收稿日期:2009-08-18
作者简介:刘慧亮(1974-),男,内蒙古华电卓资发电有限公司总经理工作部部长1
我国燃煤电厂氮氧化物控制现状及建议
刘慧亮1 张 晶1 郑利霞
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(
1
内蒙古华电卓资发电有限公司,乌兰察布市 0`12300;
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内蒙古自治区环境科学研究院,呼和浩特 010011)
摘要:
随着我国火电行业的迅速发展,其氮氧化物排放量也呈迅速增长的趋势。氮氧化物控制(脱二氧化
氮)成为继二氧化硫控制之后,我国环保产业中迅速形成的又一个热点。本文介绍了目前国内燃煤电厂氮氧化物控制技术的应用情况,并简要分析了我国火电行业烟气脱硝存在的主要问题,提出了建议。
关键词:
火电厂;氮氧化物;脱硝
中图分类号:X 511文献标识码:A 文章编号:1007-0370(2009)05-0067-03
THE CONTROL STATU S QUO AND S UGGE S T I ON OF N ITROGEN
OXIDES OF COAL -BUM ING PO W ER PLANTS IN CH INA
LIU H u i L iang 1
Z HAG Jing 1
Z HENG L i x ia
2
(
1
H uan D ian Zuo Z i Po w er G eneration L i m ited Co mpany of Inner M ongolia,Wu Lan Cha Bu 012300;
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Inner M ongolia A cade my of Environm ental Sciences ,H ohhot 010011)
Abstrac:t W ith the rapi d deve l op m en t o f fuel-burn i ng power i ndustry i n Chi na ,t he discha rge of nitrogen ox i des i s i ncreasi ng ,and it
has becom e othe r hot po int fo ll ow i ng su lf u r d i ox i de for discharge-reduc i ng task of environmenta l protection i ndustry i n Chi na .The app lica -ti on of nitrogen ox i des contro l techno l ogy o f coa l-burn i ng powe r plants i n Ch i na is introduced ,the ex isti ng m a j or proble m s of flue gas den-i trati on of fue l-burn i ng power i ndustry o f Ch i na are br i e fly ana l y zed ,and suggesti on i s proposed .
Key wor ds :the r ma l pow er p l ant ;n itrog en ox i des ;den itrati on
前言
在能源消费快速增长的背景下,氮氧化物排放量
正以超过6%的年增长率增长[1]
。大气中的氮氧化物除对人体器官产生强烈的刺激作用外,当氮氧化物和挥发性有机物达到一定浓度后,在太阳光照射下,还会导致光化学烟雾的形成。光化学烟雾在特定的地理位置,当遇逆温或不利扩散的气象条件时便会集聚不散,造成区域性的臭氧和细颗粒污染,使区域空气质量退化,并对生态系统造成损害。我国的电力行业以燃煤发电为主
[2~4]
,2003~2007年的5年间,火电厂装机容
量增长91%,煤耗量增长了61%
[3,4]
,火电厂氮氧化物年排放量约为900万,t 占我国排放总量的近40%,是氮氧化物控制的重点行业
[1,3]
。近年来,我国火电厂氮
氧化物控制工作已经起步,关停小火电机组、在役机组的低氮燃烧技术改造和新增机组低氮燃烧技术及部分烟气脱硝装置的建成并投入运行,对降低氮氧化物排放水平起到了一定作用,为进一步控制火电行业氮氧化物的排放提供了良好基础。但是,与世界发达国家比较,我国火电行业单位发电量的氮氧化物排放水平依然很高,为3.21g /KW 时,与发达国家1999年排放水平相比,约是美国的1.3倍,英国的1.6倍,德国的3.4倍和日本的10倍
[3]
。
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67)我国燃煤电厂氮氧化物控制现状及建议 刘慧亮 张 晶 郑利霞
1我国火电厂氮氧化物控制技术应用现状目前,我国对于燃烧产生的NO x控制方法主要有燃烧前控制、燃烧中控制和燃烧后控制三类[5,6]。燃烧前控制是指选用低氮燃料,但成本很高,工程应用较少。燃烧中控制是指改进燃烧方式和生产工艺,采用低NO x燃烧技术,降低炉内NO x生成量,该方法费用较低,但由于炉内低氮燃烧技术的局限性,使得NO x的控制效果不能令人满意。燃烧后控制是指在烟道尾部加装脱硝装置,将烟气中的NO x转变为无害的N2或有用的肥料。鉴于燃料脱氮技术(燃烧前控制)至今尚未很好地开发,相关的报道还很少,以下仅对我国低氮燃烧技术和烟气脱销技术的应用现状作简要介绍。
1.1低氮燃烧技术的发展及应用现状
国外自20世纪70年代就开始研究低氮燃烧技术,主要有空气分级燃烧、燃料分级燃烧技术、烟气再循环、低过剩空气燃烧(LEA)、煤粉浓淡燃烧以及不同型式的低氮燃烧器[7,8]。我国从20世纪80年代中后期,随着引进的一批大容量火电机组制造技术的同时,引进了低氮燃烧技术。
低氮燃烧技术具有技术成熟、投资和运行费用少、氮氧化物减排效果较为明显,且适合于老机组的改造等优点。目前,国内一些主要发电锅炉厂在引进技术、消化技术的基础上,把较先进的低氮燃烧技术陆续应用于新生产的发电锅炉。截止到2007年该技术已在新建的254台装机容量为125MW~1O00MW燃煤发电锅炉上应用[4,7]。此外,国内有关单位研发的多种低氮燃烧技术获得了一系列拥有自主知识产权的专利。如清华大学的船型煤粉燃烧器和双通道低氮燃烧技术、哈尔滨工业大学的/风包粉0系列低NO x浓淡燃烧器、上海理工大学的双通道浓淡组合式低氮燃烧技术等,这些技术中有的已在对现役机组的技术改造中得到应用。根据对13个电厂33台总装机容量为6730MW在役机组低氮燃烧技术改造应用情况的调查,氮氧化物减排效果一般可达到20%~40%[7]。
我国对低氮燃烧技术的研发和生产实现了自行设计、自行制造和自行安装调试。从5大气污染防治法6、5火电厂大气污染物排放标准6(GB13223-2003)、国发92005<39号文5国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定6等法规与标准来看,到目前为止,从国家层面上对燃煤电厂的NO x控制主要是以低NO x燃烧为控制原则,同时积极制定NO x治理规划,开展烟气脱硝的试点工作。1.2烟气脱销技术的发展及应用现状
