（南京外国语学校仙林分校 江苏省南京市 210023）
摘要：通过查阅分析相关数据、实地考察、专业交流，数理统计等方法，研究分析发电厂实施超低排放改造（烟气脱硫、脱硝和湿式电除尘）后对环境保护的贡献（实际减排效果、环境空气的改善）和现实意义，并提出相应建议和思考。
关键词：火力发电厂超低排放改造环境保护贡献思考
一、调研活动背景
大气污染对人类的生活影响很大，甚至危及人类的生命安全。如1952 年 12 月 5 日至 9 日，伦敦上空受反气旋影响，大量工厂生产和居民燃煤取暖排出的废气难以扩散，积聚在城市上空。伦敦被浓厚的烟雾笼罩，交通瘫痪，行人小心翼翼地摸索前进。市民不仅生活被打乱，健康也受到严重侵害。许多市民出现胸闷、窒息等不适感，发病率和死亡率急剧增加。据统计，当月因这场大烟雾而死亡的人数多达4000人。此次事件被称为“伦敦烟雾事件”，成为20世纪十大环境公害事件之一。大气污染物质如二氧化硫、二氧化氮、氟化氢等，还会影响植物的光合作用，进而影响到整个生态系统的平衡，造成物种的消失。据统计，近百年来在人类干预下的物种灭绝比自然速度快了100―1000倍。大气污染还增加了人类患肺癌、皮肤癌以及其他各种疾病的机率。此外，由于大气污染形成的全球温室效应，造成海平面上升，病虫害增加，气候反常，海洋风暴增多，土地干旱，沙漠化面积增大等危害。科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，到2050年全球温度将上升2－4摄氏度，南北极地冰山将大幅度融化，导致海平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其中包括几个著名的国际大城市：纽约，上海，东京和悉尼。可见，大气污染对人类的生产生活影响极大，如果不注意对大气环境的治理，势必对我们人类的生存构成巨大威胁。
大气污染的主要来源是煤烟和城市尾气，大气污染物一般有2种形态，即颗粒状污染物和气态状污染物，颗粒状污染物主要以烟尘为主，气态状污染物有二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳和含氢气体等。近年来，江苏省采取了一系列的大气污染治理措施，空气质量得到了明显改善，根据江苏省环保部门统计数字，2014-2016年全省环境空气主要指标如下：
通过分析上述数据可以看出：2014年至2016年，江苏省环境空气质量逐年好转，最直接的反映是重污染天气（如雾霾天气）逐年减少。说明通过对煤烟和城市尾气的治理已取得了初步成效。其中对煤烟的治理主要是制定颁布严格的大气污染物排放标准，要求相关燃煤企业加装环保设施，控制大气污染物排放量；城市尾气治理主要是提升燃油质量，提高车辆排放准入标准，减少有毒有害气体的排放。
二、调研活动内容
为了进一步深入了解江苏省大气污染物治理工作的开展情况，探究近几年全省环境空气质量逐年好转的深层次原因，近期查阅收集了相关信息及数据，同时选择主要用煤和煤烟产生企业即燃煤火力发电厂作为调研对象，进行重点了解和分析，期间赴江苏扬州、连云港和盐城三市的大型燃煤火力发电厂进行实地走访，对燃煤火力发电厂最近几年开展的超低排放改造效果进行了调研。
三、燃煤火力发电机组超低排放改造工程背景
随着中国经济的快速发展，各行各业的用电量快速上升，燃煤发电也在快速增长。截至2016年底，全国火电装机容量已突破10.5亿千瓦，占全国总发电装机容量的64%，江苏省则高达80%，因此，燃煤发电机组仍然是我国电力行业的主力机组。
随着电力及工业的快速发展，环境污染问题也愈发突出。近几年全国部分地区雾霾问题集中暴发，严重危害人民的健康。为此，国家要求燃煤发电企业全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造，大幅降低发电煤耗和污染排放。同时，江苏地处长三角地区，燃煤发电装容量大，环境压力大，为此政府制订颁布了更为严格的大气污染物排放标准（高于欧盟和美国排放标准），相关大气污染物排放浓度限值对比如下表：
