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什么是超低排放
“超低排放”是指在《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223—2011)的基礎(chǔ)上，燃煤電廠排放的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、煙塵濃度達(dá)到或接近該標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的以天然氣為燃料的燃?xì)廨啓C(jī)組的大氣污染物排放限值。目前，在浙江、廣東、江蘇、山東等省市，已建成或改造了一批達(dá)到“超低排放”限值的燃煤電廠。本文從經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益角度，研究燃煤電廠達(dá)到“超低排放”目標(biāo)需要的投資、運(yùn)行成本和由此減少污染物排放、改善環(huán)境空氣質(zhì)量取得的環(huán)境效益，以期對推進(jìn)“超低排放”有所參考。
1“超低排放”發(fā)展概況
《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223—2011)于2011年7月29日發(fā)布，針對現(xiàn)有燃煤發(fā)電機(jī)組和新建機(jī)組，要求分別自2014年7月1日和2012年1月1日起，執(zhí)行新的標(biāo)準(zhǔn);重點地區(qū)執(zhí)行特別排放限值，SO2和煙塵的控制濃度更低。近年來，電力企業(yè)紛紛提出按“超低排放”設(shè)計或改造燃煤電廠。2014年3月24日，國家發(fā)改委、能源局和環(huán)保部聯(lián)合發(fā)布了《能源行業(yè)加強(qiáng)大氣污染防治工作方案》(發(fā)改能源[2014]506號)，提出“推廣應(yīng)用達(dá)到燃?xì)鈾C(jī)組排放標(biāo)準(zhǔn)的燃煤電廠大氣污染物超低排放技術(shù)”。2014年6月7日，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃(2014—2020年)》(國辦發(fā)[2014]31號)，明確提出“提高煤電機(jī)組準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)，新建燃煤發(fā)電機(jī)組供電煤耗低于每千瓦時300克標(biāo)準(zhǔn)煤，污染物排放接近燃?xì)鈾C(jī)組排放水平”。2014年9月12日，國家發(fā)改委、環(huán)保部和能源局共同發(fā)布《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃(2014—2020年)》(發(fā)改能源[2014]2093號)，明確指出新建機(jī)組基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值，即在基準(zhǔn)含氧量6%的情況下，煙塵、SO2和NOx分別達(dá)到10、35和50mg/m3。本文“超低排放”指標(biāo)即按該限值執(zhí)行。
2“超低排放”技術(shù)路線
燃煤電廠二氧化硫和氮氧化物所占比例較高，是造成我國酸雨的重要原因。針對電廠污染，從20世紀(jì)90年代開始，我國環(huán)境治理力度顯著加強(qiáng)。截至2013年，全國已投運(yùn)煙氣脫硫機(jī)組容量約7.15億kW，占全國煤電機(jī)組容量的91%，煙氣脫硝機(jī)組容量達(dá)到4.3億kW，煤電脫硝比例達(dá)到55%，所有煤電機(jī)組都配置除塵設(shè)施。2013年燃煤電廠煙塵排放總量約為1200萬t，SO2排放總量約為2000萬t，NOx排放總量約為2200萬t，其中電力行業(yè)對應(yīng)排放量分別約為140萬t、820萬t、840萬t。
脫硫系統(tǒng)
我國脫硫系統(tǒng)主要引進(jìn)自國外成熟技術(shù)，目前國內(nèi)主要采用的方法包括濕法、半干法、干法、可再生工藝和聯(lián)合脫SO2/NOx等。
脫硝系統(tǒng)
煙氣中NOx的來源主要有：(1)熱力型，空氣中的N2在高溫下氧化生成NOx;(2)燃料型，燃料中的含氮化合物在燃燒過程中進(jìn)行熱分解，繼而進(jìn)一步氧化而生成NOx;(3)快速型，燃燒時空氣中的氮和燃料中的碳?xì)潆x子團(tuán)等反應(yīng)生成NOx。其中，燃煤電廠煙氣中的NOx主要為燃料型，為降低NOx的排放，采取的主要減排措施是控制燃燒過程中NOx的生成和對已生成的NOx進(jìn)行處理。目前主要的處理方法包括低氮燃燒、選擇性催化還原法和選擇性非催化還原法脫硝等。
除塵系統(tǒng)
煙氣中的煙塵主要來源于燃燒產(chǎn)生的灰分，目前采用的除塵方式主要包括電除塵(含濕式電除塵)、袋式除塵和電袋復(fù)合除塵等。電除塵器是利用煙塵經(jīng)過高壓電場時被電離，塵粒與負(fù)離子結(jié)合帶上負(fù)電后，趨向陽極表面放電而沉積進(jìn)行除塵。電袋復(fù)合型除塵器是將電除塵與布袋除塵有機(jī)結(jié)合，在原有電除塵器的下游加一臺袋式除塵器，來捕集電除塵器未能捕集的微細(xì)煙塵，使排放濃度能滿足國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)要求。