火電廠的污染和防治技術(shù)的簡(jiǎn)述

楊利

摘? 要：我國(guó)的用電主要來(lái)自于火力發(fā)電，火電廠在提供清潔電力能源的同時(shí)，也會(huì)造成非常惡劣的環(huán)境污染，怎樣減少污染物排放，提升環(huán)境的潔凈度，已經(jīng)成為一個(gè)非常重要的環(huán)保課題。文章就火電廠所產(chǎn)生的污染類(lèi)型、危害以及一些防治的技術(shù)方法作簡(jiǎn)單的論述。

關(guān)鍵詞：火電廠;煤炭;污染;防治

中圖分類(lèi)號(hào)：X773 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）34-0147-02

Abstract： The electricity consumption in China mainly comes from thermal power generation. Thermal power plants not only provide clean electric energy， but also cause very bad environmental pollution. How to reduce pollutant emissions and improve the cleanliness of the environment has become a very important environmental protection issue. This paper briefly discusses the pollution types， hazards and some technical methods of prevention and control produced by thermal power plants.

Keywords： thermal power plant; coal; pollution; prevention and control

引言

現(xiàn)階段我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)已呈現(xiàn)為多元化，多種能源領(lǐng)域研究成果突出，尤其可再生新能源的研究應(yīng)用發(fā)展迅速，在各個(gè)方面都有較大突破，在實(shí)踐中得到了應(yīng)用，但是占比小，范圍窄，預(yù)計(jì)在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，煤炭的比重還是占主要地位，以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生很顯著的變化。

隨著改革開(kāi)放以后我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)工業(yè)與居民用電的需求日益增長(zhǎng)，作為提供電力來(lái)源的火電廠數(shù)量，迅速增加，但隨之而來(lái)的就是環(huán)境污染問(wèn)題。

煤炭是火電廠主要的燃料來(lái)源，火電廠燃燒煤炭來(lái)發(fā)出電能，煤炭燃燒后生成的排放物會(huì)對(duì)人們賴(lài)以生存的環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。隨著污染的不斷加重，人們的生活受到了干擾威脅，使人們環(huán)保的意識(shí)不斷增強(qiáng)，對(duì)環(huán)境的保護(hù)也越來(lái)越重視，節(jié)約減排與環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為了當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的重大主題。國(guó)家主席習(xí)近平提出“綠水青山就是金山銀山”，減少污染，凈化環(huán)境，就是財(cái)富。環(huán)境污染的治理已經(jīng)刻不容緩，作為污染物排放大戶(hù)的火電廠，將承擔(dān)著巨大的減排任務(wù)。經(jīng)過(guò)這些年的不斷努力，火電廠污染物排放均符合國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)，污染的防治已初見(jiàn)成效。

1 火電廠污染物的生成

火電廠的燃料主要是煤炭，煤炭通過(guò)燃燒釋放出熱能，經(jīng)過(guò)一系列的流程轉(zhuǎn)化，變成了我們生活中用的電能。

煤炭是古時(shí)候的植物埋在地下經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的時(shí)間形成的，它是由多種有機(jī)物和不同種類(lèi)的無(wú)機(jī)物組成的混合物，煤炭在燃燒過(guò)程中，里邊的各種元素和化合物經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成不同的化學(xué)產(chǎn)物，這些化學(xué)產(chǎn)物排放到周?chē)h(huán)境就會(huì)造成各種污染。在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)用到各種化學(xué)藥品進(jìn)行水處理，生成各種廢水;設(shè)備的集中運(yùn)行會(huì)形成噪聲。

2 污染因素及影響

2.1 煙塵

煤炭作為火電廠的燃料，燃燒后會(huì)生成二氧化硫、氮氧化物等有害氣體，還會(huì)生成大量的煙塵。當(dāng)前大多數(shù)火電廠為了節(jié)省成本，采用多煤種混燒的方式，燃用劣質(zhì)煤的情況普遍存在，導(dǎo)致煙塵以及有害氣體大大的增加。在高溫環(huán)境下，部分粒子呈現(xiàn)為熔融狀態(tài)，慢慢的球化形成圓形粒子;另一部分沒(méi)有熔融的不規(guī)則顆粒以礦物粒子存在，煙塵的主要組成就是大量的這兩種粒子。

這些粒子排放到大氣，漂浮在空氣中，隨著濃度不斷的增加，形成我們熟悉的霧霾。其中大一些的粒子，在重力作用下，落到地面上，就是我們見(jiàn)到的灰塵;小一些的肉眼不可見(jiàn)，隨著人體呼吸，進(jìn)入呼吸道，一部分被鼻毛等人體免疫系統(tǒng)阻擋，還有一部分進(jìn)入到人體的肺部沉積，對(duì)人體造成傷害。近幾年，我國(guó)出現(xiàn)霧霾重污染天氣的指數(shù)逐漸增高，對(duì)我們的日常生活和身體健康造成了嚴(yán)重的影響和危害。