1.电厂烟气脱硫系统
目前燃煤火力发电厂多采用湿法脱硫技术，湿法烟气脱硫是一个复杂的化学、物理反应过程，包括二氧化硫吸收、石灰石溶解、石膏结晶等几个阶段，其化学反应可简单用以下反应式表述：
1）SO2+H2O→H2SO3 吸收
2）CaCO3+H2SO3→CaSO3+CO2+H2O中和
3）CaSO3+1/2O2→CaSO4 氧化
4）CaSO3+1/2H2O→CaSO31/2H2OCaSO4+2H2O→CaSO42H2O结晶
6）CaSO3+H2SO3→Ca（HSO3）2 pH控制
2．电厂烟气脱硝系统
现在燃煤火力发电厂多是采取SCR（Selective Catalytic Reduction）选择性催化还原脱硝技术，目前氨催化还原法是应用最多的技术。基本原理是在催化剂的作用和有氧气存在的条件下，NH3优先和NOx发生还原脱除反应，生成氮气和水，而不和烟气中的氧进行氧化反应，其主要反应式是：
1）4NO+4NH3+O2→4N2+H2O
2）2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
3．电厂烟气除尘系统
烟气除尘技术有很多种，这里重点介绍湿式电除尘技术。湿式电除尘器通过在除尘器上部设有喷水系统，将水雾喷向电场，水雾在强大的电晕场内荷电后分裂进一步雾化，共同对粉尘粒子起捕集作用，最终粉尘粒子在电场力的驱动下到达收尘极而被捕集。水在收尘极上形成连续的水膜，将捕获的粉尘冲刷到灰斗中随水排出。
五、江苏省燃煤火力发电厂超低排放改造情况
江苏省目前所有600MW等级以上的火电机组均已完成超低排放改造，2017年所有发电机组均将改造完成。实地调研的扬州、连云港和盐城的三个大型火力发电厂超低排放改造工程已全部完成，其中扬州和连云港2家电厂改造后现场实时监测数据如下：
注：表中排放指标为指标年度的平均值。
通过分析上表对比数据可以看出，燃煤机组进行超低排放改造后，大气污染物减排总量达到12983.52吨/年，减排效果十分明显，具有显著的环境效益和社会效益。
据统计，火电行业对全国城市PM2.5年均浓度平均贡献率为8.46%。全部超低排放改造后，火电行业对全国城市PM2.5年均浓度平均贡献率可下降2.89个百分点。按我国火电装机容量为10亿千瓦，假定全部实现超低排放，则火电厂烟尘、二氧化硫、氮氧化物年排放量大概可分别减少52.5万吨、113.75万吨和262.5万吨。
七、结论与思考
结论：电厂超低排放改造工程的实施，既可减少因酸雨造成的损失，也可以减少粉尘排放，减少对环境的污染，满足新的国家环保政策的要求，尤其是增设湿式电除尘器后，同时缓解PM2.5、SO3酸雾、超微米颗粒物、气溶胶以及重金属等环境污染问题，社会效益十分明显。
思考一：根据江苏省环境空气质量对比表可以看出，CO的排放量近3年没有发生变化，说明在碳排放方面还没有取得进步，随着地球温室效应的加剧，应采取措施努力控制碳排放量，进一步改善环境。
思考二：随着电厂超低排放改造的实施，加大了对石灰石、氨水和脱硝催化剂的用量，应加强对这些产品生产过程的管理，避免造成新的环境污染。
参考文献及数据引用：
[1]《江苏省环境空气质量对比表》数据引自于江苏省环保厅官网
[2]《江苏和其它国家环保排放标准对比》中江苏数据引用于江苏省地方标准
[3]其它数据依据电厂实际运行数据统计分析或计算得出
作者简介：
张萌鑫（2000.2-），男，汉族，江苏南京人，南京外国语学校仙林分校，高二（6）班，在读学生。邮编：210000
论文作者:张萌鑫
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/24
标签：江苏省论文; 燃煤论文; 超低论文; 火力发电厂论文; 污染物论文; 烟气论文; 环境论文; 《电力设备》2017年第21期论文;