氮氧化物排放量（精选10篇）
氮氧化物排放量 篇1
我国工业锅炉燃料主要为煤炭, 这样燃烧后氮氧化物如果不经过有效处理直接排放, 必将会对环境产生影响。按照目前我国氮氧化物排放控制水平进行分析, 还存在很大不足, 需要针对工业锅炉生产特点, 对排放控制技术进行优化, 争取不断提高控制效果。
1 工业锅炉生产特点
医药企业工业锅炉与燃煤电站锅炉相比较而言, 结构形式与燃烧方式均存在较大的区别。对于燃煤电站锅炉来说, 所需煤粒径较小, 主要燃烧活动在炉膛内完成, 具有良好的燃烧效果。而医药企业锅炉形式为链条锅炉, 炉膛更小, 因此其燃烧方式为层燃, 所需煤粒径较大, 燃烧活动主要集中在炉膛下部, 燃烧稳定性较低[1]。另外, 医药企业生产为老式锅炉, 运行时具有较大的负荷, 在加上炉内工况复杂度高, 使得氮氧化物排放控制技术的实施与控制具有较大的难度。对于老式锅炉来说, 无论是设备结构设计, 还是控制系统配置, 在面对实际生产活动时要面临更大的压力。因此, 想要提高工业锅炉氮氧化物排放控制技术优化, 就需要基于行业锅炉运行特点, 选择合适的排放方法, 在总结以往工作经验的基础上, 选择合理措施对每个细节进行控制, 争取不断提高排放控制效果。
2 工业锅炉氮氧化物排放控制优化措施
2.1 低氮燃烧技术
2.1.1 烟气循环技术
烟气循环技术实施本质, 即对锅炉空气预热前烟气进行抽取, 一般所抽取烟气含量应在总烟气量的10%以上, 将其直接送入到炉膛燃烧器区域, 或者将其与燃烧用空气混合后直接送入到炉膛内部。这样会在一定程度上降低炉膛燃烧火焰峰值温度, 达到减少热力型NOx的目的。同时, 此种方法的应用, 还可以利用烟气对燃烧空气中的氧气进行稀释, 使得局部氧气浓度降低, 并降低燃料型NOx。经过实际验证, 在烟气循环率达到15%-20%时, 煤粉炉内NOx排放浓度可以降低25%左右。
2.2 燃料分级燃烧技术
主要是利用已生成NO在遇到烃基CHi与未完全燃烧物CO、C、H2以及CnHm后会还原成N2的原理, 将燃料分成两股以上燃烧流, 这样多股燃烧流会经过三个燃烧区产生燃烧反应, 最红NOx脱出率可以对达到40%左右。其中, 第一燃烧区为主燃区, 向其中提供总燃料的70%-90%, 利用比常规低的过剩空气系数燃烧生成NOx。第二燃烧区为再燃烧区, 其与主燃烧区相邻, 空气过剩系数小于1, 为缺氧燃烧区, 向其中提供10%-30%燃料即可, 并且不向其提供空气, 使其形成一个具有很强还原性的环境, 将主燃烧区内生成的NOx通入其中, 使其被还原成N2分子[2]。第三燃烧区为燃尽区, 只需要向其中提供燃尽风即可, 在正常过剩空气条件下, 将未燃烧的CO与飞灰中炭燃烧完全。
2.3 空气分级燃烧技术
此种控制技术在实际应用中最为广泛, 即将燃烧所需空气分两级通入到燃烧装置内, 采用分阶段方式来完成燃烧。第一阶段, 通过主燃烧器通入炉膛70%-75%燃烧空气量, 确保燃烧可以在富燃烧区内, 缺氧条件下生成CO。这时燃烧区内过剩空气系数a<1, 燃烧速度与温度均有所降低, 会导致燃烧过程延迟, 进而会在还原性环境中降低NOx的生成率。第二阶段, 采取二次风形式, 通过主燃烧器上方专门空气喷口将完全燃烧所需剩余空气通入到炉膛内部, 使其与第一阶段燃烧区产生的烟气混合。这时燃烧区内过剩空气系数a>1, 燃烧火焰温度比较低, 既可以满足燃烧在富氧条件下的燃烧, 同时也可以减少NOx的生成。
2.4 烟气脱硝技术
2.4.1 非催化还原技术
即不利用催化剂, 将还原剂从800-1100℃烟气高温区喷入, 对烟气中氮氧化物进行脱硝处理。此种方法对反应温度具有较高的敏感度, 当反应温度超过1100℃后, NOx脱出率会受到氨气热分解影响而降低;当温度低于800℃后, NH3反应速率会降低, 影响还原反应效率, 进而也会使得NOx脱出率降低, 并且还会使得NH3溢出率增加。
2.4.2 选择性催化还原技术
即整个处理过程在添加催化剂条件下进行, 需要将还原剂从300-400℃烟温处喷入, 对烟气中含有的氮氧化物进行还原脱硝处理, 在实际应用中脱硝效率可以达到80%-90%。在选择而应用此种处理技术时, 需要注意NH3具有一定腐蚀性, 会对管路产生腐蚀, 因此需要做好处理管路的防腐蚀养护。另外, 如果选择用液氨或者氨水作为还原剂, 还应做好运输管理, 提高处理工作的安全性。
3 结语
为落实新环保法特别排放要求, 需要采取措施对工业锅炉生产废气进行处理, 降低其所含氮氧化物, 减少对环境的污染。尤其是现在很多医药企业应用的为老式锅炉, 生产技术与控制系统等方面还存在较大的不足, 更加需要对生产实际状况进行分析, 选定合适的处理方法, 对生产废气进行有效处理。
参考文献
[1]张燕, 王硕, 王博.燃煤工业锅炉氮氧化物的排放控制技术[J].中国环保产业, 2011, 03:40-43.
[2]刘伟.燃煤工业锅炉氮氧化物的排放控制技术[J].黑龙江科技信息, 2015, 20:33.
氮氧化物排放量 篇2
控制氮氧化物排放的低温SCR催化剂及工程应用
讨论了选择性催化脱硝工艺(SCR)的原理、工艺分类和工程应用情况,着重介绍了低温SCR催化剂的研究、工艺和工程应用问题,对低温SCR工艺的发展方向做出了分析和展望,并提出了一些具体建议.
