火电厂大气污染物排放标准实施效果的数值模拟研究

建立了2010年火电厂大气污染物排放清单,在此基础上设计了实施2003版标准和实施新版标准的模拟情景,运用Models-3/CMAQ模型系统分别预测其到2015年和2020年的NO2、SO2、PM2.5浓度以及氮、硫沉降量,探讨新版火电排放标准对我国大陆地区空气质量的改善.研究表明,新版火电标准的实施能够有效地改善我国的空气质量状况,相比于实施2003版标准情景,到2015年和2020年全国NO2浓度超过国家二级标准的面积分别减少了53.9%和55.2%;SO2浓度超过国家二级标准的面积均减少了40.0%;氮沉降强度超过1.0 t·km-2的面积分别减少了75.4%和77.9%;硫沉降强度超过1.6 t·km-2的面积分别减少了37.1%和34.3%.     

欧盟排放指令对我国火电厂大气污染物排放标准修订的启示

本文在对欧盟2010/75/EU指令中火电厂大气污染物排放标准条款进行详细解读的基础上,针对我国《火电厂大气污染物排放标准》(GB 13223—2011)执行过程中存在的问题,提出下一步修订的建议。建议我国火电厂大气污染物排放标准修订时借鉴欧盟标准相关条款,合理调整适用范围,明确在线监测数据达标评判方法,制定不同的过渡期或制定差别化的标准限值。     

火电厂大气污染物排放标准实施导致火电源对PM2.5贡献变化的数值模拟研究

基于2003版和2011版《火电厂大气污染物排放标准》的实施,设计了4种模拟情景,应用WRF-CMAQ模式系统模拟PM_2.5浓度,探讨2020年火电源对PM_2.5的贡献率情况。结果表明：2011版《火电厂大气污染物排放标准》对改善我国PM_2.5污染状况有较好的效果,如果火电厂实施2003版标准,到2020年火电源对30个主要城市PM_2.5的贡献率为27.7%~34.8%;实施2011版标准,贡献率为12.2%~19.6%,其中一次贡献率为2.6%~4.4%,二次贡献率为10.1%~14.9%。     

中国硫沉降数值模拟

采用致酸污染物长距离传输模型ATMOS,对我国2002年排放的SO₂所产生的S沉降分布进行了数值模拟研究.分别将模式输出的ρ(SO₂),SO₄2-湿沉降量与实际监测地面层的ρ(SO₂),降水中SO₄2-湿沉降量进行相关性分析;对我国总S沉降、地面层ρ(SO₂)分布,以及S干、湿沉降分布特点等模拟结果进行详细分析.在此基础上,得到模拟各网格的总S沉降数值,将其与相应的S沉降临界负荷值进行比较,获得95%保证率(RAINS-Asia)下我国1°×1°S沉降超临界负荷分布图.为控制我国的S沉降,对各省SO₂减排的形势进行分析,并提出具体要求.      

四川中东部地区2009年大气硫沉降模拟

采用第三代公共多尺度空气质量模型Models-3/CMAQ,对四川中东部地区2009年1月、4月、7月和10月SO₂排放所产生的硫沉降分布进行数值模拟研究,并且将该模型输出的ρ(SO₂)、SO₄2-湿沉降量分别与地面层的ρ(SO₂)、降水中SO₄2-湿沉降量实测值进行相关分析,探讨硫沉降的季节、区域分布特征及湿沉降变化. 结果表明:ρ(SO₂)模拟值与实测值的R(相关系数)为0.445,SO₄2-湿沉降量模拟值与实测值的R为0.510;四川中东部地区夏季硫沉降量为2.2×104 t,高于其他三季,冬季最小,为1.0×104 t;硫沉降呈三大片区分布,宜宾、乐山、泸州为高值分布区,资阳、遂宁、南充、广安和达州均属于硫沉降低值区,成都、德阳、绵阳片区属硫沉降次高值区;干沉降中SO₂沉降量在各季所占比例均在85%以上,湿沉降中各季SO₄2-沉降量所占比例均在99%以上.      

