【《燃煤发电污染物排放与大气污染现状综述》2100字】

燃煤发电污染物排放与大气污染现状综述截至2019年底，中国火电装机约11.90亿千瓦，占电力总装机比例降至60%以下，火电发电量50465亿千瓦时，占发电总量比例降至70%以下[7]。随着科学技术与社会经济的发展，燃煤发电领域的装备技术水平以及污染治理水平不断提高，管理水平与发电系统不断优化，中国燃煤电厂实现了全过程、全方位、全要素的清洁化发展。烟尘、SO2、NOX是煤电的主要大气污染物，针对燃煤发电过程中的污染物控制要求不断提高，1995年前主要解决的是灰渣的处理与问题；“十五”时期明确烟气脱硫要求；“十一五”时期烟气脱硫设施大规模上马[8]；“十二五”时期烟气脱硝纳入污染物控制重点，脱硫和除尘设施提效改造引人关注[9]；“十三五”时期超低排放改造是重点任务，并要求东部、中部、西部的煤电机组分别在2017年底、2018年底、2020年底前完成超低排放改造[10]。燃煤电厂大气污染物的治理过程是在排放标准的日趋严格下不断加强的，以排放标准为控制标准，纳入的污染物控制种类越来越多，控制标准越来越严苛[11-13]。具体过程见图1-5。习总书记指出，绿水青山就是金山银山，足见我国对环境污染问题之重视。图1-5煤电大气污染物排放浓度限值要求变化情况截至2018年年底，已经投运的火电厂脱硝机组容量大约为10.6亿千瓦，占我国煤电机组总容量的92.6%。2018年，单位千瓦时发电量下NOX排放量约为0.19g，相比2017年，下降了0.06g。2018年投运的煤电烟气脱硫机组容量超过9.6亿千瓦，占全国火电机组总容量的95.9%，单位千瓦时发电量下的SO2排放量约0.20g，比2017年下降0.06g。而烟尘的单位千瓦时发电量下烟尘排放量约为0.04g，同比下降0.02g。经过高效的治理和改造，截至2019年底，火力发电行业排放的烟尘，SO2，NOx总量分别为18万吨，89万吨和93万吨，分别任全国相应污染物排放总量的2.40%，10.81%和7.85%。1973年，综合性污染物排放标准《工业“三废”排放试行标准》(B5-1973)[14]首次提出对烟尘治理的要求，并后续出台具有强制性的国家标准《燃煤电厂大气污染物排放标准》(GB13223-1991)[15]，以及修订版的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-1996)[16]，之后2003年、2011年修订了燃煤电厂烟尘排放限值，见表1-2[18-19]。表1-2火电厂大气污染物排放限值污染物项目排放限值燃煤锅炉燃煤锅炉重点地区超低排放要求烟尘，mg/m³30205SO2，mg/m³100(新建)200(现有)5035氮氧化物，mg/Nm³10010050汞及化合物，μg/Nm³303040随着不断修订的烟尘排放限值，除尘技术不断更新快速发展，20世纪90年代初，中国主要以机械除尘和湿式除尘为主，文丘里除尘器占27%、水膜除尘器12%、电除尘器30%，行业平均除尘效率在94.2%左右。20世纪90年代后期，中国开始推广高效的电除尘器，到2000年电除尘器占比达到80%，其他为文丘里、水膜除尘器等，行业平均除尘效率达到98%：2005年电除尘器占比提高至95%，其他为文丘里除尘器等，行业平均除尘98。5%；到2010年电除尘器占比仍为95%，其他5%升级为更为高效的袋式电袋复合除尘器，行业平均除尘效率达到99.2%。“十二五”以来，袋式、电袋复合除尘器快速发展，行业平均除尘效率达到99.9%以上[19]。针对SO2的排放要求首次见于《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-1996)。即从1997年1月1日起，新建、改建，扩建的燃煤发电锅炉，燃煤含硫量大于1%时执行1200毫克／立方米的排放限值，燃煤含硫量小于等于1%时执行2100毫克／立方米的排放限值。之后不断修订对SO2排放限值的要求，提出了更高的标准。基于此，脱硫技术快速发展，中国的脱硫技术快速发展SO2排放标准变化和脱硫技术的发展见图1-6。20世纪90年代，开始从国外引进不同类型的烟气脱硫技术，并进行了示范工程建设，奠定了后续脱硫技术发展的基础。进入21世纪,火电厂SO2控制步入以烟气脱硫为主的控制阶段。通过自主研发和在引进国外脱硫技术的基础上消化、吸收、再创新，中国已有石灰石一石膏湿法、烟气循环流化床、海水脱硫、脱硫除尘一体化、半干法等十多种烟气脱硫工艺技术得到应用[20]。图1-6SO2排放标准变化和脱硫技术的发展相对于烟尘和SO2控制,火电厂烟气脱硝起步较晚,1996年和2003年修订的《火电厂大气污染物排放标准》对NOX的控制要求都是基于低氮燃烧技术能达到的排放水平来制订的。《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)基于采用烟气脱硝技术规定了排放限值，极大促进了烟气脱硝技术在中国的应用。燃煤电厂氮氧化物控制标准变化及控制技术的发展情况见图1-7。“十二五”期间，中国的多家环保企业建设了脱硝催化剂生产线，但大部分的催化剂用钛白粉还需要从国外进口；通过不断的科技攻关,“十二五”末期，中国基本上掌握了钛白粉的生产技术，实现了催化剂的完全国产化[21]。图1-7燃煤电厂氮氧化物控制标准变化及控制技术的发展情况虽然在控制污染物的历程中，污染控制技术飞速发展，污染物排放值越来越低，但我国很多地区八面“霾”伏的形势仍很严峻，环境问题突出与百姓日益高涨的环境诉求已构成当前社会的主要矛盾之一。因此，解决燃煤带来的环境问题仍是未来一段时间环保研究的主要任务。此外，燃煤电厂分级脱除污染物的方式，虽然对于单一污染物具有较高的脱除效率，但也使得燃煤电厂的污染物控制系统冗长，占地面积大、系统控制复杂。而且，在分级污染物控制方式在脱除一次污染的同时仍然会诱发二次污染等