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洛阳市火电厂对环境的污染以及控制
摘要：火电厂是洛阳市大气重点污染源之一。洛阳要保证大气环境质量，必须加强火电厂的污染控制。本文主要介绍了洛阳市的几个大型火力发电厂排放的污染物以及其危害，重点列出了当前可行的控制措施。
关键词：火电厂；污染物；控制措施
洛阳市位于北纬34°38＇、东经112°28＇，横跨黄河两岸。洛阳四季分明，土地肥沃，年平均气温14.6°C，无霜期220天左右，年积温5046─5365度，日照时数2186-2548小时，年降水量600毫米左右。电能是一种现代化的优质二次能源。它便于传输，而且容易转变成为其他能源，因而被广泛应用于国民国民经济的各个领域。但是，火力发电过程中造成的污染却是不容忽视的。洛阳市一共有偃师的大唐集团首阳山电厂，新安电厂，孟津电厂，洛阳的热电厂等几座大型的火电厂。这些火电厂对洛阳的环境造成了巨大的影响，所以研究火电厂对环境造成的污染具有重要意义。火电厂的燃料
人们把有煤炭、石油、天然气等石化燃料化学能转换成电能的工厂称为火力
[1]发电厂。火力发电厂的只要燃料也就是煤、油（主要是重油）和气（主要是天然气，还有焦炉煤气、高炉煤气等）。洛阳市的火力发电以燃煤为主。煤有七种组分，即碳、氢、硫可燃物质；氧、氢、灰分、水分等不可燃物质。七种碳是基本成分，占燃料量的50%-95%；氢燃烧时发热量虽高，但含量很少。洛阳市火电厂动力用煤的特点是高灰份、高硫份煤的比例较大，而且几乎不经洗选等与处理过程。火力发电厂一般利用锅炉蒸汽冲动汽轮机而带动发电机发电[2]。2 燃煤发电的污染物排放与危害
2.1 污染物种类
洛阳市燃煤火力发电厂对环境构成直接危害的主要污染物有粉尘、硫氧化物
[3]（SOX）、氮氧化物（NOX）及二氧化碳（CO2）。
2.2 污染物处理的现状
洛阳市火电厂排放的粉尘大部分已得到控制，特别是现代化大型火力电厂的静电除尘设备比较完善，是电厂的除尘效率高达98%-99%，控制粉尘排放已取得成效[4]。
目前，洛阳市的火力发电厂开始投运烟气脱硫装置，但没有采取减排NOX的技术措施，烟气中NOX和SO2的浓度和总量普遍超出国家规定标准[5]。
2.3 污染物危害
洛阳市大气环境容量研究资料显示：SO2、烟尘工业源在排放高度上主要集
中在30-50m，呈现以低空排放为主。如洛阳市热电厂的烟囱与居民楼较近，当工业区与居住区混杂时，二氧化硫、烟尘等就会威胁到周边居民的健康[6]。
（1）SOX的危害SOX只要是SO2和极少量的SO3。排入大气环境中的SO2严重恶化人类赖以生存的空间和环境。(a)在大气环境中，SO2可以经一部转化成SO3，并且形成硫酸雾。（b）SO2影响人体健康主要在呼吸道粘膜上形成亚硫酸和硫酸，刺激人体组织，引起分泌物增加和炎症。（c）SO2对植物的危害表现在破坏叶皮
上的毛细孔，进入叶片并且溶于水，粘结在细胞壁的表面，使植物受害，叶片变黄，严重时大量叶片枯萎，导致植物死亡。（d）SO2及其在大气环境中转化成的硫酸雾可被吸附在材料的表面，具有很强的腐蚀作用，会使金属设备、建筑物等遭受腐蚀，降低使用寿命。
（2）NOX的危害[7]燃烧设备排放的NOX只要是NO，约占95%，而NO2仅占5%、还包括N2O和N2O3等，统称为NOX。NOX对人类及生存环境的危害已经远远超
过其他污染物。（a）排入大气的NO会被迅速氧化成NO2，经紫外线照射并与排烟
中的气态碳氢化合物接触，即可生成一种浅蓝色的有毒烟雾，称为光化学烟雾。光化学烟雾对人的眼、鼻、心、肺及造血组织等均有强烈的刺激和损害作用，NOx在大气中的浓度大于0.0005mg/L时，则会对人体产生危害作用。（b）NOx会在地球表面大气层中形成臭氧，臭氧进入植物叶片并溶于水，沾结在细胞壁的表面，对植物造成严重的伤害。臭氧对于人体也十分有害。N2O是形成温室效应的气体，并且会破坏大气层。（c）在大气中，会形成硝酸雾，NOx也是形成酸雨的重要因素。
（3）温室气体的危害温室气体只要指CO2，其他还有甲烷（CH4）、NOx等。
具有惰性气体性质的温室气体一经形成，其被森林、土壤火海洋自然吸收的速率及其缓慢。CO2等温室气体的寿命期取决于不同的调浆和环境，可长达50-200a。控制措施
由于火电厂污染物排放总量打而且集中，因此，洛阳市对污染物排放控制倍受重视。为了减少火电厂燃煤生产对大气的污染，保护其周围环境，对污染物防治技术的探讨尤为必要和紧迫。
3.1 硫氧化物排放控制