作 者：沈伯雄 王成东 郭宾彬 梁材 史展亮 SHEN Bo-xiong WANG Cheng-dong GUO Bin-bin LIANG Cai SHI Zhan-liang 作者单位：南开大学 刊 名：电站系统工程 PKU英文刊名：POWER SYSTEM ENGINEERING 年，卷(期)： 22(4) 分类号：X703 关键词：低温SCR 烟气脱硝 选择性催化还原 氮氧化物氮氧化物排放量 篇3
关键词：FDI；碳排放；门槛效应；收入门槛；研发投入门槛；面板数据；节能减排
中图分类号：F062.1 文献标识码：A 文章编号：1007-2101（2016）05-0091-05
一、引言
改革开放以来，外商来我国投资频繁，近年来环保呼声高涨，外商直接投资（FDI）对东道国生态环境的多重影响效应逐渐成为学者的研究热点。我国经济的快速增长带来了二氧化碳（CO2）排放量的增加，根据BP统计，我国CO2排放量由1978年的15亿吨上升到2008年的69亿吨，增加了3.6倍。我国作为世界工厂，出口碳强度高和能耗高的产品，承担了生产和加工这些产品的全部CO2排放成本。
早期有观点认为发展中东道国更易成为跨国公司的“污染避难所”。越来越多学者的实证研究表明，FDI可以通过技术外溢效应改善东道国的环境状况。基于此种思路，部分学者对FDI与不同投资地环境之间的关系进行了分类检验，研究表明，当投资地在收入水平、人口因素、对外开放和地理环境等方面存在较大差异时，FDI对环境的影响也明显不同。这表明，FDI对于东道国环境的影响可能存在门槛效应，即随着东道国经济、社会的不断发展，FDI与环境的关系也存在变化。
2009年底，中国政府承诺到2020年单位国内生产总值的二氧化碳排放强度在2005年的基础上下降40%～45%。当前，我国面临严峻的二氧化碳减排压力，同时FDI持续高水平流入，FDI对我国的二氧化碳排放是否存在门槛效应？回答这一问题，有待此进一步深入研究。
二、文献综述
FDI对于二氧化碳排放是否存在门槛效应的研究较少，笔者将详细地总结以及梳理现有的FDI对于二氧化碳排放的研究，以分析可能存在门槛效应的传导机制。
在探讨FDI与碳排放关系的研究中，Hoffman 等（2005）认为，在低收入国家，CO2排放水平影响了FDI进入；在中等收入国家，FDI流入导致了CO2排放增加；在高收入国家，没有发现FDI与CO2排放的因果关系。Song等（2008）在对中国省级区域FDI存量与多种污染物排放的关系研究时也发现，东部沿海地区和中西部地区在FDI与污染物排放关系方面存在较大差异。以上均表明，FDI对于二氧化碳排放的影响可能存在收入门槛效应。
相应的FDI对于东道国技术溢出方面的研究中，FDI存在水平和垂直两个溢出途径。水平溢出方面，FDI的溢出效应通过外资企业员工向东道国企业流动实现，即技术外溢伴随着劳动力转移。李子豪等（2011）认为，技术影响渠道方面，FDI的人员流动效应的正面影响显著强于FDI的竞争、示范效应。垂直溢出方面，FDI的溢出效应通过上下游联动效应实现，如向下游供应高质量的投入品促进下游企业生产技术提高。同时相关实证研究表明，FDI技术溢出效应发生的重要前提是投资地具有一定的吸收能力，吸收能力与该地区的R&D投入密不可分。由文献分析可以推测，FDI对于东道国的二氧化碳排放的影响会随着当地吸收能力的不同而产生差异，即存在门槛效应。
此外，Weber等（2008）指出，2005年我国大约有1/3的CO2排放是出口导致的。Wang和Watson（2007）研究得出，2004年我国净出口导致23%的CO2排放，这主要是由于碳密集型经济发展模式导致。上述研究均表明，外商来我国投资频繁，虽然促进了我国经济的快速增长，同时也带来了二氧化碳（CO2）排放量的增加。
笔者在借鉴前人研究的基础上，通过对我国30个省份的面板数据进行分析，基于不同省份收入水平以及研发投入的不同，考察了FDI对我国二氧化碳排放量的门槛效应。
四、结论与启示
1. 笔者使用1999—2012年全国30个省份的数据实证检验了FDI对于二氧化碳排放的收入门槛效应以及研发投入门槛效应。实证结果表明，FDI会增加地区二氧化碳排放量，与此同时也存在显著的收入门槛效应以及研发投入门槛效应。
2. 收入门槛效应的分析表明，在低收入阶段，FDI将促进二氧化碳排放量的增加，这是由于我国经济发展迅速，伴随着收入水平提高，外资集中于劳动密集型行业，导致二氧化碳排放增加。而在中等收入以及高收入阶段，引入外资会更多地考虑环境问题，并且由于外资企业具有相对更好的节能减排措施，将降低二氧化碳排放。研发投入门槛效应的分析表明，研发投入会显著地改善二氧化碳的排放，减排效果明显。但随着研发投入的增加，减排效果降低也很显著。
3. 基于本文的结论，笔者做了以下思考：首先，在当前经济转型的关键时期，我国面临巨大的国际压力，节能减排任务艰巨，与此同时我国吸引外资规模逐渐扩大，FDI对二氧化碳排放存在明显的门槛效应，地方政府应该更好地改变自身的经济社会发展状况、环境规制等。其次，FDI对于二氧化碳排放有显著的收入门槛效应，各地政府在发展经济、提高居民生活水平的基础上，应该加大节能减排力度，缓解外资引进对二氧化碳排放的压力。再次，FDI对于二氧化碳排放也有显著的研发投入门槛效应，低于门槛值的省份，应该积极扩大环境保护相关的研发投入，加大财政支持，提升本地的研发水平，降低二氧化碳的排放量。
参考文献：
[1]代迪尔，李子豪.外商直接投资的碳排放效应——基于中国工业行业数据的研究[J].国际经贸探索，2011，（5）.
[2]李晓钟，刘振宇.FDI对我国制造业碳排放影响分析[J]. 对外经济贸易大学学报，2013，（1）：95-103.
[3]袁鹏，程施.中国工业环境效率的库兹涅茨曲线检验[J]. 中国工业经济，2011，（2）：79-88.
[4]Ligang Song， Wing Thye Woo. China′s dilemma：Economic growth，the environment，and climate change[A].Environmental Politics[M].Brookings Institution Press，2008.
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[6]Hansen B E. Threshold effects in non-dynamic panels：Estimation，testing，and inference[J]. Journal of econometrics，1999，（2）：345-368.
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[8]Matthews H S，Hendrickson C T，Weber C L. The importance of carbon footprint estimation boundaries[J]. Environmental science & technology，2008，（16）：5839-5842.
[9]Wang T，Watson J.China′s carbon emissions and international trade：implications for post-2012 policy[J]. Climate policy，2008，（6）：577-587.
[10]Stern D I，Common M S，Barbier E B. Economic growth and environmental degradation：the environmental Kuznets curve and sustainable development[J]. World development，1996，（7）：1151-1160.
氮氧化物排放量 篇4
我国在“十二五”规划中新增了氨氮(NH3)和氮氧化物(NOx)排放的两项大气污染物的约束性指标。然而，2011年上半年的核查结果显示，NH3和NOx的减排形势不容乐观，压力很大。究其原因，环保部认为主要是能源总消耗和工艺生产排放的NOx增加过快，燃煤电厂和水泥厂等脱硝工程尚未大规模开展，淘汰落后产能的规模和力度减弱等原因所致。
因为水泥窑是典型的高温装备，加之过去半个多世纪以来，我国落后水泥(立窑为主)给人们留下的污染印象很深刻，所以现今的水泥行业很自然被认为是工业NOx排放的主要污染源之一。有人说水泥行业NOx排放高达总量的一半，也有人说仅次于燃煤电厂和汽车尾气，排名第三，占总量的20%等。
随着近10多年来新型干法水泥大规模淘汰取代落后水泥的巨大技术进步，我国新型干法水泥熟料在总产量的占比由6%上升到85%以上，水泥工业已经发生了翻天覆地的变化，总体已达到了国际先进水平。我国的水泥技术与成套装备在国际市场上已占有40%的份额，成为国际水泥行业迅速崛起的新引擎。可以说，如今我国水泥工业的人才、技术、装备、管理、环保和创新等综合水平与几十年前有了天壤之别。但是我国水泥工业在公众脑海里的污染印象尚未消除。我国水泥工业环保新形象要树立，尚需时日，对此我们不仅应予以理解，更要从中吸取教训。
对于我国水泥工业粉尘(固体颗粒物)、SO2、NOx、F和CO2历年的排放量，国家统计局(全国工业排放)和中国水泥年鉴(水泥工业排放)的数据比较准确。2009年，我国工业NOx排放约1530万吨，其中水泥工业为87万吨，占总量的6%，相当于每吨熟料排放0.83kgNOx。环保部规划研究院的资料显示，2010年全国工业NOx排放总量为1700万吨，比2009年增长10%，其中火力发电占40%，固定源工业燃烧(工业锅炉、窑炉、烧结机、水泥窑等)占30%，移动源汽车尾气等占30%。
根据中国建材科研总院和合肥水泥研究设计院2009年对我国9条2500～5000t/d水泥熟料生产线NOx排放的实测数据显示，其最低的是377mg/Nm3，最高的是1620mg/Nm3。综合分析的初步结论是现今我国≥5000t/d、2500t/d和≤1500t/d新型干法水泥窑的NOx排放分别为600mg/Nm3、1100mg/Nm3和1600mg/Nm3，全国加权平均值不超过800mg/Nm3。
因为新型干法水泥窑的熟料热耗比落后窑节省了30%～60%，单位熟料的废气量相应减少，加之又有约60%左右的煤改在温度较低的分解炉中燃烧，只有40%的煤在窑头高温燃烧，因而使NOx的生成量又有较大幅度的下降，最终导致单位熟料的NOx排放大幅减少。