烟气脱硝是世界上普遍应用的一种技术,按反应体系的状态大致分为干法和湿法两类。干法主要包括电子束照射法和脉冲电晕等离子体法、选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)和炽热炭还原法、低温常压等离子体分解法、吸附法等。湿法主要包括酸吸收法和碱吸收法等。此外,国外新近提出了液膜法和微生物法脱硝工艺,目前尚处于研究阶段,还不成熟[2,9~11]。目前国内应用的主要是选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)两种烟气脱硝技术[3]。
1.2.1选择性催化还原法(SCR)在我国的发展SCR 烟气脱硝技术具有脱硝效率高(NO x的脱除率达到80%~90%),运行可靠、便于维护和操作等优点,是目前国内外应用最多且最为成熟的烟气脱硝技术之一[13]。该技术是利用NH3和催化剂(铁、钒、铬、钴、钼及碱金属)在温度为200e~450e时将NO x还原为N2。
我国SCR法脱硝技术的研究始于20世纪90年代[15]。1995年,台湾台中电厂5~8号4@550MW机组就安装了SCR脱硝装置,大陆第一台脱硝装置安装于福建后石电厂6@600MW机组,1999年陆续投运。自2004年11月,国华宁海电厂600MW和国华台山电厂600MW机组烟气脱硝装置国际招标开始,中国脱硝市场迅速升温。我国首台具有自主知识产权的SCR法烟气脱硝工程于2006年1月在国华太仓发电有限公司600MW机组成功运行。此外还有10多家环保工程公司分别引进了美国B&W公司和燃料技术公司、德国鲁奇和FBE公司、日本三菱和日立公司、意大利TKC 公司、丹麦托普索公司的烟气脱硝技术,到2007年底已建成的烟气脱硝装置26台(套),总装机容量为1125万k W[3],其中除江苏阚山电厂2@600MW和江苏利港电厂2@600MW及2@600Mw超临界机组采用SNCR 法脱硝技术之外,其余均采用SCR法脱硝技术[14]。1.2.2选择性非催化还原法(SNCR)在我国的发展
SNCR法是用NH3、尿素等还原剂喷人炉内与NO x进行选择性反应,不用催化剂,还原剂喷入炉膛温度为900e~1200e的区域,该还原剂迅速热分解成NH
3
,并与烟气中的NO x进行SNCR反应生成N2。该方法是以炉膛为反应器,温度控制是关键。该法氨液消耗量大,NO x的脱除率也不高,约为25%~40%,多用作低氮燃烧技术的补充处理手段。
目前全世界约有300套SNCR装置,其中30个为
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内蒙古环境科学第21卷第5期2009年10月
电站锅炉,装机容量约为7100MW,其中600MW以上电站锅炉有5套,最大容量达640MW。由于SNCR技术NO x脱除率较低,而氨的逃逸率却较高,所以目前世界上大型电站锅炉单独使用SNCR技术的较少,绝大部分是将SNCR技术和其他脱硝技术联合应用,如SNCR和低氮燃烧技术联合,以及SNCR/SCR混合技术等。
目前国内应用SNCR技术的分别是江苏阚山电厂2@600MW和江苏利港电厂2@600MW及2@600MW 超临界机组。这两个项目都是在应用低氮燃烧技术的基础上,采用SNCR/SCR联合烟气脱硝技术。脱硝工程分为两期,首先实施SNCR部分,SCR部分在环保标准要求更高时实施[14]。
2前我国火电厂烟气脱硝存在的主要问题烟气脱硝投资较大,国内除个别单位开发了具有自主知识产权的核心技术外,大多数单位处于引进、消化和初步应用烟气脱硝技术阶段。对SNCR技术的消化吸收至今未取得根本性进展;对SCR技术中使用的催化剂基本依赖进口,虽然有的环保公司已引进了催化剂制备技术,但生产规模很小或受到国内原材料品质的影响,生产的催化剂不能满足烟气脱硝要求。此外,催化剂本身是重金属材料,废弃后的处置不当会造成环境的二次污染。
大型烟气脱硝工程全套进口或引进关键技术和设备的效果虽然比较好,但同时又存在建设投资大、运行费用高等问题,需要支付高额的技术使用费,在工期、技术方面存在受制于人等问题。缺乏自主知识产权的大型火电机组烟气脱硝的核心技术是我国大面积实施烟气脱硝的关键问题。
3建议
3.1综合考虑我国的技术经济发展水平和电力企业的承受能力,氮氧化物控制应结合实际,对不同地区区别对待,对新老机组区别对待,突出重点,以有限投入得到最佳环保效益。
3.2低氮燃烧技术应作为火电行业普遍采用的氮氧化物控制技术,烟气脱硝技术应作为低氮燃烧技术的补充,在采用低氮燃烧技术后仍不能达标排放的和需要进一步减少氮氧化物排放的机组上采用,并且要认真开展可行性研究,做到环境效益和经济效益相统一。
3.3加快烟气脱硝示范工程的建设,广泛开展国际合作,在引进消化国外烟气脱硝技术的基础上,尽快实现烟气脱硝国产化,降低烟气脱硝的投资与运行费用,从而有效控制NO x的排放,推动国民经济和环境保护的协调发展。同时,做好催化剂的再生和无害处置工作,推动我国脱硝产业健康可持续发展。
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我国燃煤电厂氮氧化物控制现状及建议刘慧亮张晶郑利霞
V o.l1,N o.3 M ay,2011 环境工程技术学报 Journa l of Env iron m ental Eng i neer i ng T echno l ogy 第1卷,第3期 2011年5月 收稿日期:2011-02-17 基金项目:中国国电集团公司科研项目(Z200703) 作者简介:李辉(1985)),男,硕士,研究方向为燃煤电厂CO 2减排及汞监测技术,li hu i850627@1261co m 文章编号:1674-991X(2011)03-0226-06 燃煤电厂汞的排放控制要求与监测方法 李辉1,2,王强3,朱法华1,2 1.国电环境保护研究院,江苏南京210031 2.南京信息工程大学,江苏南京210044 3.南京国电环保设备有限公司,江苏南京210044 摘要:介绍了汞污染对环境、人体健康的影响与危害及燃煤电厂汞的产生和排放机理,对国内外燃煤电厂汞排放控制相关政策、排放标准进行了对比,重点介绍目前主要的烟气汞排放监测方法。其中较为成熟的烟气汞排放监测技术主要是美国国家环境保护局(U S EPA)制定的安大略法(OHM法),30A法(在线监测)和30B法(吸附采样分析法)。结合我国部分已开展燃煤电厂烟气汞监测项目的经验提出建议:参考发达国家经验,开发适合于我国燃煤电厂的汞检测标准方法及相应仪器设备,在掌握我国燃煤电厂汞排放情况的基础上制订减排目标及排放标准。 