超低排放煤电机组启停机氮氧化物排放特征分析

文章采集分析了2017年915台次完成超低排放改造的火电机组启停机过程NOx排放信息,结果表明,机组启动阶段NOx超标小时数在0～22 h之间,其中65.9%集中在1～4 h之间,有19.5%未出现超标,NOx最大排放浓度在1.26～548.69 mg/m3之间,63.7%的台次最高排放浓度超过200 mg/m3;机组停机阶段NOx超标小时数在0～9 h之间,其中87.6%控制在1 h以内,有75.4%未出现超标,NOx最大排放浓度在1.89～592.58 mg/m3之间,14.3%的台次最高排放浓度超过200 mg/m3;不同等级机组在超标小时数和最大排放浓度分布上存在一定差异,但不明显;机组启停阶段NOx排放浓度超标时长与机组启动前后的状态密切相关。     

600 MW燃煤机组脱硝超低排放性能对比评估

对燃煤机组脱硝超低排放进行改造前后的性能对比评估与研究,可为当前正在进行的超低排放改造提供指导与借鉴。以已实现脱硝超低排放的某600 MW燃煤机组SCR脱硝装置为例,评估了该机组脱硝装置超低排放改造前后的脱硝效率、入出口NO_x浓度分布、出口速度分布、氨逃逸、SO_2/SO_3转化率、系统阻力等运行参数,掌握了此台机组脱硝装置主要性能。试验结果表明,该机组SCR脱硝装置在进行超低排放改造后整体性能良好,较改造前各方面性能指标均有所改善,但仍存在流场不均、局部流速过高过低等问题,并相应提出了意见及建议。     

燃煤热电厂烟气超低排放改造工程实践

某燃煤热电厂采用SNCR-SCR耦合脱硝+布袋除尘+湿法石灰石-石膏烟气脱硫+湿式静电除尘的组合工艺对原烟气净化设施进行改造,以实现烟气污染物的超低排放。随机抽取1个月的污染物排放数据进行分析,结果表明:SO_2排放浓度非常低,平均浓度仅为6. 32 mg/m~3,应进一步优化控制参数实现经济运行。NO_x排放浓度稳定,98. 2%的时段排放浓度<50 mg/m~3,但氨逃逸控制不理想。经过湿法脱硫和湿式静电除尘后,96%的时段粉尘排放浓度<2. 5 mg/m~3。综合分析,组合工艺是一种适合燃煤烟气超低排放改造的可靠工艺。     

超低排放改造后燃煤电厂细颗粒物排放特征

超低排放改造后,燃煤电厂细颗粒物排放特征发生了变化,为定量评估颗粒物中各组分的排放特征及环保设备对细颗粒物的影响选取了3台超低排放机组为研究对象利用DGI分级撞击采样器对湿法烟气脱硫装置(WFGD)、湿式静电除尘器(WESP)进、出口颗粒物取样并用多种指标分析研究.结果表明,3台机组出口处排放的PM_1、PM_(2.5)和PM_(10)质量浓度范围分别为0.25～0.38、0.31～0.42和0.42～0.57 mg·m~(-3)两种改造工艺下排放的PM_(10)质量浓度相当,但是颗粒物粒径分布和成分组成存在差异相比FP1和FP2机组,FP3机组PM_(2.5)/PM_(10)比值最高,可能原因是FP3机组安装了WESP,对粒径2.5μm以上的颗粒有更好地脱除效果.FP2和FP3机组排放的PM_(2.5)中水溶性离子总浓度分别为0.20 mg·m~(-3)和0.06 mg·m~(-3),FP2机组排放水溶性离子以Ca~(2+)和SO_4~(2-)为主,FP3机组以NH_4~+和SO_4~(2-)为主.FP2机组WFGD进出口颗粒物分析结果显示,WFGD过程会通过夹带含石灰石、石膏的脱硫浆液增加水溶性离子排放.在WFGD后加WESP能有效去除PM_(25)、PM_(10)颗粒物,降低水溶性离子对大气环境的影响.     