按照GB13223—96的规定，对燃煤含硫量小于1%的电厂制定2.1g/m3允许排放浓度，对燃煤含硫量大于1%的电厂制定1.2g/m3允许排放浓度，处于国际同类标准体系的中等水平，允许排放浓度最低的国家为400mg/ m3。根据我国目前实际情况，该排放浓度对燃煤含硫量大于1%的火电厂，均必须要求建设脱硫设施。目前洛阳市的几个大型火电厂都按照要求建立了脱硫设施，效果比较明显。
（1）SOX排放对常规燃煤粉的电站锅炉，在炉膛燃烧环境下，几乎煤中所
有的可燃硫份均会迅速转化为SO2。控制锅炉SO2的排放可采用多种方式，主要
包括：在煤燃烧前进行洗选加工，脱除部分硫份；在煤的转化过程中脱硫；在煤的燃烧过程中添加脱硫剂，吸收SO2；采取烟气脱硫净化等技术。
煤粉炉的燃烧温度很高，尚没有可在炉膛内燃烧过程中高效脱除SO2的的可行技术措施，也不可能通过改进炉内燃烧过程来抑制SO2的生成，因此，就目前
而言，烟气脱硫是降低锅炉SO2排放量的有效手段，通过烟气净化技术控制SO2的排放已成为共识[8]。
（2）SOX的控制（a）烟气脱硫方法：根据生成物的出路不同，分为回收
法和抛弃法；根据操作过程的物相不同，又可分为干法和湿法。（b）排烟脱硫方法：石灰石/石灰法；喷雾干燥法等。石灰石/石灰法，反应原理：石灰石或石灰浆液吸收烟气中的SO2，先生成亚硫酸钙，然后氧化成硫酸钙。设备：湍球塔、筛板塔、喷雾塔、文丘里洗涤器等。喷雾干燥法，这种工艺属于半干法脱硫，多数采用旋转喷雾器，也有采用各种喷嘴喷雾。
脱除烟气中的SO2，有的脱硫工艺在脱除SO2的同时，也脱除SO3，有的则不
能。但由于烟气中的SO3的含量仅为SO2的3%-5%，在锅炉烟气中SO3一般只占几
十万分之一（按容积），因此，通常不考虑SO3的脱除率。燃煤火电厂烟气脱硫
是目前世界上应用最广泛的一种控制SO2排放的技术，近些年脱硫装置的采用和
技术的发展非常迅速[9,10]。
3.2 氮氧化物排放控制
1997年我国开始执行由国家环保局、国家技术监督局颁布的《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223—1996），该标准的排放限额与多数工业发达国家的现行标准相当。洛阳市大型常规燃煤电站锅炉NOx的实际排放范围为0.5-2.0mg/m3，对没有采取任何降低NOx排放措施的常规电站锅炉，其NOx排放值均明显高于标准中的规定值[6]。要控制NOx的排放，有必要知道它的生成机理。
（1）煤燃烧中NOx生成机理NOx是煤中含有的氮化合物和空气中的氧气在高温燃烧过程中生成的。在煤燃烧过程中，NOx形成的途径主要有：一是有机地结合在煤中的杂环氮化物，在高温火焰中发生热分解，并进一步氧化而生成NOx；二是供燃烧空气中的氮在高温状态与氧发生化学反应而生成Nox[11]。
研究和时间都表明，NOx的排放量与燃烧过程的组织方式有密切的关系。在燃煤过程排放的众多污染物中，危害很大的NOx是唯一可以通过改进燃烧方式来降低其排放量的气体污染物。
（2）NOX的控制脱除烟气中的氮氧化物，简称为烟气脱氮，也称排烟脱硝
或烟气脱硝，这是目前NOX治理的主要方式。
烟气脱硝的方法很多，大体上分为催化还原法、固体吸附法和液相吸附法。(a)催化还原法，该法是以氨或廉价的燃料气(天然气、石油气等)为还原剂，在催化剂的作用下，将烟气中的氧化氮还原，即由NO2—NO—N2。一般催化剂可用
贵金属(铂、钯等)，或非贵金属(铜、铬、钒、铁等)。(b)固体吸附法，该法的优点是净化程度高，并可利用热空气或蒸汽脱附，回收高浓度的NOX，操作方便。缺点是固体吸附剂吸附容量小，吸附剂容量大，再生周期长。一般常用的吸附剂有：分子筛、活性炭、硅胶、焦炭等。最常用的为分子筛和硅胶。(c)液相吸收法，该法包括酸性溶液吸收法、碱性溶液吸收法、酸性溶液吸收氧化法、碱性溶液吸收氧化法、盐类溶液吸收法等。目前该法脱硝在国内外均不够成熟，都在研究试验之中。
3.3 二氧化碳的脱除[3]
通过各种可行的技术措施，比如，提高能量的转换速率，采用先进的燃烧技术，采取有效的节能技术措施，大量、长期储存或利用CO2等，减缓以至于最终
控制能源与电力生产中的CO2对大气的排放，保护人类赖以生存的地球环境，是
全球能源与电力面临的一个前所未有的挑战。结论
洛阳市对火电厂排放的污染物进行治理工作早已开展，也越来越受到政府以及市民的重视，并且取得了一定的效果。今后我们更应该吸收国内外的先进技术，采取最先进的设施，争取更加有力的控制好火电厂的污染，维护好我们的赖以生存环境。
参考文献
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