燃煤电厂污染物排放控制分析

翟影　张慧斌

摘 要：燃煤引发的资源及环境问题是个世界性难题。燃煤污染包括气、水、声、渣四类，组成成分包括烟尘、SOX、CO2、NOX等，这些污染物会对自然环境、人类健康造成巨大损害。燃煤发电是造成燃煤污染产生的主要产业，合理的管控燃煤电力企业污染物排放，对人类社会、经济的可持续发展具有积极作用。近年来，随着国家对环境保护的重视，依据新技术、新设备的应用，燃煤发电污染物控制体系得到了长足发展，燃煤电厂的污染物排放得到了有效监控。

关键词：燃煤 污染物 排放 脱硫脱硝 控制措施

中图分类号：X322 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（c）-0008-01

燃煤所引发的资源和环境问题是一个世界性难题。在我国，煤炭仍然是能源体系的主体，燃煤所造成的大气污染是我国大气环境恶化的主要因素，燃煤污染已经成为制约我国国民经济和社会可持续发展的一个重要的影响因素[1]。在我国的燃煤产业结构中，燃煤发电是我国最大的耗煤产业，据统计，燃煤发电是我国主要的产电方式，占我国电力结构的75%[2]，我国每年燃煤发电的耗煤量超过19亿吨[3]，发电用煤占我国年耗煤总量的50%左右[4]。随着我国经济的发展，电力缺口呈逐年递增趋势，由燃煤引起的问题比其他国家更要严重，解决的难度也更大，因此处理好燃煤发电的污染防治，对我国社会和经济的可持续发展具有极为重要的积极作用。

1 燃煤发电的污染物组成及主要污染环节分析

煤炭主要由C、H、O、S、N等成分组成，此外还含有微量的有毒有害元素如砷、汞等[4]，煤炭燃烧会产生废气、烟尘和灰渣等，同时释放SOX、CO2、NOX及多环芳烃等物质，这些物质也是燃煤发电产生的主要污染物。

根据通用的燃煤发电运营工艺流程分析，燃煤发电过程中的主要污染物产生环节包括储煤、运煤、燃煤、发电等部分。储煤、运煤过程中产生的扬尘会影响环境，通过向煤场、输煤栈桥洒水、冲洗可以减少扬尘产生，这一过程产生的输煤废水也会影响环境；燃煤环节是污染物产生的主要环节，燃煤发电时煤炭燃烧产生的污染物均在这个过程中产生，燃煤环节的污染物治理是燃煤电厂环境治理的最主要组成部分；此外，在发电过程中各种机械设备（如水泵、空压机）产生的噪声，冷却塔产生污水及主厂房内的冲洗产生的冲洗废水也会对环境产生影响。

综合来看，燃煤电厂产生的污染物主要包括废气、废水、废渣等，在这些污染物中烟尘、SOX、CO2、NOX是燃煤电厂的首要污染物。烟尘、SOX、CO2、NOX也是造成空气环境质量恶化的最重要因素。

2 燃煤发电污染物的防治对策及应用

随着国家对环保系统的逐渐重视，对燃煤发电的环保要求也越来越严格，国家颁布了一系列污染物排放标准，限制污染物排放，督促耗煤企业积极进行技术改造和产业升级，在这些标准中对各污染物的排放指标进行了明确规定，如燃煤锅炉烟尘排放不能高于30 mg/m3；新建锅炉排放SO2不能超过100 mg/m3；；新建锅炉排放NOX不能超过200 mg/m3等[5]。

2.1 燃煤过程中SOX、NOX污染的控制

燃煤过程中大量排放的SOX、NOX会形成酸雨，破坏生态平衡、危害人类健康严重制约人类发展[6]。如何经济、合理、有效的管控燃煤中SOX、NOX的排放，是我国乃至世界能源、环保领域急需解决的关键性问题。伴随新工艺技术的革新，燃煤的脱硫脱硝技术也不断成熟，根据煤炭燃烧过程中脱硫脱硝控制工艺所在的位置，我们将燃煤脱硫脱硝技术分为燃烧前处理、燃烧中处理和燃烧后处理三个方面。目前公认的有效脱硫脱硝途径为燃烧后处理，分为湿法和干法两类。燃煤电厂常用的烟气脱硫技术为石灰石-石膏湿法，据不完全统计，截至2010年底，全国约70%的火电机组安装了石灰石—石膏湿法脱硫工艺的烟气脱硫装置。其他脱硫方法还有烟气循环流化法、海水脱硫法、电子束氨法烟气脱硫等；燃煤电厂NOX排放的方法有无氮燃烧技术（即洁净燃烧技术，通过调控燃烧过程从源头上控制NOX产生）、低燃烧技术（即抑制或还原燃烧过程中已生成的NOX的技术手段）、烟气净化技术（脱除烟气中的NOX的技术手段）。低燃烧技术和烟气净化技术是目前应用较为广泛的除硝技术。目前，我国燃煤电厂脱硫脱硝技术较为成熟，全国电厂的SOX、NOX排放绩效逐年递减。

2.2 烟尘排放污染控制

近几年，由于空气环境质量的恶化和雾霾天气的增多，人们越来越重视燃煤的烟尘排放监控。在我国，燃煤电厂的除尘技术经历了由初级到高级的发展过程。初期除尘设备为旋风除尘器、多管除尘器、水膜除尘器等，自20世纪80年代起，静电除尘技术开始广泛应用，近年来随着排放标准的严格，以及袋式除尘器滤袋材料性能的提高， 袋式除尘设备和电袋除尘设备的应用呈上升趋势。燃煤电厂烟尘控制已发展到一个比较成熟的水平，目前对10 μm以上的颗粒，除尘的总有效率可达到99.9%以上，但对微细粒子（PM10、PM2.5）的除尘效果较低，一般不超过90%，目前燃煤电厂排除的可吸入微粒已经成为主要空气污染物之一。

2.3 重金属汞排放污染控制

目前，对燃烧中脱汞的研究较少，一般利用改进燃烧方式，在降低NOx排放的同时，抑制部分汞的排放。活性炭吸附剂法目前的脱汞方法最好，研究也最多。还有氧化脱汞技术等。

我国鲜见正式对外发布的燃煤电厂汞排放数据，虽然专家学者进行相关研究，但都是估算数据。

3 结语

燃煤电厂涉及到的污染物包括气、水、声、渣等方面，其中废气、噪声监控是污染监控的重点，自20世纪80年代以来，30多年来，中国在燃煤电厂环保方面的理念不断更新变化，从原始的单纯脱硫脱硝处理发展到目前的气、水、声、渣等方面的综合治理，燃煤发电的环保治理手段有了长足发展，使得燃煤电厂的各类污染物排放量得到大大改善，随着近年中国污染物排放标准的完善及节能减排战略的进一步实施，向中国电力企业提出了更严格的环保要求，这要求燃煤电厂环境保护及监控体系进一步完善、突破、发展，进而更好的保护环境。

参考文献

[1] 徐旭常，陈昌和，祁海鹰.我国燃煤污染控制技术与对策的研究[J].苏州科技学院学报：工程技术版，2003，16（1）：8-15.

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

[3] 张凡.燃煤电厂颗粒物控制的必要性与达标分析[J].环境保护，2012（9）：29-30.

[4] 杨丽.燃煤电厂主要污染环节分析及污染控制[J].洁净煤技术，2013，19（2）：92-95.

[5] GB13223—2011 火电厂大气污染物排放标准[S].

[6] 张新生，李长春.燃煤烟气脱硫[M].武汉：中国地质大学出版社，1991.endprint