火電廠環境影響評價中大氣污染物相關問題探討

趙 芳，徐 琳，王 佳

（重慶市生態環境科學研究院，重慶 401147；重慶匯天環保工程有限公司，重慶 400084）

0 引言

目前，發電廠發電占全國發電總裝機容量的60%，是較為主要的發電形式，煤炭則是主要能源，在燃燒過程中會產生氮氧化物、二氧化硫、煙塵等，若是不進行有效處理，將會直接排放到大氣中，不利于環境保護，必須采取有效措施加以治理。因此，聯系實際分析發電廠輸煤系統大氣污染治理工作策略是十分必要的。

1 發電廠輸煤系統產生的污染物質

一般情況下，發電廠輸煤系統運行產生的污染物質主要有二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、粉塵等，這些污染物質會在不同程度上危害到人體健康。首先，氮氧化物，這一有害物質不僅是會影響人們的身體健康，還會對自然環境造成較大影響，當排入大氣中以后會迅速氧化成二氧化氮，經過紫外前照射以后，會與碳氫化合物發生反應形成淺藍色毒霧，會刺激眼睛、鼻子、心肺等，同時破壞臭氧層、形成酸雨等，嚴重危害自然生態；其次，二氧化碳，是導致溫室效應的主要誘因，且海洋、土壤對其吸收率較低，很難在短時間之內被稀釋；再次，硫氧化物，對人體呼吸道有著較強的刺激作用，一旦吸入，人體呼吸道的抵抗能力會明顯下降，同時誘發多種炎癥，在進入大氣以后會生成硫酸霧，腐蝕金屬表面，對紙制品、皮革制品的影響較大，在特定條件下還會形成酸雨，有害物質將降落到地上，進入土壤，威脅到區域范圍內的生態環境；最后，粉塵，在排放到大氣中以后很有可能會形成降塵、飄塵，是兩種最為常見的污染形式，當與空氣中其他有害物質結合以后，會加劇環境污染情況，并隨著人們呼吸進入人體，對呼吸道造成較大破壞，其他有毒物質甚至還會影響到人體器官等正常運轉，度人體傷害較大。由此可見，對發電廠輸煤系統大氣污染物治理工作是十分必要的[1]。

2 發電廠輸煤系統大氣污染物治理工作策略

2.1 促進煤炭充分燃燒的措施

首先，火力發電廠必須轉變傳統的經營方式，要充分認識到保護大氣環境的重要性。發電廠在采購煤時應注意選用煤的品質，從源頭上降低各類碳、氮、硫、塵等污染物的排放。其次，要改進燃煤發電廠的煙囪。火力發電廠的煙囪通常比較高，以確保燃煤的供氧和供氧速率。煙囪還有一個非常重要的功能，那就是保溫，如果不能達到良好的保溫效果，就會造成爐子內部的低溫而熄滅。一些火力發電廠的煙囪呈灰色，對吸收太陽能和隔熱不利。這時可以考慮改變煙囪的色彩，采用黑色的煙囪，增強吸熱和保溫效果，確保室內溫度。火力發電廠應充分發揮低NO 的優勢，特別是中小型火力發電廠，以煤種質量差、熱量高、熱值高、燃燒效率低、易留下殘渣等為主要特征。例如，采用了高級的高效燃燒爐，如水平濃淡燃燒爐。

2.2 優化火電廠的除塵技術

基于上述分析，發電廠輸煤系統需要經過不斷改良，只有這樣才能在最大程度上減少污染物對大氣環境的影響，加快環保工作進程。

2.2.1 氮氧化物控制技術

當前，在煤炭燃燒過程中，采用的控制方式是以還原法為主，即通過還原劑將NO、NO2進行還原劑的方式進行氧化，并將其分解為選擇性催化還原法和選擇性非催化法。首先采用選擇性催化還原技術，將NH3添加至280～420℃的煙氣中，將NH3分解為水和氮，以純氨、尿素作為主要原料，其利用率可達85%，氨揮發量在3～5ppm，盡管取得了很好的經濟效益，但總體成本高，使用壓力大。其次，選擇性非催化還原法，主要是指在不適用催化劑的條件下，氨、尿素等還原劑，在鍋爐爐膛溫度達到850～1100℃時噴入，將NOx還原為水和氮氣，一般情況下其效率能夠控制在30%～70%，氨逃逸率控制在5ppm 以上，不會產生新的液體污染物，具有成本低的特點，但相對而言反應溫度范圍通常只能在800～1250℃這一階段內進行，對混合情況、反應空間、反應時間等都有著較高的要求[2]。此外，可以將低氮燃燒技術應用于氮氧化物控制中，盡可能減少氮氧化物的排放量。具體來說，可有4 種措施：①降低鍋爐峰值溫度，盡可能減少燃燒區域的煤粉數量。②降低氧濃度，控制空氣系數，關閉部分二次風管。③可以將一部分空氣與煤粉，從鍋爐的上方投入使用，實現對燃燒中心區域助燃空氣數量的有效控制，避免燃燒物在火焰區域停留太多時間，創造低溫低氧燃燒環境。④在爐膛內設置再燃區，主要是利用一些為完全燃燒的物質，以及在主燃區燃燒產生的烴根，將氮氧化物還原為N2。火電廠煙氣氮氧化物控制技術如圖1 所示。