浅议新大气排放标准发布后火电厂竣工验收监测

2011年7月29日《火电厂大气污染物排放标准》发布后,现有火电厂的“三同时”竣工验收监测需执行新标准中的相关规定。新标准还增加了敏感点环境空气的监测,敏感点的确定可参照环评,根据实际情况布设。新标准中未明确指明“重点地区”指哪些行政区划,为此,本文建议需要在新标准中进一步明确“重点地区”指哪些省等行政区域,以利于新标准的执行。     

《火电厂大气污染物排放标准》实施对燃煤电厂大气汞减排的影响

为评估GB 13223─2011《火电厂大气污染物排放标准》实施对燃煤电厂大气Hg(汞)减排的影响,采用“自下而上”排放因子法,对燃煤电厂大气Hg排放量进行了估算,通过设计不同发展情景,对排放标准实施条件下我国燃煤电厂大气Hg减排量(不含港澳台地区数据,下同)进行了预测. 结果表明:不同能耗情景下,预计2015年燃煤电厂的煤炭消费量为18.5×108~20.3×108 t,2020年煤炭消费量可达19.7×108~22.5×108 t;GB 13223─2011实施后,大气污染控制设施包括ESP(静电除尘器)、FF(袋式除尘器)、WFGD(湿法脱硫)和SCR(选择性催化还原脱硝)的应用比例亟需提高,控制设施面临提效改造,主要控制技术组合SCR+ESP+WFGD在2015年和2020年的应用比例将达到40%、75%;改造后技术组合FF+WFGD、ESP+WFGD、SCR+ESP+WFGD可分别实现90%、85%、80%的脱Hg效率. 由此可为我国燃煤电厂大气Hg排放带来巨大的协同减排潜力,与2010年约119 t的排放水平相比,2015年和2020年在低能耗情景下,我国燃煤电厂大气Hg减排幅度可分别高达38%和39%. 为进一步提高燃煤电厂大气的Hg减排量,建议逐步推广应用活性炭喷射(ACI)等技术.      

新修订的《火电厂大气污染物排放标准》发布

近日,环境保护部和国家质量监督检验检疫总局联合发布了新修订的《火电厂大气污染物排放标准》,新标准将自2012年1月1日起实施。环境保护部新闻发言人陶德田表示,新标准的实施将提高火电行业环保准入门槛,推动火电行业排放强度降低并减少污染物排放,加快转变火电行业发展方式和优化产业结构,促进电力工业可持续和健康发展。     

火电厂大气污染物排放清单的分配方法研究

目前我国火电行业高速发展,火电厂排放的NOx和SO2分别占到全国总排放量的40%以上。对火电厂排放的大气污染物进行化学物种分配、时间分配和空间分配,编制网格化排放清单,以期对火电行业的环境影响进行研究从而为我国污染物排放控制政策的制订和环境规划管理提供科学依据。进行空间分配时首次提出按照火电厂的机组容量和排放限值进行分配的思路;进行化学物种分配时参照CB-IV化学机理;进行时间分配时参照国内外学者对于中国及欧洲地区火电源的时间排放规律的研究。     

基于AERMOD模型的乌鲁木齐机动车排放大气污染物的数值模拟

以乌鲁木齐市主城区为例,将区域机动车排放清单数据作为排放源数据,利用AERMOD模型对乌鲁木齐市主城区域机动车排放的主要大气污染物质量浓度分布情况进行了数值模拟,并探讨了机动车排放的大气污染物对乌鲁木齐市城市空气质量的影响。结果表明:由机动车排放引起的乌鲁木齐市主城区域大气污染物CO、HC、NOx和PM10的质量浓度分布均表现为新市区和米东区高于其他几个区域,最大影响浓度点出现在新市区河南路北侧和米东区,为机动车所排放的大气污染物影响最为显著的区域;模拟得到的各大气污染物年均质量浓度在网格点最高值均低于相关标准浓度限值;显著影响区域范围内,NOx模拟预测浓度占区域环境空气质量浓度的44.12%,是区域环境空气中NOx的较为重要排放源,而可吸入颗粒物(PM10)仅占0.5%,说明机动车颗粒物排放不是乌鲁木齐城市空气中可吸入颗粒物的主要排放源。     