如果我们选取全国水泥窑NOx实际排放浓度加权平均为700mg/Nm3，单位水泥熟料的废气量为1800Nm3/t熟料，计算可得单位熟料的实际NOx排放为1.26kg/t熟料。2009年，我国水泥熟料产量是10.1亿吨，即水泥工业NOx排放量为127万吨。然而实际的统计数据是87万吨，造成这样差别可能有两个原因，一是统计不完全，漏报或少报;二是选取的加权平均值700mg/Nm3偏大，实际情况或许小于700mg/Nm3。所以如果有人质疑水泥工业2009年NOx排放量的统计数据87万吨偏少的话，那么其调整后可能的最大值也不会超过127万吨。
我国现行的水泥工业环保标准(G B 4 9 1 5-2004)对NOx排放限值是800mg/Nm3，即2.4kg/t熟料，尚未实施的HJ/TXX《清洁生产标准水泥行业》(草案)中规定，一、二、三级分别是0.8kg、2.0kg、3.0kgNOx/t熟料，相当于240mg/Nm3、600mg/Nm3、900 mg/Nm3。显然新型干法水泥熟料生产线现在多数已接近或低于800mg/Nm3的规定，只是某些早年建设的1500t/d以下的新型干法水泥窑的NOx排放会高达1400mg/Nm3左右，而这类窑本身已属待改造或淘汰之列。
此外，如果按2.4kg/t NOx熟料计，因新型干法水泥窑的熟料单位废气排放量已由原先制定GB4915-2004标准时所采用的3000Nm3/t熟料大幅降低到了1800～2000Nm3/t熟料，即使在800mg/Nm3的条件下，其实际的NOx排放相应地已降到1.6kg/t熟料左右，可以满足2.4kg/t熟料的现行环保限额。所以在继续实施GB4915-2004环保标准的情况下，很难想象有多少水泥企业会主动提高排放标准而专门新增脱硝装备。除非是在一些经济发达地区，因国家区域性重点硫氮排放控制措施的特殊要求，有些水泥企业才有可能会考虑增设脱硝设施。
自上世纪60年代开始，鉴于当时水泥厂的粉尘污染十分严重，有关部门向一些水泥厂每年收取一定的排尘费。然而10多年来新型干法水泥彻底颠覆了立窑水泥的排污形象之后，许多新型干法生产线的粉尘和SO2排放已远低于国标规定。但由于历史和现实的各种因素及长期养成的收交排尘费的“习惯”，许多水泥厂出于各种考虑，始终继续交纳“排污费”。如此这般，许多运营管理和排放都不错的新型干法水泥企业依然按惯例交费，这无形中成为其NOx超标排放的“口实”。
2010年年底，工业和信息化部《关于水泥产业节能减排的指导意见》中提出，到2015年年底，全国水泥工业的NOx排放量要比2009年减少25%，颗粒物排放要减少50%。按照该指导意见及我国水泥生产发展趋势的预测，2015年水泥工业的颗粒物排放将由2009年的358万吨降到179万吨，相当于0.75～0.82kg/t水泥或1.15～1.26kg/t熟料或576～629mg/Nm3。
至于2015年水泥工业NOx排放要由2009年的87万吨减少到65万吨，相当于0.42～0.45kg/t熟料或233～255mg/Nm3的问题。根据现已掌握的各种脱硝技术，NOx排放5年之内要从现今的全国平均700mg/Nm3降到250mg/Nm3，时间紧迫，这就需要水泥行业立刻修订现有的NOx排放标准;加紧研发效率高又经济实用的新型脱硝技术等。这其中许多基础性的工作是不能“跨越”的，必须扎实地做好才能保障目标实现。
河北省氯化物排放标准制定的研究 篇5
河北省氯化物排放标准制定的研究
摘要：河北省为加强地方流域的水环境管理,依法限制污染物的`排放,提出了河北省特征污染物氯化物地方排放标准的制定原则、方法和基本思路.作 者：卢桂军 陈振飞 作者单位：唐山市环境监测中心站,河北,唐山,063000期 刊：黑龙江科技信息 Journal：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：,“”(5)分类号：X3关键词：河北省 氯化物 排放标准 制定原则 总量控制
氮氧化物排放量 篇6
1材料与方法
1.1 仪器
采样设备:IFC-2型粉尘采样器, 浸渍玻璃纤维滤纸 (氢氧化钠、丙三醇浸渍) ;氟化物测定:DX-120型离子色谱仪;风速、风向测定:PH-1便携式三杯式风向风速表。
1.2 依据
按照中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所, 2008年8月编写的《卫生防护距离标准修订项目技术手册 (试行) 》, HJ/T 55-2000《大气污染物无组织排放监测技术导则》、GBZ/T 160.36-2004《工作场所空气中氟化物的测定方法》[1,2]。
1.3 方法
1.3.1 计算公式 无组织排放量的计算公式为:
undefined
式中:co-无组织排放源的监测浓度 (mg/m3) ;U10-距地面10 m高处10 min的平均风速 (m/s) ;σy-垂直于平均风向 (X方向) 的水平横向 (Y方向) 扩散参数 (m) ;σz-铅直 (z方向) 扩散参数 (m) ;σyo-初始扩散参数 (m) ;undefined无组织排放源的平均排放高度 (m) ;Q-无组织排放量 (kg/h)
计算参数说明:①co取无组织排放监测浓度, 其测定和计值方法见1、3、2部分;②σy、σz可根据大气稳定度等级按HJ/T 55-2000《大气污染物无组织排放监测技术导则》推荐方法查算[1];undefined;Ly-无组织排放源在y方向的长度 (电解车间长680 m, 宽90 m) ;undefined根据排放口的情况确定为16 m;⑤U10系指距地面10 m高处10 min的平均风速。
1.3.2 无组织排放源的监测浓度co的测定和取值
1.3.2.1 监测日期和监测时段的选择
在被测无组织排放源处于正常生产和排放状态时进行地面污染物浓度监测, 选择风向变化、平均风速和大气稳定度三项指标处于无组织排放监测适宜程度为a类或b类 (具体判定方法依照HJ/T 55-2000推荐方法) 的日期, 并避开阳光辐射较强烈的中午时段进行监测。监测2 d, 每天3次, 每次连续1 h采样。
1.3.2.2 无组织排放监测点的布设方法
在无组织排放源 (电解铝生产车间) 下风向距排放源直线距离50、100、150 m处分别设置3条采样线, 在每条采样线上分别均匀布置2、3、4个监测点, 监测点与无组织排放源所形成的夹角不超出风向变化的±S° (10个风向读数的标准偏差) 范围之内。当监测点位于单位周界围墙外、紧靠单位周界围墙时, 将监测点设于距围墙4 m处 (围墙高度为2 m) 。同时, 在被测无组织排放源的上风向10 m处设置参照点, 监测点采气口设置在距地面1.5 m处。
1.3.2.3 无组织排放源的地面浓度co的取值
以6次监测每次测定浓度最高点的测值扣除参照点测值所得之差值, 作为“无组织排放监测浓度值”。
2结果
2.1 无组织排放监测适宜程度判定
由于监测期间的风向变化、平均风速和大气稳定度三项指标对污染物的稀释和扩散影响很大, 《大气污染物无组织排放监测技术导则》中要求, 无组织排放监测应在各气象因子无组织排放监测适宜程度为a类或b类时进行, 本次监测的各气象因子无组织排放监测适宜程度分类具体结果见表1。表1显示各气象因子均为较适宜于进行无组织排放监测的类别。
2.2 无组织排放量的测定结果 无组织排放量Q (kg/h) 的计算公式为:
undefined
式中:c0、U10、σy、σz、σyo、undefined个参数取值和Q计算结果见表2。经计算, Q均值为4.97 kg/h, 相当于0.435 kg/t电解铝。
3讨论
根据《制订地方大气污染物排放标准的技术方法》规定[3], 凡不通过排气筒或通过15 m高度以下排气筒的有害气体排放, 均属无组织排放。为避免无组织排放的有害气体对周围居民的健康损害, 则应在无组织排放源所在的生产单元 (生产区、车间或工段) 与居住区之间设置卫生防护距离, 以通过大气的扩散稀释作用使居民区大气中有害气体的含量低于相应标准限值。卫生防护距离的估算是根据GB/T 13201-91中推荐的方法进行, 计算公式为:
undefined
其中求取卫生防护距离所需最重要参数为Qc (无组织排放量) , 而求取Qc的常用方法为物料衡算法和地面污染物浓度反推法。物料衡算法是用于计算污染物排放量的常规和最基本的方法。在具体产品方案、工艺路线、生产规模、原材料和能源消耗, 及治理措施确定的情况下, 运用质量守恒定律核算污染物排放量, 即在生产过程中投入系统的物料总量必须等于产品数量和物料流失量之和。在基础资料比较翔实的条件下, 理论上讲, 物料衡算法是最精确的。地面污染物浓度反推法是根据大气扩散理论, 在已知影响有害物质扩散稀释的各项主要因素的条件下, 使用有关数学模型根据在下风向测得的有害物质地面浓度反推算出排放量。
根据徐州市环境保护研究所所作该企业环境影响报告, 使用物料衡算法通过核算全厂物料的投入产出, 用原料中投入氟化物减去电解槽内衬吸附、阳极更换过程中损失等其他途径排出的氟化物, 计算得出进入电解槽废气中的氟量为17.4 kg/t电解铝, 与周科俊[4]报道的贵州铝厂电解槽中氟化物发生量17.8 kg/t电解铝基本相同, 按照电解槽空气收集装置捕集率为98%得出无组织排放量为0.348 kg/t电解铝, 则生产规模为10万t/年的电解铝厂的氟化
物无组织排放量为3.97 kg/h。
本次使用地面浓度反推法估算的无组织排放量Q的结果为4.97 kg/h, 相当于0.435 kg/t电解铝, 与通过物料衡算法得到的结果有一定差距, 其原因主要为物料衡算法是按照电解槽空气收集装置设计捕集率为98%得出的无组织排放量, 而实际生产中该捕集率往往低于设计捕集率, 并且随使用年限的延长逐渐降低。周科俊[4]报道的贵州铝厂使用年限分别为18年、8年和3年三套电解铝生产装置的废气捕集率分别为95.2%、95.7%和96.7%。此外, 地面浓度反推法估算的无组织排放量偏高的原因也与使用年限不同的电解槽衬氟的吸附情况是不同有关[5]。
参考文献
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(4) 周科俊.电解铝生产尾气中氟化物因子环境影响估算 (J) .环境情报开发与经济, 2001, 11 (3) :58-61.