关键词:燃煤电厂;汞排放;政策与标准;监测方法 中图分类号:X51文献标识码:A DO I:1013969P.j issn.1674-991X.20111031037 The Control Requirem ents and M onitori ngM ethods forM ercury Em ission i n Coal-fired Po w er P l ants LIH u i1,2,WANG Q iang3,Z HU Fa-hua1,2 1.S tate P o w er Env i ron m enta l P ro tecti on R esearch Institute,N anji ng210031,Ch i na 2.N anji ng U n i ve rs i ty o f Infor m ati on Science and T echno l ogy,N an ji ng210044,China 3.N an ji ng G uodian Env iron m en tal P rotection Equi pment Co.L td,N anji ng210044,Ch i na Abst ract:The effect and har m o f m ercury to t h e env ironm ent and hum an hea lth,as w ell as the m echanis m o f m ercury generation and e m issi o n i n coa-l fired po w er plants,w ere i n tr oduced.The related po licy and standar ds i n China and i n deve l o ped countries w ere co m pared,and the m a i n m on itoring m ethods fo r m ercur y i n flue gas focused.The re lati v e l y m ature m onitori n g m ethods i n cluded Ontario H ydr o M ethod(OHM),30A M ethod and30B M ethod w hich w ere developed by US EPA.Co mb i n ed w ith the m on itori n g experiences i n Ch i n a,it w as suggested t h at t h e standar d m on itori n g m ethods and equ i p m ents shou l d be developed for m ercury e m issi o n i n coa-l fired po w er plants by referri n g to the experience of deve l o ped countries,and the reduction targets and e m i s sion standar ds be for m ulated based on the e m ission m on itoring data a ll over the coun try. K ey w ords:coa-l fired po w er plants;m ercury e m issi o n;po licy and standar ds;m on itoring m ethods 汞是一种重金属污染物,可通过呼吸、皮肤接触、饮食等方式进入人体,危害人体健康。汞对人体健康的危害与汞的化学形态、环境条件和侵入人体的途径、方式有关。金属汞蒸汽有高度的扩散性和较大的脂溶性,侵入呼吸道后可被肺泡完全吸收并经血液输送至全身,在器官内被氧化而对人体造成
重大危险源及措施 一、大型脚手架工程 大型脚手架是指：搭设高度在20m以上的组装式脚手架；搭设高度小于20m的悬挑脚手架；高度在6.5m以上、均布荷载大于3KN/m2的满堂红脚手架；附着式整体提升脚手架。 1、高处坠落和物体打击事故的预防控制措施 易发生高处坠落和物体打击事故的环节：临边、洞口防护不严；高处作业物料堆放不平稳；架上嘻戏、打闹、向下抛掷料；不使用劳保用品，酒后上岗，不遵守劳动纪律；脚手架工末按安全操作规程操作，龙门、井架吊篮乘人。 1.1预防措施 1）凡在距地2m以上，有可能发生坠落的楼板边、阳台边、屋面边、基坑边、基槽边、电梯井口、预留洞口、通道口、基坑口等高处作业时，都必须设置有效可靠的防护设施，防止高处坠落和物体打击。 2）施工现场使用的龙门架（井字架），必须制定安装和拆除施工方案，严格遵守安装和拆除顺序，配备齐全有效限位装置。在运行前，要对超高限位、制动装置、断绳保险等安全设施进行检查验收，经确认合格有效，方可使用。 3）脚手架外侧边缘用密目式安全网封闭。搭设脚手架必须编制施工方案和技术措施，操作层的跳板必须满铺，并设置踢脚板和防护栏杆或安全立网。在搭设脚手架前，须向工人作较为详细的交底。 4）模板工程的支撑系统，必须进行设计计算，并制定有针对性的施工方案和安全技术措施。 5）塔吊在使用过程中，必须具有力矩限位器和超高、变幅及行走限位装置，并灵敏可靠。塔吊的吊钩要有保险装置。 6）严禁架上嘻戏、打闹、洒后上岗和从高处向下抛掷物块，以
避免造成高处坠落和物体打击。 2、脚手架坍塌事故的预防控制措施 1）因地基沉降引起的脚手架局部变形：在双排架横向截面上架设八字戗或剪刀撑，隔一排立杆架设一组，直至变形区外排。八字戗或剪刀撑下脚必须设在坚实、可靠的地基上。 2）脚手架赖以生根的悬挑钢梁挠度变形超过规定值： 应对悬挑钢梁后锚固点进行加固，钢梁上面用钢支撑加U形托旋紧后顶住屋顶。预埋钢筋环与钢梁之间有空隙，须用马楔备紧。吊挂钢梁外端的钢丝绳逐根检查，全部紧固，保证均匀受力。 3）脚手架卸荷、拉接体系局部产生破坏： 要立即按原方案制定的卸荷、拉接方法将其恢复，并对已经产生变形的部位及杆件进行纠正。如纠正脚手架向外张的变形，先按每个开间设一个5t倒链，与结构绷紧，松开刚性拉接点，各点同时向内收紧倒链，至变形被纠正，做好刚性拉接，并将各卸荷点钢丝绳收紧，使其受力均匀，最后放开倒链。 4）附着升降脚手架出现意外情况，工地应先采取如下应急措施： ①沿升降式脚手架范围设隔离区； ②在结构外墙柱、窗口等处用插口架搭设方法迅速加固升降式脚手架； ③立即通知附着升降式脚手架出租单位技术负责人到现场，提出解决方案。 二、深基础土方工程 深基础土方工程是指挖掘深度超过1.5m的沟槽和深度超过5m （含）的土方工程，以及人工挖扩孔桩工程，易发生土方坍塌事故。 1、土方工程易发生土方坍塌事故的环节 深度超过1.5米的沟槽和深度超过5米的基坑土方开挖施工作
