一.我国火电厂发展现状
目前,我国共建设投产火电项目规模2.15亿千瓦,全国火电装机容量达7.7亿千瓦,增长38.8%。全国30万千瓦及以上大型火电机组占火电机组比重由62.5%提高到76%,其中,60万千瓦及以上清洁机组占火电机组比重已达39%。总体来看,呈现以下特点:1、大型高效机组不断增加 ,能耗下降快。目前已投产和在建的100万千瓦超超临界火电机组59台。这些大型、高效、环保机组的建设,在满足国民经济和社会发展的同时,供电煤耗显著下降,从2007年底的356克,下降到目前的329克,能耗下降了7.58%,相当于年节约标煤1.1亿吨。2、果断淘汰小火电, 节能减排成效好。全国累计淘汰小火电6674万千瓦。据测算,这些机组的关停,每年可以节约原煤7580万吨,减少二氧化硫排放131万吨、二氧化碳1.54亿吨,节能减排成效显著。3、洁净煤技术有进展。我国还积极推进洁净煤技术发展与应用。一是发展整体煤炭气化燃气-蒸汽联合循环发电,2007年开工建设华能天津IGCC示范工程。二是发展循环流化床燃烧技术。2011年正式开工建设60万千瓦等级CFB机组示范工程。三是探索研究碳捕集与封存技术,建成3000万吨级和10万吨等级的CCS装置。
二.火力发电环保处理工程技术简介
(一)烟气脱硫技术
目前,国内外应用控制SO2途径有三种:燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫(即烟气脱硫)。1、燃烧前脱硫技术 。以前燃烧前脱硫是采用物理、化学或生物方法将煤中硫脱除,其工艺投资大、成本高,尚未积极推广应用。2、燃烧中脱硫技术 。燃烧中脱硫是指燃烧与脱硫同时进行。目前比较成熟的有烟气循环流化床脱硫技术和炉内喷钙技术。3、燃烧后脱硫技术 。燃烧后脱琉技术是指对燃烧装置排出的烟气脱去二氧化琉的技术。根据我国国情,烟气脱硫应是火电厂控制二氧化硫排放的主要途径。发达国家对发电厂烟气脱硫大都用湿法脱硫技术,其中的石灰石(石灰)-石膏湿法脱硫是目前世界上技术最为成熟、应用最多的脱硫工艺,特别在美国、德国和日本,应用的单机容量很大。根据美国环保局对应用脱硫设备的燃煤电厂的统计,湿法脱硫效率为90%左右。
(二)烟气脱硝技术
目前应用的火电厂锅炉脱硝技术中,选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction简称SCR)法脱硝工艺被证明是应用最多且脱硝效率最高、最为成熟的脱硝技术,是目前世界上先进的火电厂烟气脱硝主流技术之一。1975年在日本Shimoneski电厂建立了第一个SCR系统示范工程,其后SCR技术在日本得到了广泛应用,大约有170套装置,接近100 GW容量的电厂安装了这种设备。在欧洲已有120多台大型装置的成功应用经验,其NOx的脱除率可达到80%~90%。美国政府也将SCR技术作为主要的电厂控制NOx技术。
SCR法是一种燃烧后NOx控制工艺,关键技术包括将氨气喷入火电厂锅炉燃煤产生的烟气中;把含有NH3(气)的烟气通过一个含有专用催化剂的反应器;在催化剂的作用下,NH3(气)同NOx发生反应,将烟气中的NOx转化成H2O和N2等过程,脱硝效率≥90%。目前,利用该项技术的产品在全球占有率高达98%,居世界发达国家烟气脱硝技术首位。
(三)烟气除尘技术
电除尘器是利用直流高压电源产生的强电场使气体电离,产生电晕放电,进而使悬浮尘粒荷电,并在电场力的作用下,将悬浮尘粒从气体中分离出来并加以捕集的除尘装置。 电除尘器的主要优点如下:除尘效率高,可以处理大风量,阻力低(仅150~300Pa),耗电少,运行费用低, 能处理高温烟气,操作控制的自动化程度高。电袋复合除尘技术是近些年在电除尘达标改造基础上,综合利用电除尘器和袋式除尘器的优点而新发展起来的新除尘技术。在火电厂应用广泛,电袋有机结合,起到了单一的电除尘或袋除尘所不能获得的最佳效果。与普通袋式除尘器相比,工作负荷低,运行阻力低,清灰次数减少,滤袋的使用寿命延长,运行费用降低。采用低低温除尘器+湿式电除尘技术电厂烟尘排放浓度可小于5毫克/标立方米,总之,火力发电行业脱硫脱硝除尘等污染防治已具有成熟的治理技术,只要投资到位,管理得当,完全可以达到国家最新的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)。
三.火力发电行业最新环保政策
自2012年1月1日起,我国实施新的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011),此标准被业界成为“全球最严”的大气污染物排放标准。专家把该标准与欧盟、美国、日本、加拿大、澳大利亚等国标准做了比较,发现比发达国家都严格很多。如欧盟新建大型燃烧装置的氮氧化物排放限值为200毫克/立方米,美国约为135毫克/立方米,中国的火电新标准,其排放限值为100毫克/立方米;日本烟尘排放标准为50—100毫克/立方米,我国新标准要求30毫克/立方米;日本的二氧化硫、氮氧化物排放标准均为200毫克/立方米,我国是100毫克/立方米。其中氮氧化物排放限值,比欧盟还严格一倍。
另根据有关规定,火力发电项目必须安装实时在线监控装置,对其排放的污染物特别是大气污染物进行严格的实时监控,一旦发现超标,将进行严厉处罚和停产整治。
四、火力发电行业环保手续办理简介
为了严格控制火力发电环境污染,国家制定了最严格的环保审批手续。根据国家有关规定,火力发电一律要到国家环保部办理相关手续。首先是环评审批手续。建设单位需委托有甲级资质的环评单位开展环评工作,对项目选址、工程内容、污染防治措施等可行性进行全面系统的分析,提出全面的要求,确保污染物排放达到“全球最严”的《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011),以保证火力发电项目不对周边人居和自然环境造成破坏和影响。其次是项目在实施过程中须严格按照主体工程与环保设施同时设计、同时施工、同时投产运行的环保“三同时”制度进行建设。项目正式投运前,必须经国家环保部组织的竣工验收,否则项目不能投运。
综上所述,火力发电建设项目环境保护治理工程技术成熟,国家法律法规标准严格,具备了控制和预防污染的能力。(作者系岳阳市环保局高级工程师 蒋卉)