火电厂大气污染物的危害和控制

火电厂大气污染物的危害和控制

摘要：我国是一个燃煤大国，其中电厂燃煤占50%以上。大量燃煤烟气的排放，对大气环境造成了严重的污染。文中主要讲述了火电厂大气污染物如氮氧化物、二氧化硫及烟尘等的危害，综合论述了我国大气污染物排放标准，并总结现阶段我国主要采用的大气污染物控制技术和工艺如烟气脱硫脱稍、烟尘净化等。

关键词: 火电厂；大气污染物；控制

引言

根据国家环保总局发布的2004到2005年的中国大气环境状况公报显示，我国当前空气质量的首要污染物仍是是颗粒物。近几年由于燃油、煤炭等燃料燃烧过程中排放出的二氧化硫、氮氧化物和粉尘颗粒物等产生的环境问题，比如酸雨、雾霾等，对自然环境和人类健康都造成了巨大的危害，引起了各方面的高度重视。目前，我国火电厂发电用煤占到全国燃煤量的百分之七十左右，对环境造成一定的影响，因此控制火电厂大气污染物排放迫在眉睫。我国针对火电厂污染物制定的排放标准越来越高，显示出国家对大气污染控制的高度关注。

一、火电厂大气污染物的危害及相关的排放标准

（一）城市大气污染严重程度的改变了季节变化和昼夜变化的规律，大体可分为煤炭型和石油型两类。煤炭型是燃煤引起，因此污染强度以对流最强的夏季和白天为最轻，而以逆温最强、对流最弱的冬季和夜间为最重。污染物的性质和污染状况，大气环境可分为工业大气、海洋大气和农村大气。工业大气是被化学物质污染的大气，工业气体含有SO2、CO2、NO2、Cl2等。工业大气来源于化工、石油炼化、冶炼、水泥等多种工业。燃煤火电厂引起的大气污染相当严重，属煤烟型污染，粉尘、二氧化硫、氮氧化物是大气中的主要污染物。火力发电生产过程中的大气环境属于工业大气环境，而对于滨海火电厂发电生产中的环境则属于海洋工业大气环境。

（二）我国的酸雨主要是因大量燃烧含硫量高的煤而形成的，多为硫酸雨，少为硝酸雨，酸雨的形成则由硫化氢，二氧化硫，盐酸，氧化氮等氧化性物质，和其他自由基进行化学反应生成的硫酸和硝酸。酸雨对自然环境、人类呼吸系统、植物生长、建筑物和材料的使用寿命等都有危害

（三）我国火电厂大气污染物排放标准修订频率较高，《火电厂大气污染物排放标准》发布于1991年、1996年第一次修订，2003 年第二次修订、于2004年实施，是“十一五”期间促进烟气除尘、脱硫、脱硝的主要手段。随着我国电力供需的持续增长、减排要求的不断提高!现行标准总体上已不能适应+十二五,大气污染控制的需要。2011年9月、新标准公布。（1）取消了烟尘和氮氧化物分时段对不同时期火电厂建设项目分别执行排放控制指标的规定。改为不分时段的浓度控制要求，二氧化硫则保留新建和现有锅炉分别执行不同标准的条款。（2）各项污染物排放标准限值均大幅度提高，新增了重点地区的大气污染物特别排放

限值。增设了燃气锅炉大气污染物排放浓度限值; 增设了大气污染物特别排放限值（3）对于氮氧化物，取消了按燃煤挥发分执行不同排放浓度限值的规定。总之，环境压力的增大促使大气污染物的排放标准越来越高，要求越来越细，国家对于控制大气污染物的政策倾向性越来越大，出台相应的处罚和补贴政策，有利于建立正确的导向。因此，对于控制大气污染物的方法和工艺，将获得更大范围的推广。