2.2 二氧化硫

煤炭中的硫元素在燃燒后生成二氧化硫，二氧化硫隨著煙氣排入到大氣層，與大氣層中的水汽結(jié)合反應(yīng)，最終變成了硫酸，硫酸是一種具有強(qiáng)烈腐蝕性的物質(zhì)，它隨著雨水一起落向地面，進(jìn)入土壤或者覆蓋到物體的表面，會(huì)影響到各種生物的生長(zhǎng)和發(fā)育，甚至直接導(dǎo)致植物的大面積死亡，對(duì)金屬造成嚴(yán)重的腐蝕。大氣中的二氧化硫濃度若是超出一定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)人體也會(huì)造成嚴(yán)重的危害。

2.3 氮氧化物

煤炭經(jīng)過(guò)燃燒，有三種途徑可以生成氮氧化物：

（1）空氣里的氮?dú)庠诟邷貤l件下隨著煤炭的燃燒生成的氮氧化物。（2）燃料里的氮元素在高溫條件下燃燒經(jīng)過(guò)氧化生成的氮氧化物。（3）燃料里的碳?xì)浠衔锱c空氣中的氮?dú)庠谶^(guò)氧空氣系數(shù)下，缺氧燃燒形成的氮氧化物。

氮氧化物是空氣的主要污染物之一，與大氣層中水汽結(jié)合，反應(yīng)后形成酸雨，與二氧化硫一樣是污染嚴(yán)重的因素之一。氮氧化物還是有毒的氣體，吸入人體后會(huì)造成身體的傷害;還會(huì)發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，生成的臭氧和光化學(xué)煙霧也會(huì)對(duì)人體造成極大的傷害。

2.4 廢水污染物

火電廠在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)生成灰水、化學(xué)酸堿廢水、含煤廢水等。如果直接排放到周?chē)h(huán)境中，就會(huì)造成嚴(yán)重的水污染和土地污染。沖灰水污染重、量大、重復(fù)使用率低，已經(jīng)有很多的技術(shù)對(duì)沖灰水進(jìn)行處理?，F(xiàn)階段，大部分的水沖灰已經(jīng)被干除灰代替。酸堿廢水如果排放，會(huì)改變周?chē)h(huán)境的pH值，對(duì)土地和農(nóng)作物造成酸堿腐蝕。

2.5 固體廢棄物

火電廠固體廢棄物主要指的是燃燒后形成的廢渣。廢渣主要包括粉煤灰與爐渣。如果沒(méi)有合適的預(yù)防與維護(hù)措施，會(huì)導(dǎo)致空氣環(huán)境以及土壤環(huán)境的污染，進(jìn)而影響到人類(lèi)的生活和健康。

2.6 噪聲

火電廠的設(shè)備多，體型大，在提供強(qiáng)大動(dòng)力的同時(shí)相應(yīng)產(chǎn)生了高頻的噪聲。不僅危害員工的身心健康，并且對(duì)周?chē)沫h(huán)境造成了干擾。

以上這些污染物如果不加控制排放到周?chē)h(huán)境中會(huì)影響到整個(gè)生態(tài)環(huán)境：第一，大氣污染。煙氣中的有害物質(zhì)進(jìn)入到大氣中，可以破壞大氣的生態(tài)結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生溫室效應(yīng)，甚至破壞臭氧層。第二，土壤污染。二氧化硫和氮氧化物排放到大氣中會(huì)形成酸雨，酸雨的危害將會(huì)直接作用到土壤中，影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，使農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量下降。第三，生物多樣性污染，對(duì)植被生物以及動(dòng)物和人類(lèi)的生存產(chǎn)生威脅。如果對(duì)敏感生態(tài)環(huán)境造成了污染，將會(huì)引發(fā)一系列的環(huán)境問(wèn)題。

3 污染的防治技術(shù)

3.1 煙塵的控制

火電廠控制煙塵的主要方法是采用除塵器來(lái)捕捉煙氣中的粉塵，達(dá)到減少煙塵排放的目的。除塵器主要包括電除塵、布袋除塵器和電袋復(fù)合式除塵器。除塵器的除塵效率一般都能達(dá)到95%以上。主要采用的是電除塵和電袋復(fù)合式除塵器。