3燃煤电厂的环境污染 3.1总括燃煤电厂的情况 燃煤电厂是能源消耗大户，具有用量大、产污量多、排污集中且影响范围大的 特点，使得燃煤电厂已成为许多地区最主要的污染源。它所涉及的环境污染物，有 生产过程中的水、气、声、渣等常规污染物；燃煤贮存、灰渣运输等过程中的无组 织排放的污染物；以及主体工程、原料输送工程占地、水源使用等方面的生态影响 和社会影响等。可以讲,一个大型电厂是一个与社会、经济、环境紧密相关的系统工 程。因此，针对燃煤电厂工程特点和污染特征，透过对影响区域内的大气、水、声、 土壤等方面调查和监测，分析电厂通过采取环保措施后环境质量状况，各项污染物 的治理情况，对其在近期和长期对自然、生态和社会环境的影响的工作显得尤为重 要。 3.2污染问题和与其他电厂的对比的方面 3.2.1烟尘排放 燃煤电厂锅炉的粉尘控制也得到了足够的重视，特别是现代化大型火电厂的静电除尘装备比较完善，大部分电厂的除尘效率已达到98%-99%，全国获此装备基本实现了烟尘达标排放。尽管火电装机容量迅速增加，但烟尘排放总量呈现下降的趋势，基本上做到了增容不增污。但现有的装备的静电除尘设备难以除去燃煤排烟中超细、超轻并易分散的粉尘。 3.2.2二氧化硫排放 2002年电力行业二氧化硫排放量为666×10 8 t，占全国工业部 门二氧化硫排放量的34.6%。目前，我国火电厂烟气中二氧化硫的排放浓度和总量 普遍超出目前的国家排放标准，火电厂二氧化硫排放尚未得到有效控制。“九五” 期间，二氧化硫排放量随装机容量的增长呈上升趋势，已成为我国电力行业实现可持续发展的制约因素。为实现对二氧化硫排放总量的控制，我国今后几年至少要新装1500×104 KW的脱硫设备。由此可见，控制二氧化硫排放的形势十分严峻。氧化硫排放量的减少主要是通过关停小火电机组和换烧低硫煤来实现。二 3.2.3氮氧化物排放 2000年全国火电机组氮氧化物排放量约为469×104t,占全国工业部门氮氧化物排放量的46.1%。火电厂烟气中氮氧化物的排放浓度和总量普遍超出目前的国家排放标准，我国燃煤
氮氧化物(nitrogen oxides)包括多种化合物，如一氧化二氮 (N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等。除二氧化氮以外，其他氮氧化物均极不稳定，遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮又变为二氧化氮。 造成大气污染的氮氧化物主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)，因此，环境学中的氮氧化物一般就指这两者的总称。氮氧化物具有不同程度的危害。 氮氧化物与空气中的水结合最终会转化成硝酸和硝酸盐，硝酸是酸雨的成因之一；它与其他污染物在一定条件下能产生光化学烟雾污染。 大气中氮氧化物浓度增长，造成了氮沉降量的增加。根据酸雨监测数据，降水中NO3－与SO42－当量浓度比值1999年以来呈现上升趋势。NO3－与SO42－当量浓度比值增大，表明氮氧化物对酸性降水的贡献在增大，我国酸雨正在由硫酸型酸雨向硫酸/硝酸复合型过渡。同时，氮沉降产生更多的硝酸根和氮的氧化物，使土壤酸化，使水酸化和富营养化。1 U' P4 [& v. |! z. v7 c4 @ 氮氧化物的持续增加，还会加速细微颗粒物和二次气溶胶的形成。氮氧化物是光化学污染的前体物之一。在阳光照射下，NO2和VOCs(挥发性有机化合物)经由一连串的光化学反应生成O3和甲醛、乙醛等多种二次污染物，导致大气氧化性增强，并形成光化学烟雾，对大气环
境和人体健康造成危害。在我国一些人口密集、经济发达和机动车保有量大的城市，已经发现发生光化学污染的趋势，尤其是在北京、广州、上海等特大城市已经监测到了光化学污染的发生。 因此，减少大气中的氮氧化物对于保护生态、保持人们身体健康起到重要作用。而减排氮氧化物就是保护环境、改善民生的重大举措。 二氧化硫的硫主要来自燃料，而氮氧化物的氮来源是燃料和空气，既与燃烧温度有关，也与混合气体在高温区停留的时间有关。烟气中氮氧化物浓度的变化范围较大，准确测算不容易。随着燃料使用量和机动车保有量的增加，氮氧化物也会随之增加。据测算，全国氮氧化物的排放量年增长率为5％~8％。如果不采取进一步的氮氧化物减排措施，随着国民经济继续发展、人口增长和城市化进程的加快，未来中国氮氧化物排放量将持续增长。按照目前的发展趋势，到2030年我国氮氧化物排放量将达到3540万吨，势必造成严重的环境影响，因此必须切实加强氮氧化物排放控制。而减少氮氧化物最重要的政策措施就是总量控制。 测定尾气中NO、NO2、N2O、N2O4，用化学分析方法和仪器分析方法分别怎样做？用色谱做有啥优点和不足？ 如果是硝酸合成中的尾气，最好采用红外气体分析，并且将氮氧化物转化成红外可以检测的形式。另外可以用激光分析法，可能也需要对气体进行适当的转化才好测定。采用色谱法，可能选择合适的色谱柱及分离条件是一个较为棘手的过程。如果是测定总氮氧化物，则可以采用化学发光法检测。
燃煤电厂烟气汞排放控制研究现状及进展 1燃煤电厂汞的排放 煤作为一次能源的主要利用方式是燃烧，其燃烧产物会对环境造成严重的破坏。全世界发电用煤量巨大，燃煤电厂是导致空气污染的最大污染源之一。在煤燃烧造成的污染物中，除SO2、NO X和CO2外，还有各种形态的汞排放。汞是煤中的一种有毒的重金属痕量元素，具有剧毒性、高挥发性、生物体内沉积性和迟滞性长等特点。全球每年排放到大气中的汞总量约为5000吨，其中4000吨是人为的结果，而燃煤过程的汞排放量占30%以上。由于我国一次性能源以煤炭为主，原煤中汞的含量变化范围在0.1~5.5mg/kg，煤中汞的平均含量为0.22mg/kg，是世界范围内煤中平均汞含量的1.69倍。根据相关报道,预计2010年中国电煤总需求量为16亿t,以煤炭含汞量为0. 22mg/kg，电厂平均脱汞效率为30%计, 2010年燃煤电厂汞排放量约为246. 4 t。因此燃煤所造成的环境汞污染形势不容乐观，对其排放控制不容忽视。 2 烟气中汞的存在形式及其影响因素 2.1 汞的存在形式 烟气中汞的存在形式主要包括3种：单质汞(Hg0)、化合态汞(Hg+和Hg2+)和颗粒态汞。其中单质汞(Hg0)是烟气中汞的主要存在形式。烟气中汞的存在形态对汞的脱除有重要影响。不同形态汞的物理、化学性质差异较大，如化合态汞易溶于水，并且易被烟气中的颗粒物吸附，因此易被湿法脱硫设备或除尘设备脱除。颗粒态汞也易被除尘器脱除。相反单质汞挥发性高、水溶性低，除尘或脱硫设备很难捕获，几乎全部释放到大气中，且在大气中的平均停留时间长达半年至两年，极易在大气中通过长距离大气输送形成广泛的汞污染，是最难控制的形态，也是燃煤烟气脱汞的难点。 2.2 影响汞存在形态的主要因素 2.2.1 燃煤种类的影响 燃烧所用煤种不同，烟气中汞的形态分布也不同。烟煤燃烧时，烟气中Hg2+含量较高，Hg0含量偏低；而褐煤在燃烧时，烟气中Hg0的含量却较高。褐煤燃烧所产生烟气中Hg0含量最高，亚烟煤次之，烟煤最低，如图1。 2.2.2 燃烧方式以及添加剂的影响 与司炉和链条炉相比，煤粉炉中煤粉与空气接触更加充分，燃烧效率较高，形成的烟气中气态汞含量相对较高，而留在底渣中的汞相对较少。在燃烧过程中，向炉膛内加入一定量
