作者： 朱法華 董文彬 朱林 發(fā)表時(shí)間：2008-07-21 11:50:16 點(diǎn)擊數(shù)：2318
關(guān)鍵詞： NOX 排放標(biāo)準(zhǔn) 控制措施
文章摘要：
本文系統(tǒng)地闡述了我國(guó)及美國(guó)、歐盟燃煤電廠的NOX排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各國(guó)的NOX排放標(biāo)準(zhǔn)及控制措施進(jìn)行了比較，在此基礎(chǔ)上對(duì)我國(guó)燃煤電廠NOX排放標(biāo)準(zhǔn)的修改及控制措施的實(shí)施提出建議。
正文：
1 火電廠NOX排放標(biāo)準(zhǔn)
1.1 我國(guó)火電廠NOX排放標(biāo)準(zhǔn)【1】【2】【3】
我國(guó)1991年頒布了《燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13223-1991)，之后歷經(jīng)1996年和2003年兩次修訂，1996年修訂的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)新建1000t/h以上的鍋爐規(guī)定了NOX的排放要求，對(duì)于其他鍋爐的NOX排放沒有要求。2003年修訂的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13223－2003），則按時(shí)段和燃料特性分別規(guī)定了燃煤、燃油鍋爐的NOX排放限值，見表1。
表1 火力發(fā)電鍋爐NOX最高允許排放濃度 單位：mg/m3
時(shí)段
第1時(shí)段
第2時(shí)段
第3時(shí)段
實(shí)施時(shí)間
2005年1月1日
2005年1月1日
2005年1月1日
燃煤鍋爐
Vdaf<10%
1500
1300
1100
10%≤Vdaf≤20%
1100
650
650
Vdaf>20%
450
燃油鍋爐
650
400
200
*1996年12月31日前建成投產(chǎn)或通過建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書審批的新建、擴(kuò)建、改建火電廠建設(shè)項(xiàng)目，執(zhí)行第1時(shí)段排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
*1997年1月1日起至本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施前通過建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書審批的新建、擴(kuò)建、改建火電廠建設(shè)項(xiàng)目，執(zhí)行第2時(shí)段排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
*自2004年1月1日起，通過建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響報(bào)告書審批的新建、擴(kuò)建、改建火電廠建設(shè)項(xiàng)目（含在第2時(shí)段中通過環(huán)境影響報(bào)告書審批的新建、擴(kuò)建、改建火電廠建設(shè)項(xiàng)目，自批準(zhǔn)之日起滿5年，在本標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施前尚未開工建設(shè)的火電廠建設(shè)項(xiàng)目），執(zhí)行第3時(shí)段排放控制要求。
表2 美國(guó)NOX排放限值(1997年以前)
燃料種類
基于熱輸入的排放限值
折合mg/m3
燃燒減排效率（％）
ng/J
lb/MMBtu
氣體燃料：
25
煤加工燃料
210
0.50
615
其他所有氣體燃料
86
0.20
246
液體燃料：
30
煤加工燃料
210
0.50
615
頁巖油
210
0.50
615
其他所有液體燃料
130
0.30
369
固體燃料：
65
煤加工燃料
210
0.50
615
固體燃料中煤矸石等劣質(zhì)煤重量比超過25%
無要求
固體燃料中北達(dá)科塔州、南達(dá)科塔州和蒙大納州褐煤重量比超過25%且由液態(tài)排渣爐燃燒
340
0.80
984
固體燃料中褐煤重量比超過25%但不執(zhí)行340 ng/J排放限值
260
0.60
738
次煙煤
210
0.50
615
煙煤
260
0.60
738
無煙煤
260
0.60
738
其他所有固體燃料
260
0.60
738
表3 美國(guó)現(xiàn)行的NOX排放標(biāo)準(zhǔn)限值
鍋爐類型
標(biāo)準(zhǔn)限值