采用電除塵時(shí)，煙氣在通過(guò)電除塵內(nèi)高壓靜電場(chǎng)的時(shí)候，與電極間的正負(fù)離子發(fā)生碰撞并結(jié)合，一同在電場(chǎng)的作用下吸附在電極上，通過(guò)振打裝置將電極上的灰掉落在灰斗內(nèi);布袋除塵器是通過(guò)布置在除塵器內(nèi)一定規(guī)格數(shù)量的布袋將煙氣中的煙塵顆粒捕捉吸附，通過(guò)除灰設(shè)備將灰塵收集在灰斗內(nèi)，輸送到灰?guī)靸?chǔ)存起來(lái)，運(yùn)到加工廠進(jìn)行二次利用。

3.2 二氧化硫的控制

火電廠的脫硫可以從燃燒前、燃燒中、燃燒后這三個(gè)階段來(lái)進(jìn)行分別處理。目前各種脫硫的工藝技術(shù)都相對(duì)成熟穩(wěn)定，脫硫的效率基本在98%以上。

（1）燃燒前脫硫就是在選用燃煤時(shí)，對(duì)煤炭進(jìn)行洗選等處理，篩選出低含硫量的合適煤炭。（2）燃燒中脫硫是指煤炭燃燒時(shí)，在爐內(nèi)加入一定介質(zhì)，一般為石灰石。石灰石與燃燒產(chǎn)生二氧化硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成無(wú)污染的硫化物，達(dá)到脫去煤炭中硫的目的。主要有循環(huán)流化床燃燒技術(shù)，它采用爐內(nèi)燃燒脫硫，可以有效的減少煙氣中的含硫量，減輕煙氣脫硫的工作任務(wù)。（3）燃燒后尾部煙氣中的二氧化硫主要通過(guò)外部脫硫裝置，控制二氧化硫的含量，目前采用的煙氣脫硫工藝主要有濕法脫硫，半干法脫硫和干法脫硫，我國(guó)火電廠大部分采用濕法脫硫工藝。

隨著脫硫技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的積累，脫硫技術(shù)的成熟完善，脫硫的效果非常顯著。但是，環(huán)境保護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越嚴(yán)格，形勢(shì)依然嚴(yán)峻，在原有基礎(chǔ)上，還必須進(jìn)行新技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，以達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.3 氮氧化物的控制

氮氧化物的控制在火電廠叫做脫硝，方法主要有兩種，在燃燒過(guò)程中控制和燃燒后對(duì)煙氣的控制。燃燒過(guò)程的控制是通過(guò)控制燃燒中氧量的多少來(lái)控制氮氧化物的生成，主要的技術(shù)有低氮燃燒技術(shù)、分級(jí)燃燒技術(shù)等。低氮燃燒技術(shù)經(jīng)過(guò)不斷的摸索應(yīng)用已相對(duì)成熟，效果也非常顯著。燃燒后煙氣氮氧化物的控制主要有選擇性催化還原法SCR和非選擇性催化還原法SNCR兩種，都是利用氨在高溫?zé)煔庵信c氮氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成無(wú)污染的氮?dú)猓瑴p少氮氧化物的生成。這幾種方法均能夠達(dá)到相對(duì)理想的脫硝效果。

3.4 廢水的控制

火電廠生成過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，均經(jīng)過(guò)處理后達(dá)到無(wú)污染排放或者二次利用?，F(xiàn)階段新建火電廠機(jī)組已經(jīng)摒棄了濕式除灰，采用干除灰方式，取消了沖灰水。其他的廢水符合排放標(biāo)準(zhǔn)要求的，直接排放到雨水井或者地溝內(nèi)，不達(dá)標(biāo)的廢水被送到工業(yè)廢水處理站經(jīng)處理后達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后排放，或者進(jìn)行重復(fù)利用，作為沖洗水或者其他用水。

3.5 固體廢棄物的控制

火電廠產(chǎn)生的固體廢棄物主要以綜合利用為主，運(yùn)輸?shù)郊庸挝贿M(jìn)行再處理，得到可以利用的二次產(chǎn)品。既可以減少環(huán)境污染，還可以增加收益。

3.6 噪聲的控制

在設(shè)備選型時(shí)，選擇噪聲較低的設(shè)備;在必要的風(fēng)道加裝消聲器;在噪聲大的設(shè)備周?chē)友b隔音板等。

4 結(jié)束語(yǔ)

環(huán)境保護(hù)已經(jīng)是全人類(lèi)共同的責(zé)任，要想做好環(huán)保工作，就要從源頭上得到遏制?；痣姀S的污染是影響環(huán)境保護(hù)的一個(gè)重要因素，我們要響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，做好節(jié)能減排工作，有效控制污染物的排放。

要注重環(huán)保設(shè)施的管理和投入，打造綠色環(huán)?；痣姀S，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，將新技術(shù)運(yùn)用到實(shí)踐當(dāng)中，早日實(shí)現(xiàn)火電廠“零排放”。大力發(fā)展新能源技術(shù)，爭(zhēng)取早日取代火力發(fā)電的主要地位，減少污染物排放，回歸綠水青山。

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