氮氧化物排放量 篇7
国内外学者对进出口贸易中的隐含碳排放问题进行了较为丰富的研究, 根据Mukhopadhyay (2004) 的实证研究结果, 印度在1993-1994年间出口商品的碳含量小于进口商品的碳含量, 属于能源和碳的净进口国。Tolmasquim and Machado (2003) 证实了20世纪90年代巴西主要出口能源密集型产品, 是隐含能源和隐含碳的净出口国。Shui and Harriss (2006) 研究了1997-2003年中美贸易中隐含的碳排放问题, 结果表明中国二氧化碳排放量中的7%-14%是由中国对美国出口的商品造成的。Nakano, S. et al. (2009) 采用41个国家或地区的17个产业的投入产出表、双边货物贸易和碳排放量测算了贸易中的隐含碳排放量, 模拟结果表明, 20世纪90年代末全球生产型碳排放增加中的1/3发生在非OECD成员内, 超过一半的消费型碳排放归因于OECD成员的消费。齐晔等 (2008) 的计算结果表明, 1997-2004年中国隐含碳净出口占当年碳排放总量的比例在0.5%-2.7%之间, 2004年之后迅速增加, 2006年该数字达10%左右。陈迎等 (2008) 应用基于投入产出表的能源分析方法, 定量研究了2002-2006年中国外贸进出口商品中的内涵能源问题, 结果表明2002年中国内涵能源出口总量约为4.1亿吨标煤, 扣除内涵能源进口1.7亿吨标煤, 内涵能源净出口达2.4亿吨标煤, 约占当年我国一次能源消费总量的16%, 内涵排放净出口1.5亿吨碳。余慧超、王礼茂 (2009) 的结果认为, 1997年与2002年, 通过国际商品贸易, 美国分别有相当于其相应部门碳排放总量的6.77%与9.32%的碳被泄露到了中国, 中国为美国的碳减排做出了很大的潜在贡献, 美国等发达国家应该为中国等发展中国家提供切实有效的气候与环境友好型技术援助。魏本勇等 (2009) 采用投入产出分析法, 结合部门能源消费数据, 从最终需求的角度评估了2002年中国进出口贸易中国家和部门的碳排放, 数据显示, 2002年中国为贸易隐含碳排放的净出口国, 净出口的碳排放介于22.60-168.14Mt, 占国内总排放的2.03%-15.09%。兰宜生、宁学敏 (2010) 对2005年我国22个贸易产业部门的出口贸易与能源消耗进行了实证研究, 结论是2005年我国内涵能源净出口量为5.79亿吨标准煤, 是内涵能源净出口大国。
综上所述, 国内外关于贸易中的隐含碳研究主要集中在总体研究, 较少分年份分国别具体探讨某一类产品贸易的隐含碳排放。陶瓷制品是高耗能产品, 估算中国与主要国家陶瓷制品贸易中隐含的二氧化碳排放量是很有必要的, 一方面有利于中国真正了解陶瓷制品的耗能情况, 制定有效的节能减排策略, 另一方面, 有利于使中国的主要贸易伙伴正确评估其与中国陶瓷制品的贸易利益, 减少以贸易逆差为由对中国进行的贸易报复。本文采用投入产出分析方法, 利用中国2007年投入产出表, 比较2006-2008年中国与30个国家陶瓷制品贸易隐含的二氧化碳排放量, 探讨进出口商品中隐含二氧化碳排放量的估算模型及估算结果, 并根据结论给出相应政策建议。
一、贸易隐含的二氧化碳排放量估算模型
进出口贸易中隐含的二氧化碳排放量估算方法一般采用投入产出分析法。出口商品隐含的二氧化碳排放量可以用式 (1) 测算。
CE=CD+CO= (R+S) EX=T·EX (1)
式 (1) 中各变量的含义分别为:CE为出口商品隐含的二氧化碳排放量矩阵, CD为出口商品隐含的直接二氧化碳排放量矩阵, CO为出口商品隐含的间接二氧化碳排放量矩阵, R为二氧化碳直接排放强度矩阵, S为二氧化碳间接排放强度矩阵, EX为出口额矩阵, T为单位最终使用的二氧化碳国内完全排放强度矩阵。
一般采用投入产出分析法测算T矩阵, 投入产出表中各变量的相互关系可以用式 (2) 表述:
AX+Y+EX-IM=X (2)
式 (2) 中各变量的含义分别为:A为直接消耗系数矩阵, X为国内总产出矩阵, Y为国内最终使用矩阵, IM为进口额矩阵。
由于部门j的单位总产出所直接消耗的部门i的产品价值量中, 包括部门i的国内产出部分和进口部分。因此, 有必要扣除部门i的进口部分, 以真实反映部门j的单位总产出所直接消耗的部门i的国内部分。如果不做这样的处理, 就会夸大单位最终使用的国内隐含排放量。由于产品进口后无法准确确定其中间投入和最终使用的比例, 为简单起见, 一般假定每个产业的进口商品等比例用于中间投入和国内最终使用, 即:
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其中mi为部门i的进口系数, aij是部门j的单位总产出所直接消耗的部门i的产品价值量。由式 (3) 可得:
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由式 (4) 可以得到部门i的国产化系数di=1-mi。把式 (3) 的矩阵形式代入式 (2) 中, 可得:
AX+Y+EX-M (AX+Y) =X (5)
式 (5) 整理后可得:
X=[I- (I-M) A-1[ (I-M) Y+EX] (6)
式 (6) 中 (I-M) A为国内产品直接消耗系数矩阵, [I- (I-M) A]-1为竞争进口方式中的里昂惕夫逆矩阵, 其与二氧化碳直接排放强度矩阵R的乘积即为单位最终使用的二氧化碳国内完全排放强度矩阵T, 可表示为:
T=R[I- (I-M) A]-1 (7)
把式 (7) 代入式 (1) , 即可得出口商品隐含的二氧化碳排放量矩阵CE为:
CE=R[I- (I-M) A]-1EX (8)
根据i国与中国单位GDP的碳排放强度, 以调整后的中国相应产品国内完全碳排放强度近似代替进口产品生产国单位最终使用的国内完全排放强度矩阵, 可得:
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式 (9) 中各变量的含义分别为:TI为进口产品完全碳排放强度矩阵, PI为i国单位GDP的碳排放强度, PC为中国单位GDP的碳排放强度。
把式 (9) 代入式 (8) 中, 可得进口商品隐含的二氧化碳排放量矩阵CI为:
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二氧化碳净出口排放量为:NC=CE-CI。
二、数据来源和估算结果
本部分采用《2007年中国投入产出表》, 测算2006-2008年中国与30个国家陶瓷制品贸易隐含的二氧化碳排放量。由于《2007年中国投入产出表》中总共有42个部门, 其中服务业有16个, 而分行业能源消费总量表中服务业只有3个, 需要把投入产出表中的16个服务业合并为3个, 如表1所示。合并后的投入产出表就缩减到29个部门。分行业能源消费总量表中工业有39个部门, 而投入产出表中工业只有24个部门, 需要把分行业能源消费总量表中工业合并为24个部门[1]。
与贸易伙伴的陶瓷制品贸易数据来源于联合国全球贸易数据统计库 (UN COMTRADE) , 陶瓷制品对应于HS2002分类标准中的第69章。分行业能源消费总量来源于《中国统计年鉴》 (2008、2009年) , 各种能源消耗量都统一折算为标准煤数量, 本文按消费1吨标准煤排放2.46吨二氧化碳的标准计算二氧化碳直接排放强度[2]。2007年分行业总产出数据直接来源于《2007年中国投入产出表》, 2006、2008年农林牧渔业、建筑业总产出数据直接来源于统计年鉴。统计年鉴中仅给出2006年规模以上工业企业增加值, 为获取2006年分行业工业总产值, 需要先计算2006年所有工业企业的总增加值与规模以上工业企业增加值的比值, 把该比值乘以分行业的规模以上工业企业增加值, 即可求出包含规模以下工业企业的分行业增加值, 把该增加值除以投入产出表中的行业增加值比例, 即可得到2006年分行业工业总产值。2006年服务业总产值和2008年工业、服务业总产值采用相似的算法。贸易伙伴GDP总量和二氧化碳排放总量数据来源于世界银行网站, 据此可求出贸易伙伴单位GDP二氧化碳排放强度。