660 MW超低排放燃煤电站汞分布特征研究

对某660 MW超低排放燃煤电站进行汞形态和浓度监测,实验结果表明:在SCR前烟气中,汞主要以单质游离态存在,SCR催化剂对Hg~0氧化率约为20.22%.烟冷器内Hg~0向Hg_p和Hg~(2+)转化,Hg_p浓度增加72.18%,Hg~(2+)浓度增加55.40%.低温电除尘不仅可以脱除Hg_p,对Hg~0和Hg~(2+)也具有协同脱除作用,Hg~0浓度下降47.14%,Hg~(2+)浓度下降68.70%.经过湿法脱硫后Hg~0浓度由0.37μg·m~(-3)升高到0.86μg·m~(-3),Hg~(2+)在湿法脱硫装置内被还原为Hg~0.大气汞排放浓度在0.82～0.95μg·m~(-3)之间,远低于标准要求.超低排放电站产生的汞大部分进入粉煤灰(68.35%),大气排放的汞为21.20%,进入石膏中的汞为4.87%,进入脱硫废水处理站固废5.53%.超低排放环保设备总的协同脱汞效率为78.77%,大气汞排放因子(EF_煤、EF_电)分别为6.07μg·kg~(-1)和1.70μg·kW~(-1)·h~(-1).     

燃煤电厂脱硫技术及超低排放改造费效分析

基于燃煤电厂二氧化硫排放现状及超低排放的要求,构建石灰石-石膏法脱硫费效计算模型,分别分析机组容量、年运行小时数、不同SO_2排放限值及托盘塔改造对成本效益的影响,以"费用最小化、效益最大化"为原则,寻求节能减排新途径。结果表明:在煤炭含硫量和脱硫效率一定时,100 MW、200 MW、300 MW、600 MW和1 000 MW机组的减排量分别为3.47万,5.5万,8.2万,15.5万,25万t,呈逐渐增大趋势,同时,费效比逐渐减小,说明大容量机组环境、经济效益明显;同一机组容量,脱硫成本与年利用时间呈负相关;SO_2排放标准越严格,吨SO_2脱除成本和单位发电量运行成本越高;托盘塔超低排放改造技术经济可行,费效比<1,减排效益明显,可作为燃煤电厂脱硫设施改造的重点技术。     

超低排放燃煤电站三氧化硫的迁移和排放特征

采用美国环保署(USEPA)method 8推荐的方法,对典型超低排放燃煤电站满负荷工况下的燃煤、烟气、飞灰、渣进行三氧化硫监测.实验结果表明:燃煤电站超低排放环保设备对三氧化硫的总脱除率为71.86%,大气三氧化硫排放浓度为1.5 mg·m~(-3)(气体体积为标准大气压下的体积,下同).选择性脱硝催化剂(SCR)前烟气中三氧化硫生成量为二氧化硫的0.46%,在SCR催化剂SO_2/SO_3的转化率为0.58%,空气预热器内气态三氧化硫浓度显著降低.低温电除尘(LLT-ESP)内三氧化硫与飞灰结合得到脱除,LLT-ESP细灰中三氧化硫含量为粗灰的1.38倍.湿法脱硫系统(WFGD)对三氧化硫的脱除率为48.45%.超低排放燃煤电站大气三氧化硫排放因子EF_煤、EF_电分别为17.13 mg·kg~(-1)、4.41 mg·kW~(-1)·h~(-1).估算2018年我国燃煤电站三氧化硫大气排放总量约为3.99万t·a~(-1).     

燃煤电站超低排放控制技术设计方法与图谱

燃煤电站排放烟气量大、成分复杂、污染物浓度低,实现超低排放对大气污染物控制系统的设计有较高要求。通过燃煤电站大气污染物排放特征与控制技术分析,确定燃煤电站超低排放控制技术范围,通过烟尘、SO_2、NO_x的超低排放控制技术间的关联性分析,绘制技术图谱,提出一种燃煤电站超低排放技术方案设计方法,并针对某机组进行案例分析,为燃煤电站超低排放控制技术设计与评价提供了一种方法和图谱参考。     

京津冀区域燃煤发电行业大气污染物排放时空变化特征研究

为了科学评估京津冀区域燃煤发电行业特别排放限值和超低排放相关要求实施后的大气污染物减排效果,以行业调查数据为基础,建立了2013年和2015年京津冀区域燃煤发电行业大气污染物排放清单,分析了装机容量与SO_2、NO_x和烟尘排放量的时空耦合关系,讨论了国家相关政策和标准的实施效果。结果显示:区域内2015年燃煤机组装机容量与2013年相比略有下降,SO_2、NO_x和烟尘排放量分别下降75.95%、83.09%和71.20%,减排效果明显。2015年100 MW以下等级机组3种污染物排放总量位居各机组首位,建议通过多种合理方式压减小型燃煤发电机组数量和排放浓度。     

