燃煤電廠污染物排放控制分析

翟影　張慧斌

摘 要：燃煤引發(fā)的資源及環(huán)境問(wèn)題是個(gè)世界性難題。燃煤污染包括氣、水、聲、渣四類，組成成分包括煙塵、SOX、CO2、NOX等，這些污染物會(huì)對(duì)自然環(huán)境、人類健康造成巨大損害。燃煤發(fā)電是造成燃煤污染產(chǎn)生的主要產(chǎn)業(yè)，合理的管控燃煤電力企業(yè)污染物排放，對(duì)人類社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有積極作用。近年來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，依據(jù)新技術(shù)、新設(shè)備的應(yīng)用，燃煤發(fā)電污染物控制體系得到了長(zhǎng)足發(fā)展，燃煤電廠的污染物排放得到了有效監(jiān)控。

關(guān)鍵詞：燃煤 污染物 排放 脫硫脫硝 控制措施

中圖分類號(hào)：X322 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）11（c）-0008-01

燃煤所引發(fā)的資源和環(huán)境問(wèn)題是一個(gè)世界性難題。在我國(guó)，煤炭仍然是能源體系的主體，燃煤所造成的大氣污染是我國(guó)大氣環(huán)境惡化的主要因素，燃煤污染已經(jīng)成為制約我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要的影響因素[1]。在我國(guó)的燃煤產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中，燃煤發(fā)電是我國(guó)最大的耗煤產(chǎn)業(yè)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，燃煤發(fā)電是我國(guó)主要的產(chǎn)電方式，占我國(guó)電力結(jié)構(gòu)的75%[2]，我國(guó)每年燃煤發(fā)電的耗煤量超過(guò)19億噸[3]，發(fā)電用煤占我國(guó)年耗煤總量的50%左右[4]。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力缺口呈逐年遞增趨勢(shì)，由燃煤引起的問(wèn)題比其他國(guó)家更要嚴(yán)重，解決的難度也更大，因此處理好燃煤發(fā)電的污染防治，對(duì)我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有極為重要的積極作用。

1 燃煤發(fā)電的污染物組成及主要污染環(huán)節(jié)分析

煤炭主要由C、H、O、S、N等成分組成，此外還含有微量的有毒有害元素如砷、汞等[4]，煤炭燃燒會(huì)產(chǎn)生廢氣、煙塵和灰渣等，同時(shí)釋放SOX、CO2、NOX及多環(huán)芳烴等物質(zhì)，這些物質(zhì)也是燃煤發(fā)電產(chǎn)生的主要污染物。

根據(jù)通用的燃煤發(fā)電運(yùn)營(yíng)工藝流程分析，燃煤發(fā)電過(guò)程中的主要污染物產(chǎn)生環(huán)節(jié)包括儲(chǔ)煤、運(yùn)煤、燃煤、發(fā)電等部分。儲(chǔ)煤、運(yùn)煤過(guò)程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵會(huì)影響環(huán)境，通過(guò)向煤場(chǎng)、輸煤棧橋?yàn)⑺?、沖洗可以減少揚(yáng)塵產(chǎn)生，這一過(guò)程產(chǎn)生的輸煤廢水也會(huì)影響環(huán)境；燃煤環(huán)節(jié)是污染物產(chǎn)生的主要環(huán)節(jié)，燃煤發(fā)電時(shí)煤炭燃燒產(chǎn)生的污染物均在這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生，燃煤環(huán)節(jié)的污染物治理是燃煤電廠環(huán)境治理的最主要組成部分；此外，在發(fā)電過(guò)程中各種機(jī)械設(shè)備（如水泵、空壓機(jī)）產(chǎn)生的噪聲，冷卻塔產(chǎn)生污水及主廠房?jī)?nèi)的沖洗產(chǎn)生的沖洗廢水也會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。

綜合來(lái)看，燃煤電廠產(chǎn)生的污染物主要包括廢氣、廢水、廢渣等，在這些污染物中煙塵、SOX、CO2、NOX是燃煤電廠的首要污染物。煙塵、SOX、CO2、NOX也是造成空氣環(huán)境質(zhì)量惡化的最重要因素。

2 燃煤發(fā)電污染物的防治對(duì)策及應(yīng)用

隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保系統(tǒng)的逐漸重視，對(duì)燃煤發(fā)電的環(huán)保要求也越來(lái)越嚴(yán)格，國(guó)家頒布了一系列污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，限制污染物排放，督促耗煤企業(yè)積極進(jìn)行技術(shù)改造和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，在這些標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)各污染物的排放指標(biāo)進(jìn)行了明確規(guī)定，如燃煤鍋爐煙塵排放不能高于30 mg/m3；新建鍋爐排放SO2不能超過(guò)100 mg/m3；；新建鍋爐排放NOX不能超過(guò)200 mg/m3等[5]。