船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则修正案MEPC 58/23/Add.1 船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则修正案 (2008年氮氧化物技术规则) 引言 前言 1997年9月26日，《经1978年议定书修正的〈1973年国际防止船舶造成污染公约〉》(MARPOL 73/78)当事国大会以大会决议2通过了《船用柴油机氮氧化物排放控制技术规则》(《氮氧化物技术规则》)。《防污公约》附则VI,《防止船舶造成空气污染规则》于2005年5月19日生效后，该附则第13条适用的所有船用柴油机都必须符合本规则的规定。2005年7月，环保会第53届会议同意修订《防污公约》附则VI和《氮氧化物技术规则》。2008年10月，环保会第58届会议完成了审议，本《氮氧化物技术规则》(以下简称本规则)就是该过程取得的结果。 作为一般性的背景信息，在燃烧过程中形成氮氧化物的先决条件是氮和氧。这些成分一起构成柴油机吸入空气的99,。在燃烧过程中氧气将被消耗，多余氧气的数量是空气/燃料比的函数，柴油机在此情况下运转。氮在燃烧过程中大多未起反应;但有很小一部分将被氧化形成多种形式的氮氧化物。能够形成的氮氧化物(NO)包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO)，其总量主要是火焰或燃烧温X2 度的函数，以及存在于燃料中有机氮(如果存在)数量的函数，氮氧化物的形成还是氮和多余氧气在柴油机燃烧过程中暴露在高温下时间的函数。换句话说，燃烧温度愈高(如高峰值压力、高压缩比、高供油比率等)，所形成的氮氧化物总量就越大。通常低速柴油机所形成的氮氧化物量比高速机要大。氮氧化物能引起酸化，形成对流层臭氧，营养富集等不良环境影响，对全球人类健康造成危害。
氮氧化物排放控制原理及新技术 李俊华，陈亮，常化振，郝吉明清华大学环境科学与工程系 (通讯地址：清华大学环境系，100084，Tel：62771093，email：lijunhua@https://www.doczj.com/doc/73409907.html,) 摘要：NOx排放量逐年增加，造成区域酸沉降趋势不断恶化，大气中二次颗粒物臭氧（O3）和微细可吸入颗粒物（PM2.5）居高难下，严重影响人体健康和生态环境质量。本文介绍了我国NOx排放趋势,重点讨论了NOx控制原理及关键控制技术的研究进展。基于目前烟气脱硝技术存在的问题，提出了脱硝催化剂原材料和制备工艺国产化、针对我国不同煤种研究催化剂适应性的问题，以及下一步燃煤烟气协同污染控制最新研究方向。 关键词：氮氧化物，燃煤烟气，稀燃汽车，排放，脱硝催化剂，协同控制 1我国NOx排放现状 《国家环境保护“十一五”规划》提出确保实现SO2减排目标，实施燃煤电厂脱硫工程，实施酸雨和SO2污染防治规划，重点控制高架源的SO2和NOx排放，综合改善城市空气环境质量。随着“十一五”期间对电厂实施烟气脱硫效果明显，大气SO2浓度及硫沉降均有所下降。但NOx作为一类主要的大气污染物，在我国其排放量仍在增加，不仅对人体健康造成直接危害，同时也不仅会造成空气中NO2浓度的增加、区域酸沉降趋势不断恶化，还会使对流层O3浓度增加，并在空气中形成微细颗粒物（PM），影响大气环境质量[1,2]。 我国以煤为主的能源结构和发电结构，使得燃煤成为NOx的最大来源，全国NOx排放量的67%来自煤炭燃烧，其中燃煤电厂是NOx排放的最大分担者。2007年全国NOx排放量为1643.4万吨，工业排放NOx1261.3万吨，其中火电厂排放811万吨，占全国NOx排放量的49.4%，占工业NOx排放的64.3%[3]。今年NOx排放量将达到1800万吨，未来若无控制措施，NOx排放在2020年将达到3000万吨以上，届时我国将成为世界上第一大NOx排放国，污染将进一步加重，污染进一步加重。我国于2004年1月1日起执行的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223—2003），将新建燃煤电厂的氮氧化物的排放浓度控制在450mg/Nm3。对于氮氧化物污染严重和环境容量有限的经济发达地区，当地政府提出了更高的排放要求，如北京为了迎接2008年奥运会，将NOx排放标准严格到100mg/Nm3。因此针对重点源开展NOx排放控制原理及新技术的研究变得十分必要和迫切。 2固定源烟气NOx排放控制原理及技术
3 燃煤电厂的环境污染 3.1 总括燃煤电厂的情况 燃煤电厂是能源消耗大户，具有用量大、产污量多、排污集中且影响范围大的 特点，使得燃煤电厂已成为许多地区最主要的污染源。它所涉及的环境污染物，有 生产过程中的水、气、声、渣等常规污染物；燃煤贮存、灰渣运输等过程中的无组 织排放的污染物；以及主体工程、原料输送工程占地、水源使用等方面的生态影响 和社会影响等。可以讲,一个大型电厂是一个与社会、经济、环境紧密相关的系统工 程。因此，针对燃煤电厂工程特点和污染特征，透过对影响区域内的大气、水、声、 土壤等方面调查和监测，分析电厂通过采取环保措施后环境质量状况，各项污染物 的治理情况，对其在近期和长期对自然、生态和社会环境的影响的工作显得尤为重 要。 3.2 污染问题和与其他电厂的对比的方面 3.2.1烟尘排放 燃煤电厂锅炉的粉尘控制也得到了足够的重视，特别是现代化大型火电厂的静电除尘装备比较完善，大部分电厂的除尘效率已达到 98%-99%，全国获此装备基本实现了烟尘达标排放。尽管火电装机容量迅速增加，但烟尘排放总量呈现下降的趋势，基本上做到了增容不增污。但现有的装备的静电除尘设备难以除去燃煤排烟中超细、超轻并易分散的粉尘。 3.2.2二氧化硫排放 2002 年电力行业二氧化硫排放量为 666×10 8 t，占全国工业部 门二氧化硫排放量的 34.6%。目前，我国火电厂烟气中二氧化硫的排放浓度和总量 普遍超出目前的国家排放标准，火电厂二氧化硫排放尚未得到有效控制。“九五” 期间，二氧化硫排放量随装机容量的增长呈上升趋势，已成为我国电力行业实现可持续发展 的制约因素。为实现对二氧化硫排放总量的控制，我国今后几年至少要新装 1500×104 KW 的脱硫设备。由此可见，控制二氧化硫排放的形势十分严峻。氧化硫排放量的减少主要是通过关停小火电机组和换烧低硫煤来实现。二 3.2.3氮氧化物排放 2000 年全国火电机组氮氧化物排放量约为 469×104t,占全国工业部门氮氧化物排放量的
( 安全技术 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 重大危险源控制措施(最新版) Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that people make mistakes
重大危险源控制措施(最新版) 根据本企业特点，以及对施工现场危害因素识别，对以下危险性较大的分部分项工程制定措施：1、高度超过20米的大型脚手架；附着式整体提升脚手架；悬挑脚手架；6.5米高的满堂红脚手架；2、深度超过1.5米的沟槽和深度超过5米的基坑土方开挖施工作业；3、塔式起重机，外用电梯安装、顶升、拆除作业；4、起重吊装作业； 5、装饰工程的消防安全。 下列为大型脚手架、深基础土方工程、塔式起重机、装饰工程消防安全等易发生重大事故的部位、环节控制措施。 一、大型脚手架控制措施 大型脚手架作为主体和装修施工的常用辅助设施，其危险性较大，并且存在很多安全隐患，防范不慎极易引发重大安全生产事故，在此对大型脚手架常见问题的防范做出如下规定（脚手架安全防护
