美国最新的空气污染环保排放标准-火力发电厂-中美环保标准对比.doc

美国发电厂污染物排放最新标准根据洁净空气法案（CAA）第111章和112章规定和要求，2011年12月16日，美国环保署签署了一项电厂减排有毒空气污染物的法令，包括燃煤燃油电厂锅炉有毒空气污染物排放国家标准（NESHAP）和新燃烧化石燃料电站、工商业设施锅炉性能标准（NSPS）。2012年4月16日生效。特别是，汞及空气污染物排放标准（MATS）规定现有和新建的燃煤、燃油锅炉都要实行减排；同时修订了新排放源性能标准。英文缩写解释：NESHAP: National Emission Standards for Hazardous Air Pollutants 有毒空气污染物国家排放标准NSPS：New Source Performance Standards 新排放源性能标准CAA: Clean Air Act 洁净空气行动MATS: Mercury and Air Toxics Standards：汞及空气污染物标准EGUs： Electric utility steam generating units 蒸汽发电设备MCAT：Maximum Achievable Control Technology 最大限度控制技术Federal Register：联邦纪事一、燃煤和燃油发电机组有毒空气污染物排放国家标准发电厂汞及空气污染物排放标准与原来提议的基本相同。不一样的几点：（1）调整了排放限制，包括利用可吸入颗粒物而不是总的颗粒物替代金属污染物；（2）对煤的分类进行了修改；（3）为了统一，改进监测系统（4）可以用多台机组的平均值；这是第一个燃煤和燃油电厂减少汞及其他空气污染物的国家清洁空气行动标准。根据新标准，自年起，发电厂必须采用目前广泛使用并得到认证的污染控制技术，大幅度削减可吸入颗粒物、汞、砷、镍、硒、酸性气体、氰化物等有毒物质的排放。发电厂是美国汞、砷、氰化物的最大排放源，50汞和77酸性气体排放来自电厂。本排放标准将限制电厂煤中90的汞排放。本标准适用于电力输出在25MW以上的燃煤、燃油机组。美国约有座燃煤和燃油发电厂，其中近40未配备现代化的污染控制设施，大约包括600个电厂的1100台现有燃煤机组和300台燃油机组。对于燃煤机组，烟煤占了50，次烟煤占了45，褐煤占了5。汞及空气污染物排放标准(MATS)将机组进行类别划分：燃煤机组分为2个类别，燃油机组分为4个类别，IGCC分为1个类别。MATS规定：（1）对现有的和新建的燃煤锅炉规定的污染物：汞、PM(可以代表有毒非汞金属As, Cr, Ni等)，HCL(代表所有的有毒酸性气体)（2）对燃油锅炉规定的污染物：PM(可以代表所有的有毒金属)、HCL和HF;（3）对于特定电厂：如果安装了湿法烟气脱硫装置，可以建立可选择的排放标准，包括SO2（可以代替HCL），单一的非汞金属空气污染物（可以代替PM），总的非汞金属污染物（可以代替PM）（4）建立了工作实践方法，代替浓度排放限制。如二恶英等有机污染物是由于非充分燃烧形成的，要求每台锅炉每年都要进行性能测试，包括检测、调整、维护和维修，以实现高效燃烧。（5）对NSPS的修订，包括对PM、SO2、NOX的排放限制的修订。本次标准使用的单位与以往的标准不同（MW,MWe,Btu/hr）。现有装置要满足MATS, 有4年时间去准备。低阶煤定义= 19305 kJ/kg，含水，自由基。4600大卡/公斤表1 燃煤、石油固态衍生品排放限制类别可吸入颗粒物PM氯化氢 HCL（代表酸性气体）汞Hg现有机组-非低阶原煤燃烧装置12.9 g/GJ(136 g/MWh)0.86 g/GJ(9.07 g/MWh)0.516 mg/GJ(5.90 mg/MWh)现有机组-设计用于低阶原煤装置12.9 g/GJ(136g/MWh)0.86 g/GJ(9.07 g/MWh)4.73mg/GJ(54.4mg/MWh)1.72 mg/GJ a(18.1mg/MWha)现有机组-整体煤气化联合循环发电系统燃烧装置IGCC17.2 g/GJ(181 g/MWh) 0.215g/GJ(2.27g/MWh) 1.075 mg/GJ(13.6 mg/MWh)现有机组-燃烧固体石油衍生物3.44 g/GJ(40.8 g/MWh)2.15 g/GJ(36.3 g/MWh)0.086 mg/GJ (0.907mg/MWh)新建机组-非低阶原煤装置3.18 g/MWh0.181g/MWh0.091mg/MWh新建机组-设计用于燃烧低阶原煤装置3.18 g/MWh0.181g/MWh 18.1mg/MWh新建机组-整体煤气化联合循环发电系统燃烧装置IGCC31.8 g/MWhb(40.8 g/MWhc)0.907 g/MWhd 1.36mg/MWhe新建机组-燃烧固体石油衍生物9.07 g/MWh1.81 g/MWh0.907mg/MWh注：g/GJ，基于燃料输入热量计算；g/MWh 基于电力总输出；a: 如其他地方讨论的，超出了最低限制；b:燃烧器燃烧合成气，根据收到的评论中所允许的水平；c:燃烧器燃烧天然气，根据收到的评论中所允许的水平；d: 根据类似燃烧装置中燃烧性能最强的水平；e: 根据收到的评论中所允许的水平。我们在3个方面制定可选择的等效排放标准（对于特定的种类）：来自燃煤和固体石油衍生物的SO2(代替HCL), 单一的非汞金属和总的非汞金属（等同可吸入颗粒物）；来自燃油锅炉的单一的和总的金属（等同可吸入颗粒物）。最终的可选择排放限制请见表2和3。表2 现有燃煤、燃油机组污染物替代排放指标子类别/污染物燃煤锅炉整体煤气化联合循环发电系统液态石油，美国大陆液态石油，非美国大陆液态石油衍生物二氧化硫86 g/GJ680 g/MWhNANANA129 g/GJ907 g/MWh非汞金属总量0.0215g/GJ227g/GWh0.0258 g/GJ227 g/GWh0.344 g/GJ3.63 g/MWha0.258 g/GJ3.18 g/MWha0.0172 g/GJ272 g/GWh锑0.344 mg/GJ3.63mg/MWh0.602 mg/GJ9.072mg/MWh5.59 mg/GJ90.72mg/MWh0.946 mg/GJ9.072mg/MWh0.344 mg/GJ3.63mg/MWh砷0.473 mg/GJ9.072 mg/MWh0.645 mg/GJ9.072 mg/MWh1.204 mg/GJ13.608 mg/MWh1.849 mg/GJ36.288mg/MWh0.129 mg/GJ2.268mg/MWh铍0.086 mg/GJ0.9072mg/MWh0.043 mg/GJ0.4536mg/MWh0.086 mg/GJ0.9072mg/MWh0.258 mg/GJ1.3608mg/MWh0.0258mg/GJ0.27216mg/MWh镉0.129 mg/GJ1.3608mg/MWh0.0645mg/GJ0.9072mg/MWh0.129 mg/GJ0.9072mg/MWh0.129 mg/GJ1.3608mg/MWh0.129 mg/GJ1.8144mg/MWh铬1.204 mg/GJ13.608mg/MWH1.247 mg/GJ13.608mg/MWh2.365 mg/GJ27.216mg/MWh13.33 mg/GJ136.08mg/MWh0.344 mg/GJ9.072mg/MWh钴0.344 mg/GJ3.6288mg/MWH0.516 mg/GJ9.072mg/MWh9.03 mg/GJ136.08mg/MWh47.3 mg/GJ635.04mg/MWh0.473 mg/GJ9.072mg/MWh铅0.516 mg/GJ9.072mg/MWh8.17E+6 mg/GJ7.74E+5mg/MWh3.483 mg/GJ36.288mg/MWh2.107 mg/GJ36.288mg/MWh0.344 mg/GJ9.072mg/MWh锰1.72 mg/GJ22.68mg/MWh1.075 mg/GJ13.608mg/MWh9.46 mg/GJ136.08mg/MWh8.6 mg/GJ136.08mg/MWh0.989 mg/GJ18.144mg/MWh汞NANA0.086 mg/GJ0.9072 mg/MWh0.0172mg/GJ0.1814mg/MWhNA镍1.505 mg/GJ18.144mg/MWh2.795 mg/GJ31.752mg/MWh47.3 mg/GJ498.96mg/MWh202.1 mg/GJ1859.76mg/MWh3.87 mg/GJ90.72mg/MWh硒2.15 mg/GJ27.216mg/MWh9.46 mg/GJ136.0 8mg/MWh1.419 mg/GJ18.144 mg/MWh4.214 