圖1 火電廠煙氣氮氧化物控制技術

2.2.2 粉塵控制技術

目前，我國的發電廠的煙塵控制，主要是以電除塵器為主，隨著科技進步，除塵技術也會隨之改良，并得到進一步應用。①低溫省煤器，主要是利用汽機冷凝水、空預器后的熱煙氣進行熱交換，使得汽機冷凝水可以獲得額外熱量，減少抽氣量消耗，在節能的同時，也能降低煙體積流量，進而降低內部煙氣流動速度，增加停留時間。②高頻電源，工作頻率最高可以達到幾十千赫茲，具有較大優勢，在實際應用中，高中比電阻飛灰的除塵效率會明顯提升。③布袋除塵器，主要是借助纖維編制而成的袋式過濾元件，將帶有灰塵的氣體進行捕捉，從中篩選出固體顆粒物質，起到較好的過濾作用，最小可以捕捉1μm 的灰塵，且隨著灰塵數量增加，布袋壓力也會進一步增強，不會出現效率低下的情況。

2.2.3 二氧化硫控制技術

隨著排放限值日益嚴格，傳統的二氧化硫控制技術已經無法起到較好效果，為了更好地開展大氣污染物治理工作，便產生了一些新技術。吸收塔擴容，單塔雙循環，雙塔雙循環技術就是現下應用較為普遍的技術手段。其中，吸收塔擴建技術僅需在公共系統中增設1～2 個噴淋層，調整液氣比，使其具備更好的除硫效果；單塔雙循環技術就是在但吸收塔上分別設置一個2 級循環和2 級吸收塔漿池，實現對不同pH 的有效控制，便于氧化，總脫硫率能達到98%，有著良好效果；雙塔雙循環技術是基于原吸收塔，額外串聯一座全新的吸收塔，對空間、場地有著較高要求，煙道也要重新進行調整，工程量較大，需謹慎應用。二氧化硫治理技術如圖2 所示。

圖2 二氧化硫治理技術

2.3 加強對大氣的監測

大氣監測的主要方法如下。①物理監測法，它具有操作簡便、高效等優點，是國內大氣環境監控中常用的一種。它是通過使用監控裝置來探測空氣中的污染。②化學監測法，收集污染樣品，然后進行化學檢測，以確定污染的濃度。該技術具有較高的安全性和較高的可靠性。③生物監測法，它是利用特定的微生物生存條件，對空氣中的污染進行監控，根據微生物的生長情況，確定空氣中的污染類型和濃度。④顆粒監控，通常情況下，對于顆粒狀的空氣污染都會采取這種方式，比如重金屬顆粒、粉塵等。它能根據粒子的密度來判斷空氣中的污染物質的含量和總量。

2.4 開發新型能源代替傳統煤炭資源

要想徹底消除空氣的污染，就必須開發新的能源，例如，太陽能。石油、天然氣、煤炭等能源都是世界上最重要的能源，雖然我們國家的煤炭儲量很高，但也有耗盡的一天，因此，我們必須找到一種新的能源，取代煤炭等環境污染，開發風能、太陽能、核能、生物能源等清潔能源。

3 結語

綜上所述，現下我國所面臨的環境污染問題日益嚴峻，燃煤廠作為大氣污染物產生的主要路徑，需要不斷進行減排，除了要嚴格按照國家頒布的相關標準與法規落實發電工作以外，還需不斷加強發電廠輸煤系統的大氣污染物治理。對此方面的研究和探索，從而跟緊時代發展的步伐對火電廠的發展來說具有十分深遠的意義，文章提出了通過促進煤炭充分燃燒的措施、優化火電廠的除塵技術、加強對大氣的監測、開發新型能源代替傳統煤炭資源等方法來解決大氣污染問題，最大程度上減少污染物排放，為大氣環境治理提供助力，營造更為良好的生態自然環境。