电力等行业烟气脱硫脱硝必要性分析

电力等行业烟气脱硫脱硝必要性分析

梁登峰

（江西远达环保有限公司分宜分公司江西省新余市336600）

摘要：大多数电力、钢铁、水泥等行业利用煤炭作为燃料，在煤炭燃烧过程中会排放大量的二氧化硫、氮氧化物等污染物，若未经处理直接排入到大气中，将会造成严重的环境污染。如果电力、钢铁等行业一年的煤炭消耗量为1000万吨，所用煤炭的平均硫份取1.5%，二氧化硫释放系数取1.7，则二氧化硫排放量为25.5万吨；经过脱硫设施处理后（脱硫效率取70%），则二氧化硫的排放量约为7.65万吨。氮氧化物排放不仅来源于电力、水泥等行业，交通运输业亦是一个重要的来源。如果电力、水泥等行业一年的煤炭消耗量为1000万吨，氮氧化物排污系数按电力行业最低值4.93千克/吨煤取值，则氮氧化物排放量为4.93万吨；经过脱硝设施处理后（脱硝效率取70%），则氮氧化物排放量为1.48万吨。

关键词：电力行业；烟气脱硫脱硝；必要性；分析

引言：目前，电力行业SO2和NOx的排放量占首位。电力行业SO2和NOx主要由烟气产生，烟气产生的SO2和NOx占电力企业排放总量70%以上，个别企业达到90%左右（不含燃煤自备电厂产生的二氧化硫）。因此控制烧结企业排放的二氧化硫及氮氧化物，是目前我国电力行业大气污染控制领域最为紧迫的任务之一。

1.二次污染PM2.5的产生

PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5μm的颗粒物，亦称为可入肺颗粒物。它的来源分为自然和人类活动两种。自然来源包括火山喷发的烟尘、被风吹起的土壤颗粒以及流星燃烧所产生的细小微粒和宇宙尘埃等。而最主要的来源却是人类活动，煤炭、石油及其他矿物燃烧产生的废气，以及机动车产生的尾气，包括排放到空气中的烟粉尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等，经过一系列光化学反应形成的二次污染物。

化工、陶瓷、建材、钢铁、纺织、火电等行业对空气环境产生很大的影响。例如钢铁、焦化、火电等企业的燃煤锅炉排放大量的烟尘、烟尘和二氧化硫；水泥、碳酸钙等生产加工企业排放大量的粉尘；日益增多的机动车导致氮氧化物等逐年增加。在工业生产、日常发电、机动车尾气排放等过程中，还会排放大量包含重金属、挥发性有机物等有害物质的燃烧残留物；这些细微颗粒物均是PM2.5的重要来源之一。而上述行业所排放的氮氧化物等气态污染物却是PM2.5的另一个重要来源。氮氧化物等气态污染物在大气中经过复杂的光化学反应会生成PM2.5，因此控制氮氧化物等气态污染物是控制PM2.5产生量的重要一环。在大气中氮氧化物具有多重环境效应：经过一系列化学反应会产生光化学烟雾；还会导致区域臭氧污染加重；另外，氮氧化物也是酸雨的成因之一，我国酸雨正由硫酸型酸雨向硫酸复合型过渡；氮氧化物排放量的增加引起的氮沉降成为我国水体富营养化的重要原因之一。以上这些均对人体健康和生态环境造成影响。但是当地面上特别是在900-1000公尺的高度形成了低温层时，大地上方就好像覆盖了一个盖子；此时空气中的氮氧化物、硫酸盐、硝酸盐、挥发性有机物等成分会很快聚集形成细小的二次颗粒物，即PM2.5，严重时会引发大范围的灰霾天气，对人体健康和生态环境造成严重影响。

2.脱硫技术现状及存在的问题

2.1脱硫技术现状

烟气脱硫（FGD）作为目前世界上唯一大规模商业化应用的脱硫方式，发展至今已有200多种脱硫技术。在这些脱硫技术中，按照脱硫产物的形态，基本可以分成三类：湿法脱硫技术、半干法脱硫技术、干法脱硫技术。而国内各钢铁企业采用的烧结烟气脱硫技术则主要有：湿法脱硫技术：石灰－石膏法、氨法、有机胺法、离子液法，双碱法等。半干法和干法脱硫技术包括：循环流化床法、SDA旋转喷雾干燥法、活性炭吸附法、NID法、密相干塔法、MEROS法、ENS法、LEC法等。

2.2脱硫技术存在的问题

目前，国内绝大多数电力企业主要采取石灰石－石膏湿法脱硫技术。该技术固然是世界上最成熟的烟气脱硫技术，但是结合我国的实际情况，其脱硫后生成的副产品石膏在我国的市场却不大。这主要是因为我国本身是天然石膏储量大国，天然石膏价格低廉，而石灰石－石膏法烟气脱硫生成石膏的物理和化学性质与天然石膏相比又有差异，所以目前国内的脱硫石膏大多采用直接抛弃的方法，这样就造成了二次污染。而大多数半干法和干法脱硫技术产生的脱硫副产物更是无法得到综合利用。

3.必要性及处理措施

PM2.5已成为表征空气污染程度的一个重要指数。控制二氧化硫、氮氧化物的排放量对控制PM2.5、防治二次污染有着重要的意义。不同地区的PM2.5是不一样的，污染物来源决定了它的结构及毒性。通过测控某一区域、某一时段的PM2.5中何种成分占主要部分，即可得知该地区该时段排放的主要污染物。如果含硫成分较高，就说明电厂脱硫问题没得到解决。如果以硝酸盐为主，就说明电厂脱硝问题没得到解决。如果挥发性有机化合物占主要部分，就说明化工及机动车尾气排放最严重。因此根据该区域PM2.5的测控数据就可以确定污染治理重点。

控制氮氧化物等大气污染物对改善城市空气质量以及人类身体健康意义重大。2012年2月29日，国务院常务会议同意发布的《环境空气质量标准》中不仅增设了PM2.5浓度限值，还增设臭氧8小时平均浓度限值，收紧了二氧化氮的浓度限值，这对今后氮氧化物的控制提出了新的挑战。因此必须从以下两个方面严格控制氮氧化物的排放：首先是控制固定源排放，确保重点减排行业全部实施脱硝技术，积极研发低氮燃烧技术。对于火电、水泥、钢铁、工业锅炉等重点行业采取强化排放标准、加强在线监测等措施，才能有效遏制氮氧化物的排放。其次是控制移动源排放，即机动车尾气的排放控制。重点加强重型柴油车排放控制，重型柴油车氮氧化物排放是占机动车总排放的60％以上。对于城市公交车和市政车辆，大力推广对环境友好的新能源车，比如混合动力技术、电动车和天然气车等。加快老旧高排放车淘汰，通过实施环保标志制度，将绿标车和黄标车区分，通过限行、经济激励等多种手段加速淘汰高车龄、高里程、高排放的黄标车。尽快加严油品质量标准，通过降低汽柴油中的硫含量，可减少机动车排放的氮氧化物和PM2.5污染。

总结：当前电力行业烟气联合脱硫脱氮工作势头喜人，但也存在不少隐忧。建成的脱硫、脱氮装置数量不断增加，但如何保证长期稳定运行，真正实现SO2和NOx减排，才是接下来工作的重点。另一方面，管理部门在推进钢铁行业烟气脱硫、脱氮工作中，核查核算的水平不断提高，要求也越来越严格，并不简单由是否建设联合脱硫脱氮装置来定性地判断减排效果，而是定量地根据长期运行数据进行核算。

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