2006-2008年分行业的二氧化碳直接排放强度如表2所示, 结果表明非金属矿物制品业是2006年二氧化碳直接排放强度最大的行业, 为36 775.94吨/亿元, 通信设备、计算机及其他电子设备制造业最小, 仅为997.71吨/亿元;电力、热力的生产和供应业是2007年、2008年二氧化碳直接排放强度最大的行业, 分别达到29 976.38吨/亿元、28 791.16吨/亿元, 废品废料业最小, 分别是278.63吨/亿元、1 113.80吨/亿元。
2006-2008年陶瓷制品所属的非金属矿物制品业二氧化碳排放强度如表3所示, 其中的完全排放强度表示非金属矿物制品业1亿元最终使用国内投入部分产生的二氧化碳排放量之和, 采用式 (7) 计算得出。完全排放强度、直接排放强度和间接排放强度没有呈现出明显的变化规律, 其中2006年强度最大, 分别为67 975.47、367 75.94、31 199.53吨/亿元, 2007年最小, 分别为44 915.58、21 957.59、22 957.99吨/亿元。
采用式 (8) 和 (10) 可以计算出2006-2008年陶瓷制品国别贸易隐含的二氧化碳排放量, 如表4所示。2006年总出口排放和总进口排放均是三年中最高的, 分别为34 091 784吨、472 385吨, 2007年最低, 分别为22 692 639吨、423 465吨。这是因为2006年完全排放强度最大, 2007年完全排放强度最小。2006-2008年中国二氧化碳排放总量分别为61.08、65.33、68.96亿吨, 中国陶瓷制品出口隐含的二氧化碳排放量占排放总量的比例分别为0.56%、0.35%、0.41%。2006-2008年净出口排放量分别是33 619 399、22 269 174、27 897 935吨, 占排放总量的比例分别为0.55%、0.34%、0.4%。分国别来看, 2006-2008年对美国的出口排放、净出口排放均是最大的, 三年总净出口排放占比为16.3%, 居第1位, 表明从二氧化碳排放和环境收益的角度看, 美国是中国陶瓷制品贸易的最大受益者。对日本的出口排放和进口排放都比较大, 总净出口排放占比为5.75%, 居第2位。30个国家中, 对奥地利的总净出口排放占比最小, 为0.06%。对30个国家的总净出口排放占比之和为69.57%。
三、结论与建议
本文利用投入产出分析法估算了2006-2008年中国陶瓷制品贸易隐含的二氧化碳排放量及总净出口排放占比。2006年二氧化碳直接排放强度最大的行业是非金属矿物制品业, 达到36 775.94吨/亿元, 2007年和2008年最大的都是电力、热力的生产和供应业, 分别为29 976.38吨/亿元、28 791.16吨/亿元。2006年非金属矿物制品业二氧化碳完全排放强度最大, 2007年完全排放强度最低。2006-2008年中国陶瓷制品贸易隐含的二氧化碳净出口排放量分别是33 619 399、22 269 174、27 897 935吨, 占当年二氧化碳排放总量的比例分别为0.55%、0.34%、0.4%。从二氧化碳排放和环境收益的角度看, 在研究的30个国家中, 美国是中国陶瓷制品贸易的最大受益者, 日本次之, 奥地利位列最后。
陶瓷业是中国重要的传统产业, 虽然其产量在世界上遥遥领先, 但它也是中国各行业中的耗能大户。为了有效降低中国的碳排放, 实现中国在哥本哈根会议上提出的到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40-45%的目标, 中国陶瓷业应实施以下的发展对策:
第一, 以技术、管理创新促减排。中国陶瓷业要依靠技术进步降低其排放强度, 通过技术创新, 开发技术含量高、附加值高、能耗低的新型陶瓷产品, 大力开发和广泛应用陶瓷生产中的二次能源回收利用技术, 普及推广已成熟的节能减排技术[3]。采用先进的管理模式, 使生产流程更顺畅、更科学, 减少不必要的能源浪费。
第二, 以经济手段促减排。中国应通过降低出口退税率、增加能源使用成本等手段控制陶瓷制品出口的过快增长, 扩大陶瓷制品的进口, 迫使国内陶瓷企业控制产量, 自动淘汰部分落后产能, 力促陶瓷产业结构升级, 使中国陶瓷制品出口隐含的碳排放总量逐渐减少, 进口隐含的碳排放总量逐渐增加, 逐步扭转陶瓷制品贸易中货物顺差、环境资源逆差的不利局面。
第三, 以资本运作促减排。中国陶瓷企业众多, 规模偏小, 这极大地影响了企业采用最新节能减排设备与技术的能力。政府要鼓励陶瓷企业的兼并重组, 提高产业的集中度, 发挥规模优势, 提高集团内部能源的利用效率。
参考文献
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[2]陈飞, 诸大建.低碳城市研究的理论方法与上海实证分析[J].城市发展研究, 2009 (10) :71-79.
氮氧化物排放量 篇8
1 火电厂氮氧化物排放现状
据《中国火电厂氮氧化物排放控制技术方案研究报告》统计,2009年火电厂排放的NOx总量已增至860万 t,比2003年的597.3万t增加了43.9%,约占全国NOx排放量的35%~40%;中投顾问发布的《2010~2015年中国环保产业投资分析及前景预测报告》显示,我国能源资源以煤炭为主,在电源结构方面今后相当长的时间内将继续维持燃煤机组的基本格局。按照目前的排放控制水平,到2020年,我国火电排放的氮氧化物将达到1234万 t以上。由此可见,火电大气污染物排放对生态环境的影响将越来越严重。
2 氮氧化物控制法规
2010年9月,环境保护部明确提出将NOx列入“十二五”总量控制指标,氮氧化物排放量减少10%,脱硝是企业特别是火电企业“十二五”期间必须完成好的节能减排工作。2011年1月14日,国家环境保护部发布了比欧盟相关规定要求更高的《火电厂大气污染物排放标准(二次征求意见稿)》,计划2012年1月1日开始实施。其中规定从2012年1月1日开始,要求所有新建火电机组NOx排放量达到100 mg/m3。从2014年1月1日开始,要求重点地区所有火电投运机组NOx排放量达到100 mg/m3,而非重点地区2003年以前投产的机组达到200 mg/m3。与环保部2009年7月份的第一次征求意见稿相比,新标准脱硝目标实现计划提前了一年,排放标准提高了整整一倍。氮氧化物的控制已成为国家经济可持续发展和环境保护的紧迫客观要求。
3 氮氧化物控制技术
目前,燃煤电厂锅炉一般采用煤粉锅炉及循环流化床锅炉。作为低温分段燃烧[2]的炉膛温度为800~900 ℃的循环流化床锅炉NOx排放浓度一般为150~280 mg/m3,而相同烟气量情况下,煤粉炉NOx实际排放量是循环流化床锅炉的2倍左右,约为450~600 mg/m3[3]。因此,无论是煤粉锅炉,还是已采用过低氮燃烧技术的循环流化床锅炉,均无法达到氮氧化物控制新标准,即燃煤电厂必须对锅炉实施NOx控制。
控制NOx排放的技术措施一般包括降低燃烧过程中NOx生成量或将已经生成的NOx 通过某种技术手段从烟气中脱除掉。由此,发展起了低NOx燃烧技术和烟气脱硝技术。
3.1 低氮燃烧技术
