燃煤電廠污染物排放控制分析

翟影　張慧斌

摘 要：燃煤引發的資源及環境問題是個世界性難題。燃煤污染包括氣、水、聲、渣四類，組成成分包括煙塵、SOX、CO2、NOX等，這些污染物會對自然環境、人類健康造成巨大損害。燃煤發電是造成燃煤污染產生的主要產業，合理的管控燃煤電力企業污染物排放，對人類社會、經濟的可持續發展具有積極作用。近年來，隨著國家對環境保護的重視，依據新技術、新設備的應用，燃煤發電污染物控制體系得到了長足發展，燃煤電廠的污染物排放得到了有效監控。

關鍵詞：燃煤 污染物 排放 脫硫脫硝 控制措施

中圖分類號：X322 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（c）-0008-01

燃煤所引發的資源和環境問題是一個世界性難題。在我國，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大氣環境惡化的主要因素，燃煤污染已經成為制約我國國民經濟和社會可持續發展的一個重要的影響因素[1]。在我國的燃煤產業結構中，燃煤發電是我國最大的耗煤產業，據統計，燃煤發電是我國主要的產電方式，占我國電力結構的75%[2]，我國每年燃煤發電的耗煤量超過19億噸[3]，發電用煤占我國年耗煤總量的50%左右[4]。隨著我國經濟的發展，電力缺口呈逐年遞增趨勢，由燃煤引起的問題比其他國家更要嚴重，解決的難度也更大，因此處理好燃煤發電的污染防治，對我國社會和經濟的可持續發展具有極為重要的積極作用。

1 燃煤發電的污染物組成及主要污染環節分析

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]，煤炭燃燒會產生廢氣、煙塵和灰渣等，同時釋放SOX、CO2、NOX及多環芳烴等物質，這些物質也是燃煤發電產生的主要污染物。

根據通用的燃煤發電運營工藝流程分析，燃煤發電過程中的主要污染物產生環節包括儲煤、運煤、燃煤、發電等部分。儲煤、運煤過程中產生的揚塵會影響環境，通過向煤場、輸煤棧橋灑水、沖洗可以減少揚塵產生，這一過程產生的輸煤廢水也會影響環境；燃煤環節是污染物產生的主要環節，燃煤發電時煤炭燃燒產生的污染物均在這個過程中產生，燃煤環節的污染物治理是燃煤電廠環境治理的最主要組成部分；此外，在發電過程中各種機械設備（如水泵、空壓機）產生的噪聲，冷卻塔產生污水及主廠房內的沖洗產生的沖洗廢水也會對環境產生影響。

綜合來看，燃煤電廠產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也是造成空氣環境質量惡化的最重要因素。

2 燃煤發電污染物的防治對策及應用

隨著國家對環保系統的逐漸重視，對燃煤發電的環保要求也越來越嚴格，國家頒布了一系列污染物排放標準，限制污染物排放，督促耗煤企業積極進行技術改造和產業升級，在這些標準中對各污染物的排放指標進行了明確規定，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100 mg/m3；；新建鍋爐排放NOX不能超過200 mg/m3等[5]。

2.1 燃煤過程中SOX、NOX污染的控制

燃煤過程中大量排放的SOX、NOX會形成酸雨，破壞生態平衡、危害人類健康嚴重制約人類發展[6]。如何經濟、合理、有效的管控燃煤中SOX、NOX的排放，是我國乃至世界能源、環保領域急需解決的關鍵性問題。伴隨新工藝技術的革新，燃煤的脫硫脫硝技術也不斷成熟，根據煤炭燃燒過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分為燃燒前處理、燃燒中處理和燃燒后處理三個方面。目前公認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為石灰石-石膏濕法，據不完全統計，截至2010年底，全國約70%的火電機組安裝了石灰石—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排放的方法有無氮燃燒技術（即潔凈燃燒技術，通過調控燃燒過程從源頭上控制NOX產生）、低燃燒技術（即抑制或還原燃燒過程中已生成的NOX的技術手段）、煙氣凈化技術（脫除煙氣中的NOX的技術手段）。低燃燒技術和煙氣凈化技術是目前應用較為廣泛的除硝技術。目前，我國燃煤電廠脫硫脫硝技術較為成熟，全國電廠的SOX、NOX排放績效逐年遞減。

2.2 煙塵排放污染控制

近幾年，由于空氣環境質量的惡化和霧霾天氣的增多，人們越來越重視燃煤的煙塵排放監控。在我國，燃煤電廠的除塵技術經歷了由初級到高級的發展過程。初期除塵設備為旋風除塵器、多管除塵器、水膜除塵器等，自20世紀80年代起，靜電除塵技術開始廣泛應用，近年來隨著排放標準的嚴格，以及袋式除塵器濾袋材料性能的提高， 袋式除塵設備和電袋除塵設備的應用呈上升趨勢。燃煤電廠煙塵控制已發展到一個比較成熟的水平，目前對10 μm以上的顆粒，除塵的總有效率可達到99.9%以上，但對微細粒子（PM10、PM2.5）的除塵效果較低，一般不超過90%，目前燃煤電廠排除的可吸入微粒已經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，對燃燒中脫汞的研究較少，一般利用改進燃燒方式，在降低NOx排放的同時，抑制部分汞的排放。活性炭吸附劑法目前的脫汞方法最好，研究也最多。還有氧化脫汞技術等。

我國鮮見正式對外發布的燃煤電廠汞排放數據，雖然專家學者進行相關研究，但都是估算數據。

3 結語

燃煤電廠涉及到的污染物包括氣、水、聲、渣等方面，其中廢氣、噪聲監控是污染監控的重點，自20世紀80年代以來，30多年來，中國在燃煤電廠環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展到目前的氣、水、聲、渣等方面的綜合治理，燃煤發電的環保治理手段有了長足發展，使得燃煤電廠的各類污染物排放量得到大大改善，隨著近年中國污染物排放標準的完善及節能減排戰略的進一步實施，向中國電力企業提出了更嚴格的環保要求，這要求燃煤電廠環境保護及監控體系進一步完善、突破、發展，進而更好的保護環境。

參考文獻

[1] 徐旭常，陳昌和，祁海鷹.我國燃煤污染控制技術與對策的研究[J].蘇州科技學院學報：工程技術版，2003，16（1）：8-15.

[2] 田海宏.燃煤污染及控制措施分析[J].應用能源技術，2004（2）：35-36.

[3] 張凡.燃煤電廠顆粒物控制的必要性與達標分析[J].環境保護，2012（9）：29-30.

[4] 楊麗.燃煤電廠主要污染環節分析及污染控制[J].潔凈煤技術，2013，19（2）：92-95.

[5] GB13223—2011 火電廠大氣污染物排放標準[S].

[6] 張新生，李長春.燃煤煙氣脫硫[M].武漢：中國地質大學出版社，1991.endprint