超低排放改造后燃煤电厂常规大气污染物排放特征

基于海口电厂"超低排放"燃煤机组在线监测数据和实测结果,研究颗粒物、SO₂、NO_x排放特征,分析颗粒物粒径分布和化学成分谱.结果显示,"超低排放"机组颗粒物、SO₂、NO_x排放浓度均值分别为(1.57±0.81)、(15.15±6.23)和(40.10±3.63) mg·m^-3,均满足超低排放限值要求.TSP、PM₁₀、PM_2.5、PM₁、SO₂、NO_x的排放因子均值分别为0.0099、0.0098、0.0092、0.0065、 0.1131、0.2882 kg·t^-1,排放因子集中在很窄的区间内,呈正态或偏正态分布,与未进行超低改造研究结果比较,排放因子减小了1～2个数量级.颗粒物数浓度分布呈双峰分布,数浓度峰值粒径为0.027μm和0.641μm;质量浓度呈单峰分布,峰值粒径为1.100μm.PM₁₀、PM_2.5...     

燃煤电厂污染减排成本有效性分析及超低排放政策讨论

中国的空气污染与以煤为主的能源结构关系密切.燃煤电厂是中国煤炭消费量最大且大气污染物排放量最大的部门,因此,也必然成为污染物排放控制的主要对象.针对最近公布的电厂超低排放政策,本文采用成本有效性评估方法对燃煤电厂污染物减排进行了分析,研究结果表明：全面进行超低排放改造以实现污染物减排的成本高昂,其中,燃煤电厂超低排放改造的脱硫、脱硝、除尘的单位减排成本分别为：4.46万元/t,2.35万元/t,0.43万元/t.现有燃煤电厂实施超低排放的行业成本较高;鉴于其他燃煤部门技术水平相对落后、排放标准宽松,现阶段是否首先针对燃煤电厂全面实施超低排放改造需要更为全面的环境经济评估.基于本文的分析,以度电成本为衡量指标将会误导超低排放改造的减排路径选择.研究结论表明：燃煤电厂行业最低成本超低排放改造,应从规模较小、煤质水平较差的机组开始.     

燃煤电厂大气汞及其他痕量元素排放标准研究

为探究中国超低排放燃煤电厂汞及其他有害痕量元素未来标准制定的可行性及建议,综合比对了中国与欧盟、美国等发达国家燃煤电厂大气痕量元素排放标准限值,并基于燃煤电厂现场测试相关文献调研分析,系统地评估了中国燃煤电厂汞及其他9种典型痕量元素(砷、铅、硒、镉、铬、锑、钴、镍和锰)的排放现状.结果表明:与美国、欧盟、加拿大等发达国...     

考虑“双碳”目标与健康损失的区域现役火电机组有序退役研究

火电行业是我国经济社会发展的重要基础和保障，但也是碳排放的主要源头之一。在“双碳”目标约束下，新能源装机将持续增长，而火电机组则面临降碳和退役的压力。以安徽省为研究区域，考虑“双碳”目标与污染导致的健康损失等因素，对全省现役火电机组的计划退役与有序退役方案进行对比分析，为火电行业实现低碳发展提供路径参考。在有序退役方案下，结合初始投资、使用年限、年度发电收益与污染物排放计算出现役机组每年的净现值，并且根据未来安徽省碳排放削减目标，得到优化后的机组退役时间和顺序。结果表明：与常规的计划退役方案相比，有序退役方案使安徽省火电机组退役时间平均提前约5 a，在2060年碳中和之前可实现现役机组全部退役。2020—2060年，现役机组有序退役可累计减少碳排放量12.76亿t；累计减少SO₂、NO_x、PM_2.5排放量分别为1.44万t、2.13万t、0.17万t，比计划退役方案减少8.66亿元的健康损失。机组的有序退役不仅能带来巨大的环境效益与社会效益，也为“双碳”目标的实现提供了有力保障。     

云南省火电行业SO2产排污系数核算研究

本地化的排放因子研究对污染物的准确核算具有重要意义.因此,本文根据2009年云南省火电行业的生产现状及SO2排放情况,采用实测法与物料衡算法相结合的方法,核算出云南省火电行业的SO2产排污系数,同时给出特定工艺及规模下的SO2产排污系数;并将所得系数与《第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册》(以下简称《手册》)、环境统计的相关系数进行比较.结果表明,云南省火电行业的SO2产污系数为19.64kg·t-1(以每t原料中的SO2计,下同),排污系数为2.98～7.45kg·t-1.与《手册》比较得知:本研究中煤粉炉工艺≥600MW机组的产污系数较小;51～300MW机组及≤50MW机组的产污系数与《手册》的相符;本研究中煤粉炉工艺≥600MW机组和51～300MW机组的排污系数低值均比《手册》中的大;《手册》中循环流化床锅炉工艺机组的产排污系数在本研究的产排污系数区间内.与环境统计系数比较,两者产污系数基本相符,环境统计排污系数在本研究的排污系数区间内.     