措施详见P69）： （一）因地基沉降引起的脚手架局部变形。在双排架横向截面上架设八字戗或剪刀撑，隔一排立杆架设一组，直至变形区外排。八字戗或剪刀撑下脚必须设在坚实、可靠的地基上。 （二）脚手架赖以生根的悬挑钢梁挠度变形超过规定值。应对悬挑钢梁后锚固点进行加固，钢梁上面用钢支撑加U形托旋紧后顶住屋顶。预埋钢筋环与钢梁之间有空隙，须用马楔备紧。吊挂钢梁外端的钢丝绳逐根检查，全部紧固，保证均匀受力。 （三）脚手架卸荷、拉接体系局部产生破坏。要立即按原方案制定的卸荷、拉接方法将其恢复，并对已经产生变形的部位及杆件进行纠正。如纠正脚手架向外张的变形，先按每个开间设一个5t倒链，与结构绷紧，松开刚性拉接点，各点同时向内收紧倒链，至变形被纠正，做好刚性拉接，并将各卸荷点钢丝绳收紧，使其受力均匀，最后放开倒链。 二、深基础土方工程控制措施 深基础土方工程是指挖掘深度超过1.5m的沟槽和深度超过5m
工业锅炉NOx控制技术指南 （试行） 环境保护部华南环境科学研究所
目次 1 适用范围 (1) 2 引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 3.1工业锅炉INDUSTRIAL BOILER (1) 3.2氮氧化物NITROGEN OXIDES,NO X (1) 3.3控制技术CONTROL TECHNOLOGY (1) 4 工业锅炉氮氧化物排放特性 (1) 5 氮氧化物控制技术 (2) 5.1低氮燃烧技术 (2) 5.2选择性非催化还原脱硝技术 (3) 5.3选择性催化还原脱硝技术 (6) 5.4化学吸收技术 (9) 5.5组合技术 (10) 6 控制技术选用建议 (10) ii
1 适用范围 本指南适用于以煤、油和气为燃料，单台出力10~65 t/h的蒸汽锅炉、各种容量的热水锅炉及有机热载体锅炉；各种容量的层燃炉、抛煤机炉。 使用型煤、水煤浆、煤矸石、石油焦、油页岩、生物质成型燃料等的锅炉，参照本指南。 本指南不适用于以生活垃圾、危险废物为燃料的锅炉。 2 引用文件 下列文件中的条款通过本指南的引用而成为本指南的条款。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本指南。 GB 13271 锅炉大气污染物排放标准 HJ 462 工业锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范 HJ 562 火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性催化还原法 HJ 563 火电厂烟气脱硝工程技术规范选择性非催化还原法 DB44/765 广东省地方标准锅炉大气污染物排放标准 3 术语和定义 3.1 工业锅炉industrial boiler 指提供蒸汽或热水以满足生产工艺、动力以及采暖等需要的锅炉。 3.2 氮氧化物nitrogen oxides, NOx 指由氮、氧两种元素组成的化合物。工业锅炉烟气中的氮氧化物主要为一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）两种。 3.3 控制技术control technology 针对生活、生产过程中产生的各种环境问题，为减少污染物的排放，从整体上实现高水平环境保护所采用的与某一时期的技术、经济发展水平和环境管理要求相适应，在公共基础设施和工业部门得到应用的，适用于不同应用条件的一项或多项改进、可行的污染防治工艺和技术。 4 工业锅炉氮氧化物排放特性 工业锅炉排放的氮氧化物（NOx）来自燃料燃烧过程，主要类型包括：空气中的氮气在高温下被氧 1
NOX形成机理,如何控制NOX浓度 1、NOx的危害： 氮氧化物（NOx）是重要的空气污染物质，其产生的途径为燃烧火焰在高温下氮气与氧气的化合，以及燃料中的氮成分在燃烧时氧化而成。氮氧化物的环境危害有二种，在阳光的催化作用下，氮氧化物易与碳氢化物光化反应，造成光雾及臭氧之二次空气污染;此外氮氧化物也易与水气结合成为含有硝酸成分的酸雨。 2、NOx生成机理和特点 2.1 NOx生成机理 在NOx中，一氧化氮约占90％以上，二氧化氮占5％~10％，产生机理一般分为如下3种： （1）热力型NOx，燃烧时，空气中氮在高温下氧化产生，其中的生成过程是一个不分支连锁反应。其生成机理可用捷里多维奇(ZELDOVICH)反应式表示，即 O2+N→2O+N, O+N2→NO+N, N+O2→NO+O 在高温下总生成式为 N2+O2→2NO, NO+0.5O2→NO2 随着反应温度T的升高，其反应速率按指数规律增加。当T<1 500 ℃时,NO的生成量很少,而当T>1 500 ℃时,T每增加100 ℃,反应速率增大6~7倍。 （2）快速型NOx，快速型NOx是1971年FENIMORE通过实验发现的。在碳氢化合物燃料燃烧在燃料过浓时，在反应区附近会快速生成NOx，由于燃料挥发物中碳氢化合物高温分解生成的CH自由基可以和空气中氮气反应生成HCN和N，再进一步与氧气作用以极快的速度生成NOx，其形成时间只需要60 ms，所生成的NOx与炉膛压力的0.5次方成正比,与温度的关系不大。
（3）燃料型NOx，指燃料中含氮化合物,在燃烧过程中进行热分解,继而进一步氧化而生成NOx。由于燃料中氮的热分解温度低于煤粉燃烧温度，在600~800 ℃时就会生成燃料型NOx。在生成燃料型NOx过程中，首先是含有氮的有机化合物热裂解产生N，CN，HCN等中间产物基团，然后再氧化成NOx。由于煤的燃烧过程由挥发份燃烧和焦炭燃烧两个阶段组成，故燃料型NOx的形成也由气相氮的氧化和焦炭中剩余氮的氧化两部分组成。 2.2 NOx生成特点 在这3种途径中,快速型NOx所占的比例不到5%，在温度低于1300℃时,几乎没有热力型NOx。对常规燃煤锅炉而言，NOx主要通过燃料型生成途径而产生。由NOx的生成机理可以看出，NOx的生成及破坏与以下因素有关：⑴煤的燃烧方式、燃烧工况,其生成量依赖于燃烧温度水平；⑵煤种特性，如煤的含氮量，挥发份含量等； ⑶炉膛内反应区烟气的气氛，即烟气内氧气，氮气，NO和CHi的含量；⑷燃料及燃烧产物在火焰高温区和炉膛内的停留时间。 3、降低NOx的主要控制技术 降低NOx排放措施分为一级脱氮技术和二级脱氮技术。一级脱氮技术主要是采用低NOx 燃烧器以及通过燃烧优化调整，有效控制NOx的产生，从源头上减少NOx生成量；二级脱氮技术则是利用各种措施,尽可能减少已生成NOx的排放，属于烟气脱硝范畴，目前主要有两种成熟技术选择性催化还原法（SCR）和选择性非催化还原法（SNCR）。 3.1、级脱氮技术 3.1.1、气分级 3.1.1.1、根据NOx的生成机理，燃烧区的氧浓度对各种类型的NOx生成都有很大影响。当过量空气系数α<1，燃烧区处于“缺氧燃烧”状态时,抑制NOx的生成量有明显效果[6]。根据这一原理，将燃料的燃烧过程分阶段完成，把供给燃烧区的空气量减少到全部燃
长沙市轨道交通3号线一期工程土建施工SG-12标 月湖公园北站重大危险源 管理及控制措施 编制人：日期： 复核人：日期： 审核人：日期： 中铁一局集团有限公司 长沙市轨道交通3号线一期工程SG-12标项目经理部二0一五年八月湖南·长沙
长沙市轨道交通 3 号线 施工组织设计/(专项)施工方案报审表