2.1 燃煤過(guò)程中SOX、NOX污染的控制

燃煤過(guò)程中大量排放的SOX、NOX會(huì)形成酸雨，破壞生態(tài)平衡、危害人類健康嚴(yán)重制約人類發(fā)展[6]。如何經(jīng)濟(jì)、合理、有效的管控燃煤中SOX、NOX的排放，是我國(guó)乃至世界能源、環(huán)保領(lǐng)域急需解決的關(guān)鍵性問(wèn)題。伴隨新工藝技術(shù)的革新，燃煤的脫硫脫硝技術(shù)也不斷成熟，根據(jù)煤炭燃燒過(guò)程中脫硫脫硝控制工藝所在的位置，我們將燃煤脫硫脫硝技術(shù)分為燃燒前處理、燃燒中處理和燃燒后處理三個(gè)方面。目前公認(rèn)的有效脫硫脫硝途徑為燃燒后處理，分為濕法和干法兩類。燃煤電廠常用的煙氣脫硫技術(shù)為石灰石-石膏濕法，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2010年底，全國(guó)約70%的火電機(jī)組安裝了石灰石—石膏濕法脫硫工藝的煙氣脫硫裝置。其他脫硫方法還有煙氣循環(huán)流化法、海水脫硫法、電子束氨法煙氣脫硫等；燃煤電廠NOX排放的方法有無(wú)氮燃燒技術(shù)（即潔凈燃燒技術(shù)，通過(guò)調(diào)控燃燒過(guò)程從源頭上控制NOX產(chǎn)生）、低燃燒技術(shù)（即抑制或還原燃燒過(guò)程中已生成的NOX的技術(shù)手段）、煙氣凈化技術(shù)（脫除煙氣中的NOX的技術(shù)手段）。低燃燒技術(shù)和煙氣凈化技術(shù)是目前應(yīng)用較為廣泛的除硝技術(shù)。目前，我國(guó)燃煤電廠脫硫脫硝技術(shù)較為成熟，全國(guó)電廠的SOX、NOX排放績(jī)效逐年遞減。

2.2 煙塵排放污染控制

近幾年，由于空氣環(huán)境質(zhì)量的惡化和霧霾天氣的增多，人們?cè)絹?lái)越重視燃煤的煙塵排放監(jiān)控。在我國(guó)，燃煤電廠的除塵技術(shù)經(jīng)歷了由初級(jí)到高級(jí)的發(fā)展過(guò)程。初期除塵設(shè)備為旋風(fēng)除塵器、多管除塵器、水膜除塵器等，自20世紀(jì)80年代起，靜電除塵技術(shù)開(kāi)始廣泛應(yīng)用，近年來(lái)隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)格，以及袋式除塵器濾袋材料性能的提高， 袋式除塵設(shè)備和電袋除塵設(shè)備的應(yīng)用呈上升趨勢(shì)。燃煤電廠煙塵控制已發(fā)展到一個(gè)比較成熟的水平，目前對(duì)10 μm以上的顆粒，除塵的總有效率可達(dá)到99.9%以上，但對(duì)微細(xì)粒子（PM10、PM2.5）的除塵效果較低，一般不超過(guò)90%，目前燃煤電廠排除的可吸入微粒已經(jīng)成為主要空氣污染物之一。

2.3 重金屬汞排放污染控制

目前，對(duì)燃燒中脫汞的研究較少，一般利用改進(jìn)燃燒方式，在降低NOx排放的同時(shí)，抑制部分汞的排放?；钚蕴课絼┓壳暗拿摴椒ㄗ詈?，研究也最多。還有氧化脫汞技術(shù)等。

我國(guó)鮮見(jiàn)正式對(duì)外發(fā)布的燃煤電廠汞排放數(shù)據(jù)，雖然專家學(xué)者進(jìn)行相關(guān)研究，但都是估算數(shù)據(jù)。

3 結(jié)語(yǔ)

燃煤電廠涉及到的污染物包括氣、水、聲、渣等方面，其中廢氣、噪聲監(jiān)控是污染監(jiān)控的重點(diǎn)，自20世紀(jì)80年代以來(lái)，30多年來(lái)，中國(guó)在燃煤電廠環(huán)保方面的理念不斷更新變化，從原始的單純脫硫脫硝處理發(fā)展到目前的氣、水、聲、渣等方面的綜合治理，燃煤發(fā)電的環(huán)保治理手段有了長(zhǎng)足發(fā)展，使得燃煤電廠的各類污染物排放量得到大大改善，隨著近年中國(guó)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的完善及節(jié)能減排戰(zhàn)略的進(jìn)一步實(shí)施，向中國(guó)電力企業(yè)提出了更嚴(yán)格的環(huán)保要求，這要求燃煤電廠環(huán)境保護(hù)及監(jiān)控體系進(jìn)一步完善、突破、發(fā)展，進(jìn)而更好的保護(hù)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

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[5] GB13223—2011 火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].

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