執(zhí)行日期
大于73MW以上的機(jī)組
基于輸出200 ng/J ，1.6 lb/MWh（新建機(jī)組）
(相當(dāng)于0.73g/kWh)
1997-07-09/2005-02-28
基于熱輸入65 ng/J，0.15 1b/MMBtu（重建和改造機(jī)組）（相當(dāng)于185 mg/Nm3）
基于輸出130 ng/J ，1.0 lb/MWh（新建機(jī)組）
(相當(dāng)于0.45g/kWh)
2005-02-28以后
ng/J， 0.11 1b/MMBtu（重建機(jī)組）
（相當(dāng)于135 mg/m3）
基于熱輸入65ng/J，0.15 1b/MMBtu（改造機(jī)組）
（相當(dāng)于185 mg/m3）
新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放限值沒有區(qū)分燃料的類型及性質(zhì)，而是以基于能量輸出的表示形式給出了新建機(jī)組的排放限值，對(duì)于現(xiàn)有機(jī)組的改建或技術(shù)改造則仍采用基于熱輸入的標(biāo)準(zhǔn)限值?；谀芰枯敵霰硎拘问降臉?biāo)準(zhǔn)限值考慮了電廠的總效率(即能源利用效率)，而基于熱輸入表示形式的標(biāo)準(zhǔn)限值則沒有考慮能源利用效率，因此相比而言，基于能量輸出表示形式的標(biāo)準(zhǔn)限值對(duì)電廠要求更為全面和嚴(yán)格。
1.3 歐盟火電廠NOX排放標(biāo)準(zhǔn)【8】【9】【10】
1988年歐洲共同體發(fā)布了適用于12個(gè)國(guó)家的熱功率大于50MW燃燒裝置大氣污染物排放限值，即88/609/EEC導(dǎo)則，并要求歐盟各國(guó)在1990年底前對(duì)建造的新污染源的污染物排放控制按此導(dǎo)則執(zhí)行，同時(shí)還要求歐盟各國(guó)的現(xiàn)有電廠，以1980年的排放量為基準(zhǔn)到1993年排放總量削減10％，1998年前削減30％，但允許有些國(guó)家（如希臘等）增加排放量，而對(duì)有些國(guó)家則要求削減40％，如聯(lián)邦德國(guó)等。之后經(jīng)過多次修改，于2001年發(fā)布了新的導(dǎo)則對(duì)新建和現(xiàn)有火電廠的NOX限值提出了更為嚴(yán)格的要求。在2002年11月27日前取得許可證，并在2003年11月27日之前投入運(yùn)行的企業(yè)遵守表4所列的關(guān)于NOX排放限值，其他新建企業(yè)遵守表5所列的關(guān)于NOX的排放限值。
表4 歐盟火電廠NOX排放限值(2002年11月27日前獲得許可證)
燃料類型
排放限值（固態(tài)燃料含量為6%，液態(tài)和氣態(tài)燃料含氧量為3%）（mg/Nm3）
固體：
50～500MW：
＞500MW：
從2016年1月1日
50～500MW：
＞500MW：
600
500
600
200
液體：
50～500MW：
＞500MW：
450
400
氣體：
50～500MW：
＞500MW：
300
200
注：“偏遠(yuǎn)地區(qū)”的電廠一般固態(tài)燃料為650 mg/m3，揮發(fā)份＜10%的固態(tài)燃料為1 300 mg/m3，液態(tài)燃料為450 mg/m3，氣態(tài)燃料為350 mg/m3。
表5 新建企業(yè)（2002年11月27日后獲得許可證）NOX排放限值
燃料類型
50～100MW
100～300MW
＞300MW
固體燃料
（O2含量6％）
生物質(zhì)
400
300
200
普通
400
200（1）
200
液態(tài)燃料（O2含量為3%）
400
200（1）
200
氣態(tài)燃料（O2含量為3%）
天然氣
150
100
其他氣體
200
200
注：1）偏遠(yuǎn)地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)限值為300mg/m3
2 NOX排放標(biāo)準(zhǔn)與控制措施的比較
（1）實(shí)施對(duì)象
美國(guó)《新固定源排放標(biāo)準(zhǔn)》的實(shí)施對(duì)象是燃燒化石燃料、熱功率大于73MW的發(fā)電機(jī)組。歐盟關(guān)于燃燒裝置大氣污染物排放限值的88/609/EEC號(hào)指令、98/C 300/04指令以及2001/80/EC號(hào)指令的實(shí)施對(duì)象是熱功率大于等于50MW、燃燒各類燃料（固體、液體或氣體）的裝置。我國(guó)燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2003）的實(shí)施對(duì)象是使用單臺(tái)出力65t/h以上除層燃爐、拋煤機(jī)爐外的燃煤發(fā)電鍋爐；各種容量的煤粉發(fā)電鍋爐；單臺(tái)出力65t/h以上燃油發(fā)電鍋爐以及各種容量的燃?xì)廨啓C(jī)組的燃煤電廠。