燃煤电厂超低排放要求下的技术经济性分析

总结了国内在脱硝、脱硫、深度除尘等方面的主要超低排放控制技术,结合300 MW、600 MW、1 000 MW燃煤机组超低排放改造工程案例,分析了影响超低排放控制工艺投资和运行成本的因素。结果表明:设备购置费是控制投资成本的关键因素;运行成本主要由设备维护费、人工成本、消耗性指标构成,消耗性指标的占比最大;随着发电装备和污染治理技术的进步,脱硝、脱硫项目单位污染物的建设和运行成本大幅下降,但投资成本却随着超低排放改造要求及人力成本的提高而上升。     

基于车用氮氧化物传感器的工程机械NOx排放因子测量方法研究

为了能够低成本地获得包括工程机械在内的非道路移动机械的NO_x排放因子,基于目前广泛使用的车用氮氧化物传感器开展了NO_x排放因子的测量系统搭建和计算模型研究.基于柴油机尾气O_2浓度、NO_x浓度、环境温湿度和燃料特性等参数建立了非道路移动机械单位油耗NO_x排放因子计算模型.为了验证测量系统与计算模型,开展了4台工程机械的实际道路验证试验,并选取其中一台开展了基于车载排放测试系统(PEMS)的NO_x排放比对试验.比对和实测试验结果表明建立的NO_x排放因子测量方法具有较低的相对误差和稳定性,与车载排放测量系统的测量结果相比具有很好的相关性.被测2台挖掘机和1台推土机、1台压路机的平均单位油耗NO_x排放因子分别为(22.8±4.0)、(35.8±16.0)和(55.0±18.0)、(68.8±13.0) g·kg~(-1).基于车用氮氧化物传感器的NO_x排放因子测量结果与目前国内外已有研究的NO_x排放因子测量结果接近.     

基于LMDI中国省域氮氧化物减排与实现路径研究

首先基于Kaya恒等式,利用对数平均Divisia指数分解模型(LMDI法)将氮氧化物排放分解为排放因子、能源强度、经济结构、能源结构和经济发展5个因素;其次通过模型得出的脱钩系数运用构建四象限法评价"十二五"期间中国30个省市脱钩空间差异,研究各省市氮氧化物减排表现、分析减排潜力和减排影响因素,为国家"十三五"制定差异化的区域氮氧化物减排目标和寻找多元化的氮氧化物减排途径提供有益参考.研究结果表明:经济增长是促进氮氧化物排放量增加的决定因素,能源强度降低是抑制氮氧化物增排的决定因素,经济结构优化和能源结构调整具有较大促进氮氧化物减排潜力;中国氮氧化物排放与经济增长脱钩空间分异明显,大部分省市经济发展与氮氧化物排放处于脱钩状态,部分省市弱脱钩状态.同时,中国氮氧化物排放与经济增长脱钩系数呈现逐年上升趋势,2010—2015年中国各省市氮氧化物排放脱钩空间分布由较弱、中脱钩为主至中、较强脱钩为主再到较强脱钩为主,呈现区域间"异质化"和区域内"均质化"的趋势.国家氮氧化物后续减排任务应多分解在中脱钩或弱脱钩(减排潜力大)省市,对相邻的省份制定协同减排计划,且主要通过提高能源利用效率、同时优化经济结构和能源消费结构实现其最优减排.     

超低排放下燃煤电厂氨排放特征

燃煤电厂采用SCR(选择性催化还原)脱硝过程消耗大量的氨,同时存在氨逃逸和氨排放问题.为了掌握超低排放燃煤机组的氨排放程度、脱硝氨逃逸情况以及各环保设施对氨的协同脱除能力,为燃煤电厂氨减排政策制定和氨减排技术研发提供支持.在京津冀大气污染传输通道城市中选取11个城市中的14台机组,采用例如DL/T 260—2012《燃煤电厂烟含脱硝装置性能验收试验规范》的标准方法用稀硫酸吸收烟气中的氨再结合分光光度测试方法,对环保设施多个位置的烟气中氨进行浓度测试.结果表明:①氨排放浓度介于0.05~3.27 mg/m3之间,平均约0.95 mg/m3,通过烟气排入大气中氨的浓度不高;②测试的14台机组中有7台机组(约50%)脱硝氨逃逸值高于设计值(2.28 mg/m3),说明脱硝氨逃逸超过设计值呈普遍现象,个别电厂脱硝氨逃逸严重,氨逃逸亟待解决;③环保设施对逃逸氨具有较好的协同脱除能力,平均脱除率约为64.86%.建议对于SCR脱硝氨逃逸严重的机组,对SCR出口烟道截面氮氧化物(NO_x)实施网格式测试,在此基础上实施精细化精准喷氨、优化流场、提高SCR脱硝运行水平(或采用专业化运维),从源头上减少氨耗量,降低系统能耗和氨排放.      

