硫含量从197ppm降到21ppm时，尾气中的氮氧化物排放就能减少77%。鉴于车用燃料品质对排放控制技术的重要影响，日本建立了完善的车用燃料品质保证制度。根据《关于挥发油等品质保证的法律》，日本环境省负责提出燃料中与环保有关的特定成分，特别是硫含量的浓度上限，经济产业省在制定石油产品的品质标准时，须根据环境省的要求制定上述成分的限值标准。对于违反该法律，销售不合规格石油产品的行为，可处以1年以下有期徒刑或100万日元以下的罚款。2008年，日本开始在全国范围内全面供应硫含量低于10ppm的车用汽、柴油。并规定了各个环节生产和流通企业的义务，划分了政府管理部门之间的权责，以保证供应低含硫量的汽、柴油。对中国的启示

建立水泥行业循环经济制度，开展水泥行业氮氧化物减排

日本水泥行业经过10年努力，成为了构建循环型社会的样板行业，这是在日本建设循环型社会的大背景下实现的。政府大力的推动、污染者付费原则的落实、垃圾分类体系的社会化建设、公民环保意识的提高，是水泥窑能够处置更多废物的关键，这些经验都值得我们学习、借鉴。根据日本水泥行业氮氧化物污染防治的经验，应用LNB+SNCR技术，水泥行业氮氧化物排放浓度将降低80%，具有脱硝投资少、产出大、环境效益高的特点。因此，“十二五”规划期间，我国应加强水泥行业氮氧化物减排适用技术的推广和应用，在有条件的地区和企业开展水泥窑等氮氧化物减排。加快推进燃油品质提升，保障排放标准的实施

越来越严格的机动车尾气排放标准，使单纯依靠发动机燃烧技术改进已经无法达到排放标准的要求，从国Ⅳ阶段开始，要想通过尾气排放标准，车辆必须加装三元处理器、DPF、SCR等后处理装置，但这些装置都会受到燃料中硫的影响而导致性能的下降或丧失。“十二五”规划期间，我国将开始实施国Ⅳ排放标准。要保障排放标准顺利实施，有效削减氮氧化物和大气颗粒物，就必须加快燃油品质的提升，为我们的机动车供应低硫的燃油。

我国现行的标准制定体系仅将燃料标准的制定权赋予了石化部门，而环保部门对燃料中会对环境产生重大影响的指标还没有决定权，无法左右燃料中有害物质的限值和标准，影响了标准的有效实施。

加强燃油品质监管，保证新技术的减排效果

尽管车用燃料的品质对机动车减排作用重大，但目前我国对车用燃料品质的监管还比较薄弱，环保部门还没有能力和条件对车用燃料品质开展监管，仅有部分大、中城市的质检部门在不定期地对加油站进行少量的质量抽查。因此，我国有必要理清车用燃料品质监管机制，加强部门间协调，保证符合标准的车用燃料的供应。加强减排考核和信息公开 日本企业执行政府环保法规和减排要求的自觉性非常强。这除了要归功于严格的考核、执法和处罚外，更离不开信息公开和群众监督的力量。因此我国的氮氧化物总量控制，可考虑要求重点企业自行公开污染物排放情况，并由国家定期或不定期公布企业的减排情况，接受群众和舆论监督。