循环流化床锅炉气体污染物的排放与控制

循环流化床锅炉气体污染物的排放与控制

    化石燃料燃烧生成物中含有大量的有害物质，对环境构成严重的污染。因此，必须严格控制化石燃料燃烧污染物的排放。通常，这些污染物可分为三大类：气体污染物与粉尘、固体弃物、污水。气体污染物主要有硫氧化物（S0_r，S0₂和少量的S0₃）、氮氧化物（包括NO 、N0₂和S₂0）和温室气体二氧化碳（C0₂）、一氧化碳（CO）。此外，燃烧烟气中还含有氛化氢（HCI）、氟化氢（HF）等卤化氢气体。虽然流化床姗烧为低温和分级燃烧，对燃烧过程中的气体污染物具有较好的控制能力，属于对环境友好的燃烧技术，但是随着人们环境质量意识的不断增强以及燃烧污染物排放标准的日益严格，循环流化床锅炉S0₂和N0₂（NO、N0₂）、N₂0、CO₂等气体污染物的排放及控制问题仍然受到关注。

环境质量与大气污染物排放标准

一、环境质量围绕着人类的外部世界统称为环境。按环境要琴属性，可分为自然环境和社会环境．本章涉及的环境是前者。因此，环境质量问题指的是与人的健康直接相关的生活环境和生产环境因大气污染引起的质量问题。
l. SO₂的特性及其对环境的影响
二氧化硫（SO₂）是一种无色有刺激性的对大气环境危害严重的气体污染物。大气中的SO₂在阳光的催化作用下，与水蒸气等进行复杂化学反应形成硫酸，再经雨淋降至地面，即形成“酸雨”。酸雨的危害主要表现在：
(1）危害生物和自然生态环境。酸雨在地面得不到中和，会使土壤、湖泊、河流酸化；水中的pH值降至5以下时，鱼类的繁殖和发育会受到严重影响；土壤和底泥中的金属可被酸雨溶解到水中，毒害鱼类；水体酸化还可能改变水生生态系统；酸雨还会抑制土壤中有机物的分解和氮的固定，淋洗土壤中的钙、镁、钾等营养元素，使土壤贫府化．酸雨损害植物的新生叶芽，影响植物生长，严重的甚至会导致森林生态系统的退化。
(2）腐蚀建筑材料及金属结构。酸雨腐蚀建筑材料、金属结构、油漆等，特别是许多以大理石和石灰石为材料的历史建筑物和艺术品，耐酸性差，容易受酸雨腐蚀。
    在我国西南、中南及华东北部等椒用高硫煤的地区，酸雨已带来严重问题，如重庆和贵阳降水的pH 值已分别降至3.35 和3.44。我国酸雨形势已十分严峻，降低厌飞排放已成为当务之急。
二、大气污染物排放标准
    要控制大气污染，保护人类赖以生存的环境，实现可持续发展，必须制定大气污染物排放标准。目前世界上对大气污染物排放标准的制定主要基于只种不同的方案．一种方案是确定一个减少污染气体总排放量的目标，以此为基准制定排放标准，并要求必须从技术上寻找、采用和发展符合排放标准的方法，这是高标准的技术强制法方案。德国、奥地利和瑞典采用这个方案。另一种方案是选择现有的、合适的降低污染气体的技术，根据现有技术能达到的水平来制定排放标准，此方案为英国所采用．第三种方案介于上述两种方案之间：根据排放状况，制定污染气体排放减少量的总目标，允许选择实际上能达到目标的技术措施，这是丹麦等国所采用的方案。
    大气污染物排放标准的单位各国使用的不尽相同，其中最常用的单位是mg/m³, （标准状况下）和ppm ，这是指在0℃（273K ）、压力为101325Pa 下不含水分的排放量。另外，也有基于每十亿焦耳能量输入的g/GJ，以及英制大气污染排放标准的单位lb/10⁶Btu。 ( Btu , British thermal unit ) ，即磅／10⁶‘英热量单位（1 英热量单位＝1055. 06焦耳）。不同单位之间存在换算问题．例如，对3从标准状况下mg/m³换算成ppm 要乘以系数0.35，对NO_x（从标准状况下mg/m³，要乘以系数0.487 ；若换算成lb/10⁶Btu ，对煤则要乘以系数8.14*10；从标准状况下mg/m³换算成g/ GJ乘以系数0.35 。
1.我国锅炉大气污染物排放标准
     为贯彻《 中华人民共和国环境保护法》 和《 中华人民共和国大气污染防治法》 ，防治火电厂排放造成的污染，保护生活环境和生态环境，改善环境质量，促进火力发电行业的技术进步和可持续发展，我国于2003年12月23日颁布了新的GB13223-2003《火电厂大气污染物排放标准》，2004 年l 月1 日起实施。该标准分三个时段，对不同时期的火电厂建设项目分别规定了排放控制要求：1996年12月31日前建成投产或通过建设项目环境影响报告书审批的新建、扩建、改建火电厂建设项目，执行第l 时段排放控制要求；1997年l月1日起至该标准实施前通过建设项目环境影响报告书审批的新建、扩建、改建火电厂建设项目，执行第2时段排放控制要求；自2004年1月1日起，通过建设项目环境影响报告书审批的新建、扩建、改建火电厂建设项目〔含在第2 时段中通过环境影响报告书审批的新建、扩建、改建火电厂建设项目，自批准之日起满5 年，在该标准实施前尚未开工建设的火电厂建设项目），执行第3 时段排放控制要求。该标准规定的各时段火力发电锅炉段）2 和NOz 的最高允许排放浓度分别执行表9-l 和表9-2 规定的限值。台湾从1990年7月1日起，规定标准状况下SO₂排放浓度不大于2145mg/m³耐；从1993年7月1日起，规定标准状况下义玛排放浓度不大于1430mg/ m³。
2 ．世界主要工业国家锅炉大气污染物排放标准
    世界工业化国家制定了严格的限制锅沪污染物排放的标准，表9-3 为世界主要工业国家新建大型燃煤锅炉大气污染物排放标准。值得指出的是，尽管各国标准的内容还有所不同，但对SO₂和NO₂的排放标准都是明确的。