低氮燃烧技术就是根据燃料在燃烧过程中氮氧化物的生成机理,通过改进燃烧技术来降低氮氧化物生成和排放的技术,尤其适用于燃用烟煤和褐煤的锅炉。一般情况下,采用低氮燃烧技术比不采用低氮燃烧技术的锅炉NOx排放量低20%~40%[4]。
该类技术工艺成熟,投资与运行费用较低。从“八五”开始,新建的30万 kW及以上火电机组基本都采用了低NOx燃烧器[5]。“十五”以来,新建燃煤机组全部按要求同步采用了低NOx燃烧方式,一批现有机组结合技术改造也加装了低NOx燃烧器[6]。截至2008年,我国火电机组中采用低氮燃烧技术的约占76.70%[7]。
3.1.1 空气分级燃烧技术
空气分级燃烧是目前国内外燃煤电厂采用最广泛、技术上也比较成熟的低NOx燃烧技术之一,NOx脱除率达15%~30%[8,9,10]。具体实施步骤将燃烧所需的空气分两级送入燃烧装置,从而分阶段完成燃料的燃烧过程。第一阶段,通过主燃烧器供入炉膛70%~75%(相当于理论空气量的80%)的燃烧空气量,使燃料在富燃区燃料缺氧条件下燃烧生成CO。由于燃烧区内过量空气系数ɑ<1,降低了燃烧速度和燃烧温度,从而延迟了燃烧过程,在还原性气氛中降低了NOx的生成率。 第二阶段,将完全燃烧所需的其余空气以二次风形式通过主燃烧器上方的专门空气喷口送入炉膛,与第一级燃烧区产生的烟气混合。此时过量空气系数ɑ>1,火焰温度较低,既保证了燃料在富氧条件下燃尽,NO生成量也较少[11]。
3.1.2 燃料分级燃烧技术
燃料分级燃烧,也称为“再燃烧”,是利用已生成的NO在遇到烃基CHi和未完全燃烧产物CO、H2、C及CnHm时会还原成N2原理[12],把燃料分成两股或多股燃料流,这些燃料经过三个燃烧区发生燃烧反应,NOx脱除率一般为40%。第一燃烧区为富氧燃烧区(主燃区) 供入全部燃料的70%~90%,采用常规的低过剩空气系数(α≤1.2)燃烧生成NOx;第二燃烧区通常称为再燃烧区,与主燃烧区相邻,空气过剩系数小于1,为缺氧燃烧区,在此燃烧区,只供给10%~30%的燃料,而不供入空气,从而形成很强的还原性气氛(α=0.8~0.9),使在主燃区中生成的NOx 在再燃区被还原成N2分子;第三燃烧区为燃尽区,燃尽区只供入燃尽风,在正常的过剩空气(α=1.1)的条件下,使未燃烧的CO和飞灰中的炭燃烧完全。由于我国气体和液体燃料较为缺乏,为了减少未完全燃烧的损失,通常采用平均粒径小于43 μm的超细煤粉(Micronized Coal)作为再燃燃料,又称再燃(MCR)技术[13]。
3.1.3 烟气再循环技术
烟气再循环是在锅炉的空气预热器前抽取一部分烟气(一般占总烟气量的10%以上)直接送入炉膛燃烧器区域,或与燃烧用的空气混合后送入炉膛。因此,炉膛燃烧的火焰峰值温度将有所降低,使热力型NOx减少;同时,烟气稀释了燃烧空气中的氧气,降低了局部的氧浓度,也使燃料型NOx降低。当烟气再循环率为15%~20%时,煤粉炉的NOx排放浓度可降低25%左右[14]。
3.1.4 低氮燃烧器
通过特殊设计的燃烧器结构以及通过改变燃烧器的风煤比例,可以将空气分级、燃料分级和烟气再循环降低NOx浓度的大批量用于燃烧器,以尽可能地降低着火氧的浓度适当降低着火区的温度达到最大限度地抑制NOx 生成的目的,这就是低NOx 燃烧器,NOx降低率一般在30%~60%。
3.2 烟气脱硝技术
2010年1月27日,环保部发布了《火电厂氮氧化物防治技术政策》,提出氮氧化物防治技术路线为:低氮燃烧技术应作为燃煤电厂氮氧化物控制的首选技术;当采用低氮燃烧技术后,氮氧化物排放浓度不达标或不满足总量控制要求时,应建设烟气脱硝设施。目前火电机组大多已进行了低氮燃烧技术改造,但随着NOx排放新标准的执行,实施烟气脱硝成为必然发展趋势。
烟气脱硝技术在我国的发展尚不成熟,主要包括选择性催化还原法(SCR)、选择性非催化还原法(SNCR)、电子束法、脉冲电晕等离子法、吸附法、液体吸收法及微生物法。目前国内应用的主要是SCR、SNCR及SNCR-SCR联合烟气脱硝技术。
3.2.1 选择性非催化还原法
在不采用催化剂的条件下,将还原剂从800~1 100 ℃烟气高温区喷入,还原烟气中的氮氧化物的一种脱硝方法。
SNCR还原NOx的反应对于温度条件较为敏感,当温度高于1 100 ℃时,NOx 的脱除率由于氨气的热分解而降低;温度低于800 ℃以下时,NH3的反应速率下降,还原反应进行得不充分,NOx 脱除率下降,同时氨气的逸出量可能也在增加。一般炉膛上喷入氨点的温度选择在850~1 100 ℃之间。
该技术工艺简单,操作便捷,不需要催化剂床层,初始投资相对较低,但脱硝效率较低,一般为25%~40%,比较适用于对在役机组的改造。福斯特惠勒公司通过对FW的循环流化床锅炉采用SNCR技术的试验结果证明,无论采用氨还是尿素,都可以有效控制NOx的排放浓度。采用1.5~3.0的NH3/NOx摩尔比,甚至可以实现高达70%~80%的脱硝率[15]。
3.2.2 选择性催化还原法
在有催化剂存在的条件下,将还原剂从300~400 ℃烟温处喷入,还原烟气中氮氧化物的一种脱硝方法。
SCR法是目前世界上应用最多、最为成熟且最有成效的一种烟气脱硝技术,脱硝效率可高达80%~90%,氮氧化物排放浓度可降至100 mg/m3 左右[16]。据中电联统计,截至2009年,全国约有5 000万 kW的烟气脱硝机组投运,正在规划及在建的烟气脱硝机组超过1亿千瓦,其中90%以上的机组采用的是SCR烟气脱硝技术[17]。该技术适合在煤质多变、机组负荷变动频繁以及对空气质量要求较高的区域的新建燃煤机组上使用。
其缺点是:催化剂价格昂贵;由于使用了腐蚀性很强的NH3或氨水,对管路设备的要求高;氨易泄露,且易形成(NH4)2SO4;烟气成份复杂,某些污染物可使催化剂中毒;高分散的粉尘微粒可覆盖催化剂的表面,使其活性下降;还原剂(液氨、氨水、尿素等)消耗费用大;若用液氨或氨水作为还原剂,由于他们是危险化学品,在储运和使用过程的安全问题尤应引起关注;投资与运行费用较高。催化剂失效和尾气中残留NH3是SCR系统存在的两大关键问题,因此,探究更好的催化剂是今后研究的重点。
3.2.3 选择性非催化还原与选择性催化还原联合法
SNCR-SCR法具有2个反应区,首先通过布置在锅炉炉墙上的喷射系统,将还原剂喷入炉膛,在高温下脱除部分NOx;然后逸出的未反应完的还原剂再进入SCR反应器,与未脱除的NOx进行催化还原反应。其最主要的优点是省去了SCR工艺设置在烟道里的复杂的氨喷射格栅系统;大幅度减少了催化剂的用量;净化效率可调,达25%~70%。还原剂喷入炉膛脱除部分氮氧化物,逸出的NH3再与未脱除的氮氧化物进行催化还原反应的一种脱硝方法。
该联合工艺于20世纪70年代首次在日本的一座燃油装置上进行试验,试验结果表明了该技术是可行的,并在美国有较多的工程应用[18]。国内江苏阚山电厂的660 MW机组拟应用该工艺,目前SNCR工程已投入应用,SCR工程尚在建设之中。
4 结 论
火电厂对大气造成的污染、对人类生活造成的影响已十分严重,控制NOx的排放成为国家经济可持续发展和环境保护亟需解决的课题。但我国对NOx的控制研究起步较晚,对各种NOx排放控制技术使用时间不长,目前国内外常用的燃烧脱硝、选择性非催化还原、选择性催化还原等技术都各自有其优势、特点、适用条件、防治效果,脱硝技术特别是还原剂的选择,与企业所在地域、燃烧工艺、炉型、燃料、现场条件等密切相关,而且技术可靠性、一次性投入及运行成本也不同。因此,火电厂是否能够根据自身实际状况,制定可行的氮氧化物控制方案十分必要。对此,笔者提出以下建议:
(1)综合考虑电力企业的承受能力,结合实际,对不同锅炉所处位置区别对待,对新老机组区别对待,突出重点,以有限投入得到最佳环保效益。