目录 第一章总则 (1) 1.1、编制目的 (1) 1.2、工作原则 (1) 1.3、适用范围 (2) 1.4、编制依据 (2) 第二章重大危险源目标、指标管理 (2) 第三章管理组织机构 (2) 3.1、成立重大危险源管理小组 (2) 3.2、管理小组职责 (3) 第四章重大危险源评价与辨识 (3) 4.1、重大风险源调查与辨识 (3) 4.2风险评价 (5) 第五章管理制度 (6) 5.1、项目经理部重大危险源管理制度 (6) 5.2、安全专项施工方案编制审批制度 (8) 5.3、现场监测、报告、预警、报警制度 (10) 5.4、现场监督、检查制度 (11) 第六章主要危险源分析及预防措施 (12) 6.1、触电 (12) 6.2、火灾 (13) 6.3、机械伤害 (14) 6.4、交通事故 (16) 6.5、物体打击 (16) 6.6、高空坠落 (19) 6.7、坍塌事故 (20) 6.8、地下管线、建筑物破坏 (23) 第七章应急预案的编制 (25) 第八章附则 (26)
重大危险源安全管理及控制措施 第一章总则 1.1、编制目的 （1）、为了全面贯彻落实施工生产“安全第一、预防为主、综合治理”的方针，提高项目部在施工生产过程中应对突发事件的能力，以及确保在发生重大生产安全事故时及时展开救援工作、尽量减少事故危害，保障现场人员和周边单位建筑的安全。 （2）、根据事故发生的特点，以及对事故进行应急处置的需求，优化事故现有应急指挥系统和组织网络，建立统一、规范、有序、高效的应急指挥体系。在处置时，必须严格遵循“统一指挥，快速反映、各司其职、协同配合、以人为本、减少危害”的原则。 1.2、编制原则 （1）、以人为本原则。当发生或可能发生轨道交通建设工程事故时，应迅速、有效地实施工程抢险以及对人员进行抢救，减少人员伤亡，防止事故扩大化，消除事故影响。 （2）、分级管理原则。发生或可能发生重大轨道交通建设工地突发各类事故的，由长沙地铁3号线土建工程第12标段项目经理部成立应急抢险指挥部统一指挥，各下属部室、施工队及相关部门协助。风险等级根据事故发生的概率和后果程度，参照风险工程等级宜由大到小定性分为一级、二级、三级和四级。 （3）、资源整合原则。应急抢险实行统一指挥，以确保高效、有序地实施应急救援行动。
燃煤电厂的环保现状报告 燃煤电厂的环境问题近年来备受关注，环保部专门组织编写了《燃煤火电企业环境守法导则》、《燃煤电厂污染防治最佳可行技术指南（试行）》等专门文件，从燃煤火电行业的环境准入条件、试生产阶段环境守法、运行阶段生产守法等阶段，对燃煤电厂的环境管理工作进行了全面的指导。随着《环保法》的修订与被称为“史上最严标准”的《火电厂大气污染物排放标准》的施行，燃煤电厂所面临的环保要求更严，环保压力更大。本报告将从燃煤电厂产生的废水、废气、固体废物及噪音四个方面分别对其主要产污环节、当前法律规定与污染治理现状进行分析。 图1 燃煤火电机组主要产污环节
一、燃煤电厂的主要产污环节 燃煤电厂对于环境的影响主要表现在污染物的排放上，如图1所示，燃煤火电机组在生产过程中主要产污环节有五个： （1）煤在锅炉燃烧过程中产生的烟气，经脱硝、除尘和脱硫后由烟囱排入大气，烟气中主要污染成分包括SO2、NO X、烟尘、汞等； （2）生产系统中的各项工业废水，如锅炉补给水处理系统的酸碱废水、煤场和输煤系统冲洗水、含油废水、脱硫废水、锅炉酸洗废水、地面冲洗水、循环冷却水等，以及厂区的生活污水。如采用湿灰场，还包括冲灰水等。主要污染因子有pH、SS、石油类、COD、BOD5等。电厂水冷却系统如采用直流冷却方式，其污染还包括温排水可能造成的热污染等； （3）燃煤产生的灰、渣以及脱硫系统产生的废弃物在贮存、运输过程中产生的灰水外排、渗漏及扬尘等影响，其中污染物主要包括粉煤灰、脱硫渣、催化剂等； （4）设备运行过程中产生的机械设备类运行噪声和电器设备类磁震噪声，噪声源主要分布在汽机房、锅炉房、磨煤机、脱硫设备、各类泵房、风机等部位，此外，采用带冷却塔的循环冷却方式时，还会产生冷却塔噪声； （5）无组织排放源造成的扬尘污染等，主要包括煤场、灰场以及装卸过程中的扬尘等。 一、燃煤电厂水污染防治法律规定与现状 1、燃煤电厂水污染防治法律规定 对于燃煤电厂的污水排放，新《环保法》第四十二条、四十三条和《水污染防治法》第二十三条、二十四条都分别对水污染排放监测和排污费进行了规定，《排污费征收使用管理条例》对排污收费对象、责任等作出了明确规定；此外，《中国节水技术政策大纲》3.9.1明确规定：“大力发展和推广火力发电、钢铁、电石等工业干式除灰与干式输灰（渣）、高浓度灰渣输送、冲灰水回收利用等节水技术和设备以及冶炼厂干法收尘净化技术。”污水排放标准则应当符合《污水综合排放标准》（GB8978-1996）和《地表水环境质量标准》（GB3838-2002），此外，依据新《环保法》第四十四条，还应当遵守分解落实到本单位的重点污染物排放总量控制指标。 2、燃煤电厂水污染防治现状 为防治水污染，燃煤电厂在工艺过程中可以采用循环冷却水系统节水技术、气力除灰和干除渣节水技术、空冷系统节水技术、城市污水回用技术等，能大幅度减少鲜水取用量，是解决电厂水资源紧缺、防止环境污染的重要途径。对于废水，燃煤电厂废水种类多、水质差异大，一般采用分类处理的方式，通过混凝澄清、气浮、过滤、石灰处理、超滤处理、反渗透等废水处理工艺，对废水进行回收利用和达标排放。当前大部分燃煤电厂通过上述处理，能够达到污水排放的标准，甚至部分电厂已经能够实现“废水零排放”1。 二、燃煤电厂大气污染防治法律规定与现状 1、燃煤电厂大气污染防治法律规定 大气污染是燃煤电厂较为突出的污染问题，与其相关的法律规定也较为完善。《大气污染防治法》对大气污染防治作出了基本规定，要求向大气排放污染物必须达到排放标准，按照大气污染物排放总量和许可证的排放条件排放污染物，缴纳排污费等。《关于推进大气污染联防联控工作改善区域空气质量的指导意见》、《国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》等文件中也都对燃煤电厂进行了规定。《燃煤发电机组环保电价及环保设 1参考《大唐张家口发电厂完成重大技改项目生产废水实现零排放》 https://www.doczj.com/doc/73409907.html,/n1180/n1226/n2410/n314349/14589057.html
浅析燃煤电厂烟气汞的排放及控制 发表时间：2016-09-02T16:57:11.053Z 来源：《基层建设》2015年7期作者：黄志远 [导读] 摘要：排放到环境中的汞会对人类健康和环境造成明显的伤害。 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 510663 摘要：排放到环境中的汞会对人类健康和环境造成明显的伤害。汞进入人体后，可能会造成脑组织的损害，当环境中汞的浓度达到一定的范围时，会造成汞中毒。因此，要对燃煤机组的汞污染进行控制，各国也在针对燃煤机组汞污染的控制进行相关的研究。 关键词：燃煤电厂；烟气汞；排放；控制 一、燃煤电厂烟气汞的排放 赋存在燃煤中的汞经过燃煤电厂的锅炉机组后，开始在炉内高温下，几乎所有的汞会转变为零价汞进入高温的烟气，经过各污染控制设备和其他设施的过程中，由于温度、烟气成分及飞灰等的影响，汞会发生复杂的物理化学变化而转化为不同的形态，最终表现为三种形态：颗粒态汞、氧化态汞以及元素态汞。一般颗粒态汞易于被除尘器收集，氧化态汞易溶于水，易于被WFGD脱除；而元素态汞挥发性高、不溶于水，不溶于酸，很难被除尘器去除。