第一章　燃煤電站煙氣污染控制技術(shù)

第一節(jié)　我國(guó)煙氣污染現(xiàn)狀及火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)

一、我國(guó)煙氣污染現(xiàn)狀

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速的發(fā)展，大氣污染日益加劇，環(huán)境承載力達(dá)到極限。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)大氣污染物排放量巨大，2010年二氧化硫、氮氧化物、汞排放總量均為世界第一，遠(yuǎn)超出環(huán)境承載能力。

巨大的排放量導(dǎo)致我國(guó)大氣環(huán)境污染十分嚴(yán)重。2010年，重點(diǎn)區(qū)域城市二氧化硫、可吸入顆粒物年均濃度分別為40μg/m³、86μg/m³，為歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的2～4倍。隨著重化工業(yè)的快速發(fā)展和能源消費(fèi)的快速增長(zhǎng)，二氧化硫、氮氧化物、汞等氣體的排放會(huì)呈現(xiàn)加劇態(tài)勢(shì)。據(jù)2015年全國(guó)360城市一季度PM_2.5（細(xì)顆粒物）污染狀況顯示，PM_2.5達(dá)標(biāo)城市比例低，超過(guò)九成城市PM_2.5沒有達(dá)標(biāo)，近四成城市PM_2.5濃度在國(guó)標(biāo)兩倍以上。中西部污染問(wèn)題仍然很嚴(yán)重，河南、湖北、湖南、四川等中西部省份城市第一季度的PM_2.5濃度排名均位居全國(guó)前十。京津冀、長(zhǎng)三角和珠三角地區(qū)PM_2.5污染形勢(shì)依然嚴(yán)峻，三個(gè)區(qū)域2015年一季度PM_2.5濃度均值分別為96.9μg/m³、69.4μg/m³和47.6μg/m³。

2013年10月，世界衛(wèi)生組織首次指認(rèn)大氣污染“對(duì)人類致癌”，并將其視為普遍和主要的環(huán)境致癌物。2014年3月，世界衛(wèi)生組織發(fā)出報(bào)告顯示：2012年全世界約700萬(wàn)人死于空氣污染 （ 相當(dāng)于每 8 名死者中有1個(gè)死于空氣污染 ）。據(jù)預(yù)測(cè)，到2020年，即使考慮到生產(chǎn)消費(fèi)過(guò)程中環(huán)境技術(shù)的進(jìn)步和環(huán)保制度的強(qiáng)化，我國(guó)二氧化硫產(chǎn)生量仍將達(dá)4700萬(wàn)噸。我國(guó)氮氧化物排放量已達(dá)到2000萬(wàn)噸，成為世界第一氮氧化物排放國(guó)。若不控制，氮氧化物排放量在2020年將達(dá)到3000萬(wàn)噸，給我國(guó)大氣環(huán)境帶來(lái)巨大的威脅。因此，治理大氣污染是我國(guó)一項(xiàng)艱巨而又十分必要的任務(wù)。

在我國(guó)的大氣污染物中，能源燃燒時(shí)產(chǎn)生的污染物是最主要的來(lái)源之一。我國(guó)是世界產(chǎn)煤大國(guó)，煤炭產(chǎn)量占世界的37%，同時(shí)也是一個(gè)燃煤大國(guó)，能源消耗主要以煤炭為主，能源結(jié)構(gòu)中煤的比例高達(dá)75%，按2014 年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示，2014年我國(guó)煤炭的消費(fèi)量達(dá)35.1億噸，占全球一半以上。而我國(guó)能源資源的特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，又決定了以煤為主的能源結(jié)構(gòu)將長(zhǎng)期存在，并且伴隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，煤炭的消耗量也會(huì)日益增加。因此，燃煤電站污染物排放控制是我國(guó)大氣污染控制領(lǐng)域的主要任務(wù)之一。

二、火電廠大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)

污染源治理必須是政策、技術(shù)、管理多管齊下的綜合治理。燃煤產(chǎn)生的污染物SO_x和NO_x早已引起人們的廣泛關(guān)注。現(xiàn)在燃煤造成的汞污染問(wèn)題也正在引起人們的重視。為有效遏制燃煤電站污染物排放，提高大氣質(zhì)量，于2012年1月1日起實(shí)施《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13223—2011），對(duì)二氧化硫、氮氧化物、汞的排放限值都做了嚴(yán)格的規(guī)定。

（一）GB 13223—2011適用范圍

GB 13223—2011適用范圍廣泛，完全涵蓋了GB 13223—2003標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，并與《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 13271—2001）相銜接，適用于：

①各種容量的煤粉發(fā)電鍋爐；

②單臺(tái)出力65t/h以上的循環(huán)流化床等燃煤發(fā)電鍋爐；

③單臺(tái)出力65t/h以上的燃油及燃?xì)獍l(fā)電鍋爐；

④各種容量的燃?xì)廨啓C(jī)組；

⑤單臺(tái)出力65t/h以上采用甘蔗渣、鋸末、樹皮等生物質(zhì)燃料，以及以油頁(yè)巖、石油焦為燃料的發(fā)電鍋爐；

⑥煤氣化整體聯(lián)合循環(huán)（integrated gasification combined cycle，IGCC）發(fā)電的燃?xì)廨啓C(jī)組。

不適用于：

①各種容量的層燃爐、拋煤機(jī)爐發(fā)電鍋爐；

②內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組；

③各種容量的以生活垃圾、危險(xiǎn)廢物為燃料的發(fā)電廠。

（二）燃煤電站大氣污染物排放限值

自2012年1月1日起實(shí)施的GB 13223—2011中設(shè)置了二氧化硫、氮氧化物、汞及其化合物的排放限值，執(zhí)行世界上最為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。

該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)燃煤鍋爐的二氧化硫排放限值控制在100mg/m³，除了2003年12月31日前建成投產(chǎn)的鍋爐、W型火焰爐膛鍋爐、現(xiàn)有循環(huán)流化床鍋爐采取200mg/m³的排放限值外，對(duì)重點(diǎn)地區(qū)的火力發(fā)電鍋爐二氧化硫排放限值控制在50mg/m³。GB 13223—2011，對(duì)燃煤鍋爐的氮氧化物排放限值控制在100mg/m³，除了2003年12月31日前建成投產(chǎn)的鍋爐、W型火焰爐膛鍋爐、現(xiàn)有循環(huán)流化床鍋爐采取200 mg/m³的排放限值外，對(duì)重點(diǎn)地區(qū)的火力發(fā)電鍋爐氮氧化物排放限值控制在100mg/m³，這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到甚至優(yōu)于發(fā)達(dá)國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)。

此外GB 13223—2011還新增汞及其化合物的重金屬污染物排放限值。對(duì)燃煤鍋爐的汞及其化合物排放限值為0.03mg/m³。

燃煤發(fā)電鍋爐大氣污染物排放限值見表1-1。燃煤電站大氣污染物特別排放限值見表1-2。

2014年9月12日，國(guó)家環(huán)保部、國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局下發(fā)了：關(guān)于印發(fā)《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃（2014—2020年）》的通知，要求到2020年，現(xiàn)役60萬(wàn)千瓦及以上燃煤發(fā)電機(jī)組、東部地區(qū)30萬(wàn)千瓦及以上公用燃煤發(fā)電機(jī)組、10萬(wàn)千瓦及以上自備燃煤發(fā)電機(jī)組及其他有條件的燃煤發(fā)電機(jī)組，改造后大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值。SO₂、NO_x、煙塵的排放限值分別為35mg/m³、50mg/m³、10mg/m³（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。