二、火电厂大气污染物的控制方法

（一）二氧化硫的控制

我国火电厂对于二氧化硫的控制方法主要通过烟气脱硫工艺，达到控制二氧化硫排放的目的。目前可以采用的脱硫工艺技术有石灰石石膏法、烟气循环流化床法、海水脱硫法等。石灰石石膏法脱硫技术是目前最成熟的烟气脱硫工艺。它主要采用石灰石浆液作为二氧化硫吸收剂，石膏是主要的脱硫副产品。该方法的优点是: 脱硫过程效率高，脱硫率可以达到90%以上; 石灰石成本低廉且适用性强，经济性突出、易于控制结垢与堵塞，脱硫副产品石膏不造成二次污染等。烟气循环流化床法是在循环流化床反应器内，以钙基物质或其它碱性物质作为吸收剂和循环床料脱除二氧化硫的方法。该方法的优点是: 系统运行过程中，排烟无需采取加热和防腐措施; 可以设置洁净烟气再循环系统来确保塔内烟气流量的稳定性。海水脱硫主要基于海水具有酸碱缓冲能力，可以吸收二氧化硫。其工艺主要有烟气系统、共排海水系统、海水恢复系统等组成，通过吸收塔将除尘、降温后的二氧化硫烟气用海水洗涤，以完成脱硫后再升温排放。吸收二氧化硫的海水排入一个大的曝气池，再补入20倍的海水并曝气，恢复达标后排入大海。

（二）CO的控制

含量的调整与控制在氧量充足的情况下，煤粉在炉内完全燃烧时，不会产生CO，而在低氧或缺氧的情况下，煤粉发生不完全燃烧时，会产生大量的还原性气体CO，这样会使燃烧器及燃尽区区域煤粉的灰熔点由于炉内的还原性气氛而下降，导致在此区域结渣，影响水冷壁受热面的吸热，导致炉膛出口烟温升高，对流吸热增强，汽温升高，严重时烟气中所带的融化态的灰颗粒会粘贴在过热器和再热器管壁上，严重影响此区域的换热，最终使排烟温度升高。为防止燃煤不完全燃烧，最有效的办法就是在主燃烧器区域保持富氧燃烧。但这样又使得主燃烧器区域生成的NOX会增大，这和控制和降低NOX发生矛盾，所以在主燃烧器区域的二次风的调整尤其重要，二次风门既不能关的太小，又不能开的太大；经调整试验，根据不同煤种保持氧量在2.2%-3.8%时，主燃烧器区域二次风门开度在35-40%间调整，既能控制NOX 物含量在290 mg/Nm3以下，又能控制含量在20 mg/Nm3。以下。如果在NOx物含量较小1250 mg/Nm3。以形时，CO 含量在20 mg/Nm3。以上时，可适当增加送风量，以降低CO含量。

（三）烟气脱硝技术

烟气脱硝技术有气相反应法、液体吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等。

液体吸收法的脱硝效率低,净化效果差；吸附法虽然脱硝效率高,但吸附量小,设备过于庞大,再生频繁,应用也不广泛；液膜法和微生物法是 2 种新技术,还有待发展；脉冲电晕法可以同时脱硫脱硝,但如何实现高压脉冲电源的大功率、窄脉冲、长寿命等问题还有待解决；电子束法技术能耗高,并且有待实际工程应用检验；SNCR 法氨的逃逸率高,影响锅炉运行的稳定性和安全性等。三、烟尘的控制

现阶段，广泛用于火电厂烟尘的处理设备主要有电除尘器和布袋式除尘器，它们的除尘效率都在百分之九十以上。( 1)电除尘器主要通过高压静电场的作用完成烟尘的净化.当烟尘颗粒通过电场时，与电极间的离子发生碰撞而负载电荷，在电场力的作用下向异性电极运动并积附在异性电极上，通过振打等方式实现分离和收集，使得烟尘得以净化。( 2) 布袋式除尘器主要通过重力沉降作用完成烟尘的净化。当含尘气体进入布袋式除尘器时，颗粒大$比重大的粉尘，由于重力的作用沉降下来，落入灰斗，含有较细小粉尘的气体在通过滤料时，粉尘被阻留，使气体得到净化。

结束语

火电厂燃煤产生的二氧化硫、氮化物和粉尘颗粒物造成了沉重的环境压力，促使国家对排放标准越来越严格。这也使得脱硫脱硝，烟尘净化等技术获得重视，并进一步推广。提高排放标准，推进新技术新工艺的应用，是政策层面和技术层面未来发展的趋势。

参考文献

[1]王彤音.火电厂大气污染物排放控制技术优化研究[D].华北电力大学（河北）,2007.

[2].科学分析积极应对——火电厂大气污染物控制现状、趋势及建议[J].中国电力企业管理,2011,17:18-20.