因此，汞的排放形态直接影响汞的脱除效率。 二、燃煤电厂烟气汞形态转化的影响因素 1．在燃煤电厂中，不同形态的汞的含量及比例受到多种因素的综合作用，主要包括煤种、锅炉的燃烧方式及燃烧温度、烟气气氛以及烟气中的HCl和飞灰等。燃煤电厂烟气中的汞含量及形态与燃煤锅炉燃烧的煤种密切相关。研究表明，烟煤燃烧产生的烟气中的汞是以氧化态为主的，亚烟煤燃烧后，烟气中的二价汞含量与零价汞含量相当，褐煤燃烧后烟气中以零价汞为主。 2.锅炉燃烧温度影响汞的形态，在炉膛温度较高时，烟气中零价汞含量较大，大多数的二价汞形成的氧化物不稳定，会发生分解生成单质汞。当烟气温度降低于750K时，烟气中汞元素的主要形态是二价汞。 3.锅炉的燃烧方式不同，会影响煤的燃烧情况，从而影响汞的形态分布，例如，在相同的条件下，循环流化床产生的烟气中的二价汞的比例较大，这与循环流化床的低燃烧温度有关。从燃煤电厂的测试结果发现，使用循环流化床的锅炉排放的烟气飞灰中富集的汞含量较高，这可能是因为循环流化床的燃烧温度较低，形成的飞灰含有较高含量的未燃尽碳，吸附了更多的零价汞。 4.烟气气氛会影响零价汞的氧化作用，由于烟气成分的复杂性，烟气中可能含有促进烟气中的零价汞氧化的物质存在，氧化性的烟气气氛有利于二价汞的形成，相反，还原性的气氛造成了烟气中汞以零价汞为主的结果。 三、燃煤电厂烟气中汞污染控制技术 1．燃烧前脱汞 该方法主要措施是洗煤技术，就是通过一定的物理清洗技术将密度比煤大的含汞化合物分离出来。洗煤技术是在汞的源头上进行汞控制的方法，研究表明，洗煤过程至少能够脱除51%的汞，目前发达国家的原煤入洗率为40%～100%，远高于中国。浮选法也是一种燃烧前脱汞技术，浮选法是将有机浮选及加入粉煤浆液，使得无机的Hg作为浮选废渣而脱除的。 2．燃烧中脱汞 煤燃烧后二价汞的排放浓度与卤素含量有关，因此可以在煤燃烧过程中添加含卤化合物来提高烟气中的二价汞比例，由于二价汞易于去除，因此该法是以中国间接的汞污染控制方法。有人对使用低氯褐煤的烟气汞含量进行中试测试结果表明，向燃煤中添加0.5 mg/g的氯化钙时，排放的烟气中二价汞比例上升50%，零价汞的浓度明显下降。但烟气中卤化物浓度增大后锅炉设备腐蚀速度可能加快。 3．燃烧后脱汞 燃烧后脱汞就是指烟气脱汞，是燃煤电厂的煤经锅炉燃烧之后，对排放的烟气所采取的脱汞措施。基于烟气成分及烟气条件的复杂性，汞在烟气中会以颗粒态汞、氧化态汞以及元素态汞等形式存在，除尘设备能够有效地控制元素态汞，因此烟气中的汞主要以颗粒态汞、氧化态汞的形式存在，美国国家能源部等组织对美国各燃煤电站烟气汞的测试结果表明，不同电站对颗粒态汞和氧化态汞两种形态的汞排放量差别较大，颗粒态汞和氧化态汞在烟气中的含量比例范围分别为6%～60%和40%～94%，而比较难以处理的是颗粒态汞。燃煤电厂的烟气净化设备如除尘器和WFGD能够部分脱除汞，除此之外，还有吸附法、液相氧化吸收法能够进行脱汞，针对零价汞的难于去除特性，还提出了零价汞的催化氧化法等。 （1）吸附法脱汞 吸附法脱汞是向燃煤电厂的ESP或FF的上游喷入活性炭等具有强吸附特性的物质，将烟气中的汞吸附于这些物质表面从而达到有效除汞的目的。用于吸附汞的物质有很多，包括活性炭、飞灰、钙基吸附剂以及新型吸附剂等。 活性炭吸附剂是当前研究的重点之一，活性炭吸附烟气中的汞在垃圾焚烧炉中应用效果很好，国外活性炭也有燃煤电厂采用活性炭吸附脱除烟气中的汞。活性炭对汞的吸附能力受烟气成分、烟气温度和接触时间等影响。普通活性炭吸附容量不大，且接触时间较短，因此对零价汞的吸附作用较差。为提高吸附效率，开始研究改性活性炭进行烟气脱汞，即在活性炭表面注入硫、氯或碘，增加活性炭的吸附性。目前国外已经开发了载溴活性炭吸附剂并进行了现场测试，结果达到了实际应用水平。尽管利用活性炭脱汞效率较高，但投资成本较高，因此活性炭吸附剂用于燃煤电厂烟气脱汞受到了经济上的限制。 与活性炭相比，飞灰易于获得，同时价格低廉，受到人们广泛关注。研究表明，燃煤产生的飞灰可以吸附一部分的气态汞，飞灰的吸附性能与温度、飞灰本 身的特性以及烟气的成分有关，有研究者提出，飞灰中的金属氧化物促进零价汞的催化氧化。 和飞灰类似，钙基类的物质也较容易获得，且是有效的脱硫剂，能够去除烟气中的SO2。因此考虑钙基类物质对烟气汞的脱除研究，美国EPA对此做了相关研究，结果表明，钙基类吸附剂能够有效地吸附烟气中的二价汞，对零价汞的吸附效率较低。同时，有研究者进行钙基吸附剂的模拟实验，结果表明，烟气中的SO2对汞的去除有促进作用。 （2）液相氧化吸收法 由于零价汞与二价汞在水中溶解度的不同，可以在溶液中加入强氧化性的物质，使得不溶于水的零价汞首先被氧化剂氧化为二价汞而被液体吸收。美国的Argonne 国家实验室研究表明：在烟气中不含SO2时，可以采用碘、氯或高氯酸溶液进行零价汞的液相氧化吸收，但
编号：AQ-JS-02527 ( 安全技术) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 燃煤电厂的环境污染问题及对 策 Environmental pollution problems and Countermeasures of coal fired power plants
燃煤电厂的环境污染问题及对策 使用备注：技术安全主要是通过对技术和安全本质性的再认识以提高对技术和安全的理解，进而形成更加科学的技术安全观，并在新技术安全观指引下改进安全技术和安全措施，最终达到提高安全性的目的。 我国火电装机容量占总装机容量的７８％，其中９５％以上是 燃煤电厂，根据有关国际机构和专家分析，我国二氧化碳年排放量 已超越美国，居世界第一位。从长远看，我国一次能源构中以煤为 主状况将长期存在，电源结构也将在未来几十年以煤电为主，２０ ００年以后新建的燃煤电厂占绝对数量，服役时间还很长，进一步 提高效率的空间越来越小，未来电力二氧化碳的减排压力将越来越 大。 火电厂生产电能的全过程中，各种排放物对环境的影响超过一 定限度而造成环境质量的劣化。这些排放物包括燃料燃烧过程排出 的尘粒、灰渣、烟气；电厂各类设备运行中排出的废水、废液，以 及电厂运行时发出的噪声。 火电厂污染物分为固体的、液体的和气体的几类以及噪声，主 要有以下6种。
①尘粒：包括降尘和飘尘。主要是燃煤电厂排放的尘粒。中国火电厂年排放尘粒约600万吨。尘粒不仅本身污染环境，还会与二氧化硫、氧化氮等有害气体结合，加剧对环境的损害。其中尤以10微米以下飘尘对人体更为有害。一般燃煤电厂的飞灰尘粒中，小于10微米的占20～40％。 ②二氧化硫(SO2):煤中的可燃性硫经在锅炉中高温燃烧，大部分氧化为二氧化硫，其中只有0.5～5％再氧化为三氧化硫。在大气中二氧化硫氧化成三氧化硫的速度非常缓慢，但在相对湿度较大、有颗粒物存在时，可发生催化氧化反应。此外，在太阳光紫外线照射并有氧化氮存在时，可发生光化学反应而生成三氧化硫和硫酸酸雾，这些气体对人体和动、植物均非常有害。大气中二氧化硫是造成酸雨的主要原因。据1988年估计，中国每年向大气中排放的二氧化硫（包括火电厂的排放）为1700万吨左右。全国189个环境监测站的监测结果表明，中国遭受酸雨污染的农田已达4000万亩，每年造成的农业经济损失在15亿元以上。减少火电厂排放的二氧化硫至关重要。