燃煤电厂氮氧化物产生浓度影响因素的敏感性和相关性研究

燃煤电厂氮氧化物产生浓度监测是计算排放浓度的基础,要实现氮氧化物排放浓度的控制,研究其产生浓度的影响因素很重要.因此,本文选取了187组燃煤电厂的现场实测及历史实测氮氧化物数据,装机规模覆盖12～1000MW,通过敏感性分析和偏相关分析,对不同类型燃煤机组氮氧化物产生浓度的各主要影响因素进行定量分析.敏感性分析发现,采用低氮燃烧技术的发电锅炉中,影响氮氧化物产生浓度的因素依次为机组规模、空气过剩系数、机组负荷率、煤中挥发分、煤中含氮量;未采用低氮燃烧技术的发电锅炉中,影响氮氧化物产生浓度的因素依次为煤中挥发分、空气过剩系数、机组规模、机组负荷率、煤中含氮量.通过偏相关分析发现,对于采用低氮燃烧技术的发电锅炉,在置信水平为99%的情况下,氮氧化物产生浓度与机组规模呈负相关关系,偏相关系数为-0.412;与空气过剩系数呈正相关关系,偏相关系数为0.265;与煤中挥发分呈负相关关系,偏相关系数为-0.355;与机组负荷率呈正相关关系,偏相关系数为0.245;与煤中含氮量的相关性不显著.对于未采用低氮燃烧技术的发电锅炉,在置信水平为99%的情况下,氮氧化物产生浓度与机组规模呈正相关关系,偏相关系数为0.345;与空气过剩系数呈正相关关系,偏相关系数为0.325;与煤中挥发分呈负相关关系,偏相关系数为-0.543;与机组负荷率及煤中含氮量的相关性不显著.     

烟气深度余热回收技术对燃气锅炉NOx排放扩散迁移规律的影响研究

运用Fluent计算软件对北京市丰台区某燃气锅炉排放烟气中NOx的转化和扩散过程进行了数值模拟,定量地研究了烟气深度余热回收技术对燃气锅炉排放NOx在大气中的迁移规律产生的影响,并与Screen 3模型模拟的结果进行了对比.研究发现:烟气深度余热回收技术的应用使NOx的最大落地浓度与烟气直排时相比增加了2.5倍,NOx对本地地表的影响面积增大了15750 m2,增加了本地环境污染的风险.结合燃气锅炉的NOx控制技术提出了缓解局部环境风险的解决方案.结果表明,烟气深度余热回收技术与低氮燃烧技术联用,NOx的控制效率达到70%以上时,在有效提升锅炉热效率的同时,可以缓解由于烟温大幅下降造成的本地环境污染恶化的风险.     

超低改造下中国火电排放清单及分布特征

本研究基于2018年火电在线监测和环境统计等数据,自下而上编制了中国高分辨率火电行业排放清单,并核算了排放浓度、排放因子和排放量.结果表明超低排放政策效果显著：2018年火电SO₂、NO_x和烟尘平均排放浓度分别为37.57、56.71和7.41mg ·m^-3.比2015年分别下降58.71%、43.12%和60.79%;中国燃煤机组的SO₂、NO_x和烟尘平均排放因子分别为0.30、0.48和0.06 g ·kg^-1,比2015年分别下降55.2%、36.84%和62.5%;中国火电SO₂、NO_x、烟尘和PM_2.5总排放量分别为72.14、118.38、14.90和13.59万t ·a^-1,比2015年分别下降41.32%、19.29%、48.12%和40.39%.     