煤电市场对火电行业SO2排污交易市场的影响分析

以电力行业二氧化硫排污交易为例,探讨了外部市场(煤炭价格、电力价格)的变化对企业在排污交易市场中的决策影响,以及整个排污交易市场的表现.基于一般均衡框架的分析结果表明,煤炭和电力的价格会显著影响排污交易市场的价格和绩效;在我国目前煤电价格体系下,煤炭价格的持续上升,将会大大降低配额的价格和市场活跃程度.     

长三角地区秸秆焚烧污染物排放清单及其在重霾污染天气模拟中的应用

根据2008年长三角地区江苏、安徽、浙江3省各地级市及上海市水稻、小麦、玉米、油菜4种农作物的年产量,结合谷草比、秸秆焚烧比例及排放因子建立了长三角地区秸秆焚烧大气污染物排放清单.结果表明：长三角地区秸秆焚烧产生的PM10、PM2.5、SO2、NOx、CO、EC、OC分别为36.8×104、14.4×104、1.5×104、9.2×104、20.8×104、2.6×104、12.2×104t.秸秆焚烧污染物排放量较大的区域主要集中在江苏中北部和安徽北部.在区域大气环境模拟系统RegAEMS中考虑秸秆焚烧源的影响,针对2008年10月底江苏一次重霾污染天气事件进行模拟,发现考虑秸秆焚烧源后模拟结果有较大的改善.秸秆焚烧可以导致区域PM10、CO浓度上升30%以上,黑碳和有机物的消光贡献明显增强.区域输送研究表明,苏中地区、外省秸秆焚烧排放源对此次重霾污染的贡献分别达到32.4%、33.3%.     

燃煤电厂排放PAHs的气粒分配机制和排放通量

对循环流化床锅炉(CFB)布袋除尘器进口和出口的多环芳烃(PAHs)进行了分析,研究了PAHs在气相和颗粒相中的分配机理.结果表明,除尘过程气相和颗粒相PAHs对应的去除率分别为45.59％与70.67％～89.06％.气相中主要为低分子量PAHs,颗粒相中主要为高分子量PAHs.随着粒径的增加,低分子量PAHs比例呈...     

污泥掺烧对燃煤电厂痕量元素排放特性影响

采用EPAMethod29方法、冷原子吸收光谱法和电感耦合等离子体质谱法采集和分析一台超低排放燃煤机组污泥掺烧前后的原燃料、烟气和副产物样品中各痕量元素浓度,研究污泥掺烧对燃煤电厂痕量元素排放特性的影响.结果表明:污泥中富含Zn、Cu元素,浓度分别是煤样中的18.81倍和17.64倍.污泥掺烧使掺配后入炉煤中痕量元素含量普遍升高.污泥掺烧前后整个系统、锅炉系统和全流程大气污染控制设施的痕量元素质量平衡率均在可接受范围内.污泥掺烧对痕量元素的分布特征无明显影响,随粉煤灰排放是痕量元素的主要排放去向.通过烟囱排放到大气环境的痕量元素排放量占比很小,不超过0.43%.污泥掺烧前后SCR入口烟气中痕量元素除Hg外主要以颗粒态形式存在.污泥掺烧后各痕量元素在粉煤灰和底渣中的相对富集系数未显著改变.经过全流程大气污染控制设施协同控制后,污泥掺烧前后烟囱总排口痕量元素排放浓度分别为0～12.76,0～14.97μg/m³.污泥掺烧后痕量元素排放浓度均满足美国燃煤发电机组有害大气污染物排放标准、上海市燃煤耦合污泥电厂大气污染排放标准和生态环境部生活垃圾焚烧污染控制标准的限值要求....