mg/GJ90.72 mg/MWh0.516 mg/GJ9.072 mg/MWh注：g/GJ，基于燃料输入热量计算；g/MWh 基于电力总输出；NA: 不适用；a: 含汞； 表3 新建燃煤、燃油机组污染物替代排放指标子类别/污染物燃煤锅炉mg/MWh整体煤气化联合循环发电系统a, mg/MWh液态石油，美国大陆, mg/MWh液态石油，非美国大陆, mg/MWh液态石油衍生物, mg/MWh二氧化硫181g/MWh181g/MWhNANA181g/MWh非汞金属总量27.216 g/MWh181.44 g/MWh0.09072 g/MWh3.1752g/MWhb272.16 g/MWh锑3.6288 9.0724.5363.62883.6288砷1.36089.0721.360827.2161.3608铍0.272160.45360.22680.90720.27216镉0.181440.90720.090720.90720.31752铬3.175218.1449.0729.0722.7216钴0.90721.814413.608136.080.9072铅0.90724.08243.628813.6089.072汞NANA0.045360.181440.9072锰1.81449.0729.07245.363.1752镍18.14431.75240.8241859.7618.144硒2.7216136.089.0729.0722.7216注：g/GJ，基于燃料输入热量计算；g/MWh 基于电力总输出；NA: 不适用；a: 根据类似燃烧装置中燃烧性能最强的水平；b: 含汞二、新排放源性能标准(NSPS)NSPS修订了SO2、NOX和PM的排放标准，针对的对象是2011年5月3日以后建设、改造或重建的电站锅炉、工业锅炉。NSPS 规定：1、新的和重建的锅炉，可吸入颗粒物排放标准是11g/GJ (40.8 g/MWh) 总的能量输出，任何燃料；改造的锅炉必须满足现有的要求13 g/GJ (6.8 g/MWh) 热量输入，任何燃料；2、新的和重建的锅炉，SO2排放标准是130 g/GJ (458 g/MWh)总的能量输出，或者减排97，任何燃料。烧煤矸石的标准与以前相比不变；改造的锅炉，SO2排放标准是180 g/GJ(635 g/MWh) 总的能量输出，或者减排90。3、对于新建和重建锅炉，NOX排放标准是88g/GJ (317.5 g/MWh)，总的能量输出。有一个例外， 对于新建或重建的锅炉，燃烧75煤矸石(热量输入)，排放标准是110 g/GJ( 385 g/MWh) 总的能量输出。对于改造锅炉，排放限制是140 g/GJ (499 g/MWh) 能量输出。连续30天的平均值。可以选择的减排方式：业主可以选择减排NOX/CO，对于新建和重建的锅炉，混合标准为140g/GJ(499 g/MWh)；当每年烧75煤矸石（按热量输入）时，混合排放标准是160 g/GJ (589.7g/MWh) ,按总的能量输出。对于改造的锅炉，NOX/CO排放标准是190g/GJ (680.4 g/MWh)。三、中美火电厂排放指标对比 中国火电厂主要污染物排放标准版本SO2，mg/m3NOX，mg/m3现有机组新建机组现有机组新建机组2003年21004006506502009年4002006504002011年200100（重点地区50）100 美国火电厂主要污染物排放标准NSPS版本SO2，mg/ kWhNOX，mg/kWh可吸入颗粒物，mg/kWh现有机组新建机组现有机组新建机组现有机组新建机组2011年修订635458或者减排97%499317.56.8（基于热量输入）40.8按六横烟气参数换算(mg/Nm3,干基，6%氧)210160165105/14欧盟新建和现有企业的NOx排放限值(以NO2计)燃料类型排放限值（固态燃料含量为6%，液态和气态燃料含氧量为3%）（mg/Nm3）固体：50500MW：500MW：从2016年1月1日50500MW：500MW：600500600200液体：50500MW：500MW：450400气体：50500MW：500MW：300200日本早在1973年就对燃用化石燃料锅炉提出氮氧化物排放标准，对燃油燃气锅炉规定了氮氧化物排放限值，并考虑了燃料性质、锅炉形式、烟气量、投产时间等诸多因素。1974年又补充了燃煤锅炉氮氧化物排放限值，