海南省淘汰落后产能政策的污染物协同减排效应评价

结构减排是我国污染物减排的主要措施,是海南省推进产业结构升级、实现建成"全国生态文明建设示范区"的必然选择.为评价该政策产生的环境效应,采用海南省2006~2013年"十一五"和"十二五"期间淘汰落后产能数据,运用排放因子法,估算各年份由于淘汰水泥、炼铁、炼钢、造纸和实心黏土砖落后产能带来的多种污染物协同减排效应.结果表明,研究期间氮氧化物(NO_x)、二噁英类污染物、大气汞累计削减量分别达到2 826.0 t·a~(-1)、10 462.5 mg·a~(-1)和280.8 kg·a~(-1).淘汰落后产能对海南省NO_x减排的影响不是很显著,但对降低新型污染物二噁英类和大气汞的排放起到有效的源头控制作用,累计效应显著.该研究为评估淘汰落后产能政策对常规污染物和新型污染物协同控制效应提供了方法和思路.     

稻田气溶胶NH3和气体NOx排放在线测定研究

气溶胶NH3和气体NOx是大气颗粒物和降水的主要成分,是形成气溶胶的关键物种.田间集约化氮肥施用是气溶胶NH3和气体NOx的一个重要来源,目前该领域的研究鲜有报道.2010年5月～2010年10月,在线监测了稻田施用尿素后气溶胶NH3和气体NOx的排放情况.监测系统的时间分辨率设置为1 h.在4次稻田施肥试验中,施肥后对气溶胶NH3排放和相应的气象因子连续采样20 d.在第4次施肥试验中,施肥后连续采样47 d,进而研究气体NOx的排放规律及其与气象因子的关系.结果表明,气溶胶NH3的排放因子分别为2.6%、5.5%、4.0%和1.6%,相应的排放通量分别为3.97、2.08、1.52和1.22 kg·hm-2.温度(空气温度和土壤温度)是影响稻田施肥气溶胶NH3排放的主要因子,而空气湿度和土壤水分对其排放的影响却不明确.通过分析监测数据可知,稻田施肥后NO2-N排放量与NO-N排放量的比值为9/4,气体NOx的排放因子和排放通量分别为0.14%和0.30 kg·hm-2.气象因子与气体NOx排放通量的关系也进行了初步探讨.     

硝化液回流比对ABR-MBR工艺反硝化除磷效能的影响

基于ABR工艺与MBR工艺的耦合联动,以低C/N比生活污水为研究对象,构建生物相分离、液相循环和功能联动的ABR-MBR新型组合工艺,以实现稳定、高效、节能的多功能生物除污(去碳-脱氮-除磷)为目标,通过优化水力停留时间(HRT)以获得ABR优质碳源提供与MBR短程硝化实现的最佳组合,并进行了硝化液回流比为100%、200%、300%和400%时对反硝化除磷的影响研究.ABR-MBR耦合工艺在不同条件下的运行研究结果表明,将溶解氧(DO)维持在低浓度(0.3~1.0 mg·L-1)下及HRT维持在较短(HRTMBR=3 h)情况下在MBR中实现了短程硝化,亚硝酸盐积累率达到60%以上;随着硝化液回流比的增大,ABR中反硝化除磷效能先升高后下降,以300%时反硝化除磷效果为最佳,此时亦处于MBR短程硝化阶段,实现了短程反硝化除磷(主要以NO-2作为电子受体的反硝化除磷),且短程反硝化除磷在系统除磷中占据了主导作用.     

基于P3-T3方法的飞机LTO阶段氮氧化物排放量计算与分析

飞机起飞着陆循环(LTO)阶段包含高推力的起飞和爬升阶段,具有排放强度高、排放特性不稳定的特点.同时,该阶段飞行高度低,尾气排放会直接影响机场周边人群.因此,本文依据机载快速存取记录器(QAR)数据中的低压转子转速等特征参数,对LTO进行精确的阶段划分.同时,建立发动机排放特性参数与推力关系模型,并使用P_3-T_3方法对国际民航组织公布的发动机各阶段排放指数进行修正,最终计算GE90-115B发动机某次LTO阶段的实际氮氧化物排放量.结果表明,该方法与国际民航组织推荐的标准LTO估算方法相比,总量相差约40%,与原有的BM2方法相比也存在一定差异.分析认为,这种依据QAR实际飞行数据并结合发动机排放特性参数的发动机排放量计算方法,可以更加真实地反映发动机性能对排放特性的影响,可很好地适用于具体航班氮氧化物排放量的精确估算,为近地面飞机排放评估乃至机场排放清单的编制提供更加准确的依据.