(2)低氮燃烧技术工艺成熟,投资与运行费用较低,其应作为燃煤电厂在役机组和新建机组氮氧化物控制的首选技术。
(3)SCR技术氮氧化物去除率高、应用成熟,但投资费用与运行费用高,适合在煤质多变、机组负荷变动频繁以及对空气质量要求较高的区域的新建燃煤机组上使用。
(4)SNCR技术投资与运行费用较低,但氮氧化物去除率有限,适用于对采用了低氮燃烧技术的在役机组的改造,尤其适用于循环流化床锅炉的改造。
(5)SCR-SNCR技术弥补了SCR与SNCR两项技术的不足,但其综合效果有待论证,尚不成熟,可先做示范工程再进一步推广。
摘要：氮氧化物是“十二五”期间国家污染物总量控制对象之一。本文在概述国内火电厂氮氧化物排放现状及控制法规的基础上,详细论述了目前火电行业烟气中氮氧化物的主要控制技术及其应用现状、优缺点,并简要总结了我国火电行业氮氧化物控制存在的问题,最后对国内火电行业氮氧化物的污染控制提出了建议。
氮氧化物排放量 篇9
在经济尚不发达的中国, 经济发展是永恒不变的主题。控制二氧化碳排放量, 发展低碳经济是否会使我国的GDP降低?中国是发展中国家, 现在正处于经济快速发展的时候, 工业化、城镇化的步伐一直进行, 人口众多, 经济、技术水平低, 工业发展存在很多问题:产业结构不尽合理, 产业的集中力度不高;大而不强, 核心技术和关键技术创新能力不足;资源、能源的消耗过大, 资源和环境的约束日益突出。在这种背景下, 我国要控制二氧化碳排放量面临着巨大的压力和特殊困难。对于中国这样一个发展中国家来说, 控制二氧化碳排放量在一定时期内会对我国经济造成不利影响。
虽然在一定时期内, 控制二氧化碳排放量对我国GDP增长有不利影响, 可是我们应该把目光放长远, 看到长远利益。GDP是衡量一个国家经济发展情况的指标, 可是它并不是唯一衡量的方式, 暂时的一个GDP的数字并不能说明全部的问题。我认为, 就目前中国的情况来看, 我们不应该太重视暂时的GDP数字, 在控制二氧化碳排放量的过程中, GDP会有所下降, 但长远来看, 对中国有很大益处在家具行业, 吹响了低碳经济的号角。低碳家具的内涵无非是自身具有碳汇能力, 在整个生产过程中能源消耗低, 碳排放量低, 产品质量好, 废弃后易于回收利用。在所有材料中, 木材仍然是首选的环保材料。为了防止木材的枯竭, 中国政府已将单纯的禁伐政策改为有计划的种植经济林和砍伐使用。同时, 不少企业开始使用多用的其他天然材料, 如竹材, 腾, 麻, 水草, 玉米皮, 秸秆等。新型的家具材料, 低碳空调等产品的开发和面市, 推动着我国家居行业的经济发展, 带动着我国GDP的增长。
汽车, 飞机, 轮船, 火车, 这些交通工具的尾气排气是二氧化碳的另一大杀手。汽车的低碳之路, 除了图谋新能源, 工程塑料应用于汽车行业也是大势所趋, 人心所向。随着哥本哈根气候峰会的进行, 中国政府关于碳减排的承诺, 将推动我国“低碳”汽车的加速发展。与之紧密相关的新能源汽车战略无疑成为行业竞争的制高点。值得关注的是, 最近一段时间以来, 关于新能源汽车发展的政策利好一直不断, 也在推动着我国经济的发展和GDP的增长。
低碳环保产品将成为办公设备新趋势。在低碳办公逐渐成为趋势的今天, 很多中小企业开始寻求兼具高性价比及环保特点的彩色办公设备。2010年3月23日, 日本知名企业兄弟 (中国) 商业有限公司在沪发布了5款彩色数码打印机及一体机产品, 直接面向这一市场。
气候变化造成的水资源短缺和燃料价格波动都直接影响到粮食生产的稳定性, 与此同时, 农业用地的释放出大量的温室气体, 超过全球认为温室气体排放量总量的30%, 相当于150亿吨的二氧化碳。发展低碳农业是责无旁贷的。如在西部农村大量推广太阳能灶, 政府大力扶持太阳能灶生产企业, 给予税收优惠。同时, 沼气技术得到大力的开发和应用。
在控制二氧化碳的过程中, 我国坚定不移地走可持续发展道路, 从国情和实际出发, 制定应对气候变化国家方案, 积极推进经济和产业结构调整、优化能源结构、实施鼓励节能、提高能效等政策措施, 不断增加应对气候变化科技研发投入, 努力减缓温室气体排放, 增加森林碳汇, 使中国经济发展走向一条合理科学的道路, 使中国经济越好越快地发展, 这是一条可持续发展道路, 我们应该看到长远的发展而不是暂时的一个GDP数字。从国际来说, 控制二氧化碳排放量是我国对人类发展的高度负责。中国政府要全面考虑中国国情和发展阶段, 本着对全人类长远发展高度负责的态度, 建设资源节约型、环境友好型社会的目标和任务, 以及国际社会对中国的期望的基础上, 制定控制温室气体排放的目标。
因此顶住全球节能减排的压力, 既是一个挑战, 更是一个机遇。我们应有长远的眼光, 立足国内现状, 统筹国内外大局, 加大投资新技术的研发, 控制二氧化碳的排放量, 发展低碳经济, 加强对低碳和零碳技术的研发和产业化投入, 积极引导人们进行低碳绿色生活, 实现国民经济低碳化、社会消费低碳化。而这一宏伟目标的实现将会使我国GDP有着前所未有的高速增长。
氮氧化物排放量 篇10
温室效应严重影响了国家制度和社会经济。交通行业是温室气体排放和空气污染的重要来源。因此, 它在低碳排放交替发展中已成为重点行业之一, 同时环境保护部明确提出要加快公路建设。一般来说, 传统的热拌沥青混合料用于路面施工, 它会排放大量的二氧化碳、甲烷和一氧化二氮。这种材料是高碳排放模型的一部分, 并且被认为是公路行业碳排放灾区的1 种要素, 不利于低碳经济的发展。
国内外学者们对公路运输行业碳排放的影响问题上进行了大量研究。卡斯和慕克吉基于排放源清单对路面材料的设计进行了分析和比较, 并提供了一个基于碳排放过程的计算方法, 并用混凝土路面改造工程来说明此方法。运用生命周期分析方法建立一个碳排放计算模型之后, 整合了能源消耗和排放清单。该研究也为高速公路引入节能和减排措施。然而, 模型发现国内外研究碳排放的研究主要集中在建筑生命周期内的碳排放。沥青路面施工造成的环境污染研究尚未彻底进行。此外, 碳排放评估和节能措施的研究最近才开始, 其针对性较弱。
在这项研究中, 碳排放的计算模型, 关键阶段的分析以及碳排放的影响因素分析是在沥青混合料生产和建设的能源消耗分析的基础上建立的。这种方法将为低碳技术在沥青路面建设的发展以及低碳技术的选择提供一个理论支持。
2 沥青混合料
2.1 碳排放阶段
高速公路是1 个产品, 可以从其输入或输出的能量和碳排放对整个施工过程全面评估。碳源和碳排放来源形成的内含路面系统边界的路面结构, 包括一系列的中间产品和收集的单元过程。通过采集数据, 可以合理确定影响程度和系统边界。沥青路面施工分为两部分, 即:沥青混合料生产和沥青混合料施工。沥青混合料生产包括骨料堆放, 骨料供给, 沥青加热, 骨料加热和混合搅拌。沥青混合料的施工分为沥青混合料运输、沥青混合料摊铺、沥青混合料的压实。基于这些阶段的碳源调查, 进行了沥青混合料碳排放的统计和计算。
2.2 碳源调查
凭借良好的路面性能和容量满足各种路面结构层的要求, 热拌沥青在中国得到了广泛的应用。通过高速公路边界定义, 对沥青路面施工进行了详细调查并得到了每个阶段的能源消耗, 这为计算模型奠定了基础并确定了关键阶段。生产、建设、碳流如图1 所示。
1) 骨料堆放
骨料被输送并在搅拌站的特定位置由装载机堆放。在此过程中所消耗的主要能源是柴油。因此, 调查的主要内容是此过程中通过装载机的单位质量骨料的能耗。
2) 骨料供给
在减薄过程中, 骨料由装载机转移到冷骨料仓。主要的能源消耗是装载机的燃油。因此, 调查油耗, 要考虑沥青搅拌站的产能以及装载机的配置, 并且包含的各型装载机在问卷中指定。调查的主要目标是不同类型机器的单位时间的工作量和燃料消耗。
3) 骨料加热