（2）標(biāo)準(zhǔn)屬性
我國(guó)國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)與美國(guó)、歐盟的排放標(biāo)準(zhǔn)類似，都是必須嚴(yán)格遵守的最低要求的標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)省級(jí)人民政府可以制定嚴(yán)于國(guó)家的地方排放標(biāo)準(zhǔn)；美國(guó)州政府可以制定嚴(yán)于聯(lián)邦政府的地方排放標(biāo)準(zhǔn)；歐盟各國(guó)可以制定嚴(yán)于歐盟的國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
（3）控制措施
從NOX的排放標(biāo)準(zhǔn)限值，就可知其NOX控制措施。如以美國(guó)火電廠NOX的排放標(biāo)準(zhǔn)為例，1997年7月9日以前建設(shè)的電廠，其NOX的排放限值是基于熱量輸入給出的，標(biāo)準(zhǔn)限值不僅考慮到燃料的種類、性質(zhì)，甚至考慮了燃料的產(chǎn)地，全部是基于低NOX燃燒技術(shù)來控制NOX排放。1997年7月9日以后建設(shè)的電廠，則在低NOX燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上，還需加裝煙氣脫硝裝置，標(biāo)準(zhǔn)限值不再考慮燃料的種類與性質(zhì)，排放標(biāo)準(zhǔn)的限值是基于電能輸出給出的，因此也不再考慮電廠效率之間的差異。
從歐盟火電廠NOX的排放標(biāo)準(zhǔn)限值（表4）中可以看出，2002年11月27日以前獲得許可建設(shè)的電廠，對(duì)NOX的控制主要是基于較為先進(jìn)的低NOX燃燒，但對(duì)不在“偏遠(yuǎn)地區(qū)”的電廠，對(duì)于燃用低揮發(fā)份的煤，則需要同步加裝煙氣脫硝裝置。對(duì)于2002年11月27日以后獲得許可建設(shè)的100MW以上的電廠，則全部需在低NOX燃燒技術(shù)的基礎(chǔ)上，加裝煙氣脫硝裝置。
需要特別指出的是，由于歐盟成員國(guó)較多，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異較大，有些國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)要比歐盟的標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格得多，如德國(guó)1984年8月5日就通過了較為嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)（見表6），燃煤電廠普遍要求加裝煙氣脫硝裝置。
表6 德國(guó)電廠NOX排放標(biāo)準(zhǔn)（1984年8月5日）
電廠燃料
新建電廠
原有電廠
固體
液體
氣體
固體
液體
氣體
標(biāo)準(zhǔn)值
200
150
100
200
150
100
我國(guó)1997年1月1日開始對(duì)1000t/h以上的電站鍋爐，采用低NOX燃燒技術(shù)控制NOX，但執(zhí)行不是很到位。2004年1月1日起，對(duì)火電廠NOX實(shí)施較為嚴(yán)格的低NOX燃燒控制。目前在國(guó)家法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)層面尚未要求加裝煙氣脫硝裝置，但正如美國(guó)1997年以前、歐盟2002年以前就有較多的煙氣脫硝裝置一樣，我國(guó)目前也有較多的煙氣脫硝裝置投入運(yùn)行，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，到2007年底已有34家電廠的74臺(tái)機(jī)組上已建成或正在建設(shè)煙氣脫硝裝置，總裝機(jī)容量達(dá)到3635萬千瓦。
3 對(duì)我國(guó)火電廠NOX排放標(biāo)準(zhǔn)與控制措施的建議
3.1 欠發(fā)達(dá)地區(qū)以低NOX燃燒為控制原則，發(fā)達(dá)地區(qū)應(yīng)同步加裝煙氣脫硝裝置
我國(guó)與歐盟較為相似，區(qū)域遼闊，地區(qū)發(fā)展水平差異較大，欠發(fā)達(dá)地區(qū)由于經(jīng)濟(jì)水平、技術(shù)水平、管理水平、公眾對(duì)電價(jià)的承受能力都相對(duì)稍低，因此建議這些區(qū)域的火電廠以低NOX燃燒為控制原則；發(fā)達(dá)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平與歐盟發(fā)達(dá)國(guó)家的上世紀(jì)90年代水平已經(jīng)相當(dāng)，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過，因此應(yīng)同步加裝煙氣脫硝裝置，這些地區(qū)也具有相應(yīng)的承受能力。
