????? 我國火電裝機容量占總裝機容量的78%,其中95%以上是燃煤電廠,根據(jù)有關(guān)國際機構(gòu)和專家分析,我國二氧化碳年排放量已超越美國,居世界第一位。從長遠看,我國一次能源構(gòu)中以煤為主狀況將長期存在,電源結(jié)構(gòu)也將在未來幾十年以煤電為主,2000年以后新建的燃煤電廠占絕對數(shù)量,服役時間還很長,進一步提高效率的空間越來越小,未來電力二氧化碳的減排壓力將越來越大。
??? 火電廠生產(chǎn)電能的全過程中,各種排放物對環(huán)境的影響超過一定限度而造成環(huán)境質(zhì)量的劣化。這些排放物包括燃料燃燒過程排出的塵粒、灰渣、煙氣;電廠各類設(shè)備運行中排出的廢水、廢液,以及電廠運行時發(fā)出的噪聲。
??? 火電廠污染物分為固體的、液體的和氣體的幾類以及噪聲,主要有以下6種。
??? ①塵粒:包括降塵和飄塵。主要是燃煤電廠排放的塵粒。中國火電廠年排放塵粒約 600萬噸。塵粒不僅本身污染環(huán)境,還會與二氧化硫、氧化氮等有害氣體結(jié)合,加劇對環(huán)境的損害。其中尤以10微米以下飄塵對人體更為有害。一般燃煤電廠的飛灰塵粒中,小于10微米的占20~40%。
??? ?、诙趸?SO2):煤中的可燃性硫經(jīng)在鍋爐中高溫燃燒,大部分氧化為二氧化硫,其中只有0.5~5%再氧化為三氧化硫。在大氣中二氧化硫氧化成三氧化硫的速度非常緩慢,但在相對濕度較大、有顆粒物存在時,可發(fā)生催化氧化反應(yīng)。此外,在太陽光紫外線照射并有氧化氮存在時,可發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)而生成三氧化硫和硫酸酸霧,這些氣體對人體和動、植物均非常有害。大氣中二氧化硫是造成酸雨的主要原因。據(jù)1988年估計,中國每年向大氣中排放的二氧化硫(包括火電廠的排放)為1700萬噸左右。全國 189個環(huán)境監(jiān)測站的監(jiān)測結(jié)果表明,中國遭受酸雨污染的農(nóng)田已達4000萬畝,每年造成的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟損失在15億元以上。減少火電廠排放的二氧化硫至關(guān)重要。
??? ?、垩趸∟Ox):火電廠排放的氧化氮中主要是一氧化氮,占氧化氮總濃度的90%以上。一氧化氮生成速度隨燃燒溫度升高而增大。它的含量百分比還取決于燃料種類和氮化物的含量。煤粉爐氧化氮排量為440~530ppm;液態(tài)排渣爐則為800~1000ppm。二氧化氮刺激呼吸器官,能深入肺泡,對肺有明顯損害。一氧化氮則會引起高鐵血紅蛋白癥,并損害中樞神經(jīng)。
??? ④廢水:火電廠的廢水主要有沖灰水、除塵水、工業(yè)污水、生活污水、酸堿廢液、熱排水等。除塵水、工業(yè)污水一般均排入灰水系統(tǒng)。80年代中國灰水年排放量有6億多噸,其中一部分PH超標(biāo),灰水呈堿性。個別電廠灰水中還有氟、砷超過標(biāo)準(zhǔn),還有部分灰水懸浮物超標(biāo)?;抑械难趸}過高還會引起灰管結(jié)垢。
??? 酸堿廢液主要來自鍋爐給水系統(tǒng)。不同的鍋爐給水處理系統(tǒng)排出的酸堿廢液量不同。陰、陽離子處理系統(tǒng)要排出40%左右的酸堿,移動床排出20%。另外,酸洗鍋爐的廢酸液一般都排入中和池,中和以后再排出。
??? 熱排水主要是經(jīng)過凝汽器以后排出的循環(huán)水,一般排水溫度要比進水溫度高 8℃。如熱水排入水域后超過水生生物承受的限度,則會造成熱污染,對水生生物的繁殖、生長均會產(chǎn)生影響。
??? ?、莘勖夯以菏敲喝紵笈懦龅墓腆w廢棄物。其主要成分是二氧化硅、三氧化二鋁、氧化鐵、氧化鈣、氧化鎂及部分微量元素。粉煤灰既是“廢”也是“資源”。如不很好處置而排入江河湖海,則會造成水體污染;亂堆放則會造成對大氣環(huán)境的污染。
??? ?、拊肼暎夯痣姀S的噪聲主要有鍋爐排汽的高頻噪聲、設(shè)備運轉(zhuǎn)時的空氣動力噪聲、機械振動噪聲以及電工設(shè)備的低頻電磁噪聲等。其中以鍋爐排汽噪聲對環(huán)境影響最大。排汽噪聲最大可達130分貝(A)。