从原料地运送来的骨料都有特定的含水量, 这需要1 个干燥的步骤。沥青混合料是在高温下混合, 从而需要加热到高温 (一般160~190℃) 来聚合。干燥和加热骨料通过使用干燥鼓来实现。主要的能源消耗是重油和天然气。因此, 调查的主要参数是单位时间的能量消耗, 相应的单位时间的生产数量, 以及沥青搅拌站的功率。
4) 沥青供应
被转移到混合罐之前, 沥青黏合剂必须在沥青储存罐被加热到达到正确的温度, 同时保持足够低的黏度。这样, 沥青黏合剂混合与干燥骨料才是合适的。加热沥青黏合剂主要通过热流体加热来实现, 加热温度通常在150~170℃之间。因此, 在这个阶段研究的主要内容是单位时间的能量消耗。
5) 混合沥青混合料
沥青混合料的混合主要包括物料提升机提升骨料, 振动筛筛选, 骨料称量, 混合等工艺。在这些过程中, 电能是主要消耗, 这关系到沥青搅拌站的功率。因此, 在这个阶段的主要参数是对应于所产电能的单位时间的电能消耗。
6) 沥青混合料运输
混合的沥青混合料应由运输车辆从混合位点送至铺路现场, 所有这些都涉及柴油的消耗。因此, 在这个阶段研究运输车辆负载和相应的燃料消耗。
7) 沥青混合料摊铺
摊铺机的使用依赖于宽度, 厚度, 横坡和纵向坡度。这种类型的机械消耗大量的燃料。因此, 在这个阶段研究摊铺机的单位时间消耗量和散布量。
8) 沥青混合料压实
沥青路面碾压是提高沥青路面综合性能的有效方法。在这个过程中, 柴油是主要的能量来源。调查的主要内容是单位时间和单位时间工作量的辊燃料消耗。
沥青混合料的整个生产和施工阶段是一个相互联系的过程。每个阶段的生产条件应与沥青搅拌设备的能力相适应, 并作为一个起点通过直接或间接的方法来研究能量消耗。结果为沥青混合料碳排放的建立提供支持。
3 沥青混合料碳排放量的计算
3.1 建立计算模型
沥青生产建设包含在不同的阶段, 在每个阶段有不同的能源消耗。这些能量也将产生不同类型的温室气体。计算模型的第一步是确定所测量参数。政府间气候变化专门委员会提供的碳排放系数被用于计算各种能源消耗的碳排放量。根据全球气候变化所提出的全球性和代表性的碳排放系数是适合中国高速公路的碳排放量计算的 (见表1) 。
在碳排放系数的基础上, 根据全球变暖潜能值 (GW, P) , 不同的温室气体被转化成CO2当量。然后, 碳排放用CO2当量进行计算和比较。GW, P示于表2。
为得到更好的统计数据, 碳排放的各方面与所选择的测量参数的直观需求线进行比较。生产1t沥青混合料产生的碳排放量被选为比较对象。它可以客观地减少各个环节的相互影响, 提高数据的准确性。在本文中, CO2和其他温室气体经Gw, p转化来的CO2被视为在本文的碳排放量。
每一种温室气体, 都是根据全球变暖潜值换算成二氧化碳的当量, 然后加总所有温室气体的计算值。根据前面的计算可以计算出总排放的当量。结合沥青混合料的生产和施工的每个阶段, 碳排放的量化模型最终被确定。量化模型如下:
式中, G是碳排放总量;mij是阶段i中能源j的消耗量;Qj是能源j的单位热量;pj是能源j的碳排放系数;Gwpk是温室气体k的全球变暖潜能值。
3.2调查高速公路碳排放
根据中国高速公路的调查和计算见模型, 计算了道路沥青混合料生产和施工每个阶段的碳排放, 得到了每个高速公路的碳排放 (见图2) 。
根据计算结果, 沥青混合料生产和施工的碳排放量有显著差异。总碳排放与不同部门类型的能量相关。当能量类型不同时, 碳排放总量有很大的差异。这一现象背后的主要原因是, 沥青混合料的生产和建设是复杂的过程。碳排放不仅与施工工艺、机械、和施工队伍使用寿命相关, 而且和燃料的类型、施工管理等方面也相关。碳排放可以大大减少当选择清洁能源作为燃料。总水分的减少有助于减少施工过程中的碳排放。
当清洁能源被选作燃料时, 碳排放可大大减少。骨料水分的减少有助于施工过程中碳排放的减少。
4碳排放分析
鉴于沥青混合料的生产和施工涉及多个过程, 每个过程都需要特定的设备, 消耗各种类型的能源, 并且在碳排放量上有很大的差别。通过对碳排放的不同流程的分析, 碳排放量的关键阶段被确定, 同时为发展低碳减排的技术和控制碳排放的合理方案提供了理论支持。
4.1 分析碳排放的比例
沥青混合料的生产和施工过程包括沥青在桶中加热, 骨料加热, 等等。8 个阶段的能量消耗各不相同。根据不同阶段消耗的不同能量, 这10 条高速公路被分为3 类, 即A, B, C类。A表示用煤的沥青加热过程和用重油的骨料加热过程。B表示用重油的沥青加热和骨料加热过程。C表示用天然气的沥青加热和骨料加热过程。基于计算模型和每个阶段的碳排放比较 (见表3) , 得到了碳排放的比例并以每种类型的平均值作为代表。
上面的分析表明, 能量类型是不同的, 但每个阶段都有类似的碳排放比例。骨料加热在碳排放量中占比最大, 约占碳排放总量的67%。沥青加热约占碳排放总量的14%, 而混合料的混合约占碳排放总量的11%。从而, 骨料加热, 沥青加热, 混合料的混合的碳排放合计占整个碳排放过程的90%以上。因此, 这些过程对碳排放有重大影响, 其余阶段对总碳排放有轻微影响。
4.2 分析关键阶段的碳排放
基于以上分析, 能量类型是不同的, 但在各阶段的碳排放有类似的比例。骨料加热, 沥青加热, 及混合料混合的碳排放合计占到碳排放总量的90%以上。骨料加热约占67%, 无桶沥青加热约占14%, 混合物混合约占11%, 而其他阶段占据不到10%。
根据对权重函数的分析, 骨料加热, 无桶沥青加热, 混合料混合阶段的权重分别为0.4130, 0.2335 和0.1522, 其权重总和占总权重总和的一大部分。因此, 其他阶段的总权重是相当小的。拥有大部分权重的阶段对碳排放有主导影响。
根据对碳排放比例和权重函数的分析, 考虑到不同类型的能量, 80%以上的碳排放产生于骨料加热, 沥青加热, 以及混合料混合阶段, 这些是沥青混合料生产和施工中主要的碳排放来源。因此, 骨料加热, 沥青加热, 以及混合料的混合被确定为沥青混合物碳排放的关键阶段。对关键阶段的碳排放进行分析, 对整个过程的碳排放研究发挥了重要作用。
5 结语
基于关于沥青混合料的生产和施工过程的分析, 沥青路面建设被分为两部分, 即:沥青混合料生产与沥青混合料施工。沥青混合料生产包括骨料堆放, 骨料供给, 沥青加热, 沥青搅拌等。沥青混合料施工包括沥青混合料摊铺, 运输, 压实等阶段。
通过分析碳源的调查, 本文提出了用1t沥青混合料作为横向比较的对象。碳排放量的计算模型是由层次分析法确定的, 然后计算出每个阶段的权重系数。
分析碳排放的比例和不同阶段的权重系数有助于确定碳排放的关键阶段, 即骨料加热, 沥青加热和混合过程, 它们分别占碳排放总量的67%, 14%和12%。
基于对沥青混合料碳排放的定量比较分析, 并结合沥青混合料生产和施工的关键阶段和全过程碳排放间的比例关系, 综合评价了沥青混合料的碳排放。
基于对碳排放评估和经济效益的分析, 提出了相应的节能施工程序以节省沥青混合料生产施工的成本, 并减少燃料消耗和碳排放。
摘要：公路建设行业在经济发展中起着重要的作用, 但也是碳排放的一个主要来源。因此, 随着全球气候变化, 节约能源和减少碳排放已成为公路建设行业的关键问题。为实施低碳高速公路建设模型, 将沥青路面建设分为骨料堆放、骨料供给和其他阶段建立了一个适当的二氧化碳排放计算模型。基于碳排放计算模型, 碳排放量的比例在每个阶段进行了分析。层次分析法是用于建立沥青路面建设的系统判断矩阵, 从而使每个环节的权重系数都被计算。
关键词：低碳,公路建设模型,沥青路面,系统判断矩阵
参考文献
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