3.2 國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于新建電廠的排放限值應(yīng)與煤質(zhì)無關(guān)
美國(guó)1997年7月9日和歐盟2002年11月27日以后新、擴(kuò)、改建火電廠的NOX排放標(biāo)準(zhǔn)限值與燃煤揮發(fā)份均沒有關(guān)系，我國(guó)目前的GDP總量已居世界第4位，因此對(duì)于新建電廠的NOX排放標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)刪除所有與煤質(zhì)有關(guān)的要求，但對(duì)于不同地區(qū)的燃煤電廠還應(yīng)考慮上面提到的控制原則。
3.3 現(xiàn)有機(jī)組NOX的排放標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)在考慮地區(qū)、容量和時(shí)段的基礎(chǔ)上分別制定
對(duì)現(xiàn)有機(jī)組應(yīng)按不同時(shí)段、不同區(qū)域并結(jié)合機(jī)組規(guī)模分別給出排放限值。對(duì)于發(fā)達(dá)地區(qū)的大容量機(jī)組應(yīng)考慮逐步加裝煙氣脫硝裝置；對(duì)于欠發(fā)達(dá)地區(qū)的大容量機(jī)組主要應(yīng)立足于低NOX燃燒技術(shù)改造。對(duì)于中小機(jī)組，應(yīng)主要立足于關(guān)停。
參考文獻(xiàn)
【1】國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局．燃煤電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-1991）．1991【2】國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局．火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-1996）．1996【3】國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局．火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB13223-2003）．2003【4】EPA．Standards of Performance for Fossil-Fuel-Fired Steam Generators for Which Construction Is Commenced After August 17, 1971．【5】EPA．Standards of Performance for Electric Utility Steam Generating Units for Which Construction is Commenced After September 18, 1978．【6】EPA．Revision of Standards of Performance for Nitrogen Oxide Emissions from New Fossil-Fuel Fired Steam Generating Units．1998【7】EPA．Standards of Performance for Electric Utility Steam Generating Units．2006【8】 EU．Directive 88/609/EEC on the limitation of emissions of certain pollutants into the air from large combustion plants．1988【9】EU．Proposal for a Council Directive amending Directive 88/609/EEC on the limitation of emissions of certain pollutants into the air from large combustion plants．1998【10】EU．On the Limitations of Certain pollutants into the Air From Large Combustion Plants, DIRECTIVE 2001/80/EC OF THE EUROPEAN PALIAMENT AND OF CONCIL． 2001