??? 防治污染的措施
??? 基本原則是以環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和污染物排放標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),對各類污染源和污染物采取綜合的防治技術(shù)措施。
??? 防治大氣污染主要有以下一些措施。①采用高效率除塵器。如電除塵器的效率高達99%,最高可達99.9%。在靜電除塵器的直流電壓上疊加25千伏左右的脈沖電壓,還可進一步提高除塵效率。②采用高煙囪。將剩余的塵粒排入高空加以擴散,以降低塵粒濃度。美國采用了世界最高的煙囪(368米)。但是,過分加高煙囪并非有效的防治方法。因為高煙囪雖可降低污染物的近地面濃度,但卻把污染物擴散到更大的區(qū)域。③采用除硫技術(shù)。如利用吸收劑(石灰等)、吸附劑(活性炭)或催化劑(氧化釩)除去煙氣中的二氧化硫。按工藝流程,除硫系統(tǒng)可分干式和濕式兩種。將煙氣除硫系統(tǒng)與回收硫的綜合利用相結(jié)合,還可回收硫黃、硫酸或硫酸銨等副產(chǎn)品。④防治氧化氮污染的主要措施是從鍋爐的設(shè)計和運行方面設(shè)法減少氧化氮的形成。例如,減少過??諝饬浚脽煔庠傺h(huán)來降低火焰溫度,以及采用逐步向爐內(nèi)供給空氣的分段燃燒法等。
??? 防治水污染要綜合考慮各種污水的產(chǎn)生、水量和水質(zhì)的控制,污水輸送集中的方式,污水處理裝置的設(shè)置和處理方法,以及污水經(jīng)人工處理后的排放和回收利用,水體、土壤等自凈能力諸因素,進行全面規(guī)劃,采取綜合防治措施。水污染的綜合防治包括人工處理與自然凈化(土地處理、水體自凈等)相結(jié)合,無害化處理與綜合利用(如利用火電廠排放的熱水流入水庫以發(fā)展養(yǎng)殖業(yè),但同時避免熱污染)相結(jié)合,以及在可能條件下推行閉路循環(huán)用水系統(tǒng),發(fā)展無廢水或少廢水生產(chǎn)工藝等??傊C合考慮水資源規(guī)劃、水體用途、經(jīng)濟投資和自凈能力,運用系統(tǒng)工程方法,采用優(yōu)化方案解決水污染的問題。利用火電廠的粉煤灰(它本來也是一種污染物)凈化污水是一個明顯的綜合利用實例。粉煤灰經(jīng)過酸處理并加以活化后,和石灰及少量聚合電解質(zhì)一起使用,可清除大部分工業(yè)廢水和城市廢水中的污染物。
??? 粉煤灰渣的處理和利用自20世紀(jì)20年代開始為世界各國所研究,取得許多成果。美國已將粉煤灰列為12種重要的固體原料之一。日本、丹麥等國的煤渣已全部得到利用。中國自進入60年代以來,對粉煤灰的研究和利用也取得較大的進展。粉煤灰用于農(nóng)業(yè),可改善土壤的物理結(jié)構(gòu),提高地溫和保水能力。粉煤灰含有磷、鉀、鎂、硼、鉬、錳、鈣、鐵、硅等植物所需的化學(xué)元素,適量施用粉煤灰能促進植物的生長,增加產(chǎn)量,還能提高作物的抗病能力。在工業(yè)方面,粉煤灰和煤渣可用來制造砌筑砂漿和墻體材料等。從煤渣中還可回收能源,例如利用爐渣(其中含碳)燒制粘土磚,可節(jié)省燃料。此外,中國近年在利用火電廠的液態(tài)渣方面也取得進展。采用增鈣技術(shù)可使煤渣成為水泥和墻體材料的優(yōu)質(zhì)原料;鈣增加后可吸收煤中的硫,生成硫化鈣,成為渣中的活性組分,并可減少排入大氣中的二氧化硫。增鈣液態(tài)渣工藝與煤粉爐排灰工藝相比,渣的利用價值高,節(jié)約用水,減少二氧化硫排放量,有利于環(huán)境保護。但這種工藝需改用立式旋風(fēng)爐,并要求使用優(yōu)質(zhì)煤,因而難以廣泛應(yīng)用?;痣姀S的粉煤炭數(shù)量很大,出于技術(shù)經(jīng)濟條件的限制,還不能全部利用,需要堆存一部分。因此,火電廠在選擇廠址時,即應(yīng)預(yù)先考慮設(shè)置可堆存10~20年的貯灰場??筛鶕?jù)電廠所處的地理位置,選擇附近的小溝、洼地、廢河灣、煤礦塌陷區(qū)修建貯灰場。它的底部要有防水防滲設(shè)施。貯灰場要妥善管理,在已堆滿的灰場上覆土造田,植樹種草,或進行表面藥物處理,防止粉煤灰飛揚。