对中国电厂S02降低排放的研究外文翻译资料

对中国电厂S02降低排放的研究

原文作者 HAO Jiming , WANG Shuxiao , LU Yongqi , HE Kebin

摘要：随着电力生产的快速发展，燃煤电厂的二氧化硫污染问题产生了严重的污染问题。，1977年的时候，我国火力发电厂排放的SO2大约占全国排放的33%。不管是现在还是将来，火力发电厂都是主要的污染源之一。中国政府和电力部门对火电厂SO2排放相当重视。新的环境政策也开始制定。但是，法律法规执行力度有待进一步提高和扩大，特别是那些对周围环境有较大污染的。本文主要描述热电厂SO2排放在达到环保目标的措施，并在这基础上更进一步的技术方案。

关键词: 二氧化硫、烟气脱硫、火电厂

引言

随着经济的发展，中国面临的严峻空气污染挑战。中国是世界上消费煤炭最多的国家，都煤炭在中国的能源生产消费结构中占70%，对城市环境造成了严重的二氧化硫和酸雨污染。1998年全国二氧化硫排放20.87公吨，其中87%是来自煤炭燃烧。在全国大约有70%以上的城市，它的空气质量是超标的，严重危害公共环境。南至长江，东至西藏高原都有大面积的酸沉降发生。中国已成为继美国和欧洲之后的第三个酸沉降区。

作为最大的煤炭消费国，中国的电力工业在过去五十年中迅速发展。总装机容量和年发电量分别从1949年的1850兆瓦和4.30亿千瓦时发展到1998年的277吉瓦和1157太瓦时如下图一所示。在中国的火力发电厂超过95%是燃煤机组，占75.6%的总容量。因此，随着电力生产的快速发展，燃煤电厂的烟气引起了严重的空气污染问题。

表1 中国发电装机容量（1949-1998）

1火电厂二氧化硫排放现状及预测

自上世纪80年代以来，中国的电力部门一直强调颗粒物的控制。随着静电式除尘器的数量不断增加，颗粒物的排放量有效地控制和减少。从1980年3.99公吨到1998年的3.30公吨，并且发电装机容量增加约3倍。但是，随着装机容量的增加，二氧化硫的排放量迅速增加，如图2所示。在1995，火电厂的二氧化硫排放量达到6.4公吨，约占全国工业排放量的35%。可见火电厂的二氧化硫排放源已成为最大的二氧化硫排放源之一。

表2 火电厂二氧化硫和粉尘的排放

1995，火电厂的二氧化硫排放量分别为6.4公吨，其中2.74公吨是来自中国东部，2.25公吨来自中国的中部，和其他1.29公吨来自中国西部。从排放二氧化硫的热发电厂在中国的分配情况。说明了，大多数电厂都集中在华东、华中并且SO2排放量很高，在西部也有几个发电厂但SO2排放量远低于其他。

在未来，火电厂将成为中国未来最大的二氧化硫排放源，严重影响空气环境。因此，电力部门是中国主要的空气污染源。为了控制整个国家的空气污染，我们必须控制电力部门的二氧化硫排放量。火电厂二氧化硫污染控制研究具有重要意义和实践意义。

2分析二氧化硫排放量

2.1以煤为主的燃料混合发电

中国的电力工业是以低成本投入，并且依靠国内丰富的自然资源为基础的。煤炭一直是历史上看不到的，而且价格低廉的自然资源。中国建造出世界上最便宜的燃煤发电厂，因此，现在煤炭绝大多数供应在中国的电力生产之中。

几乎所有的燃煤用于火力发电，超过四分之三的电厂是燃煤发电厂在1998年，图3。水电厂和核电厂分别为3%和24%。煤炭热发电站占煤炭总消耗量的39%，这是SO2排放的一个主要原因。

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表3 全国各燃料发电厂的所占的比例

2.2不合理的结构

在中国，大量小规模的工厂使用落后工艺和排放出大量的污染物。1995，全国燃煤发电机组中有81.5%是那些单机容量超过100兆瓦，图4。1998年底，总装机容量单位，容量小于50兆瓦大于44 吉瓦，其中包括约15 吉瓦单位供热[ 4 ]。平均煤耗供电的这些小单位约500 -666克/千瓦时，超过200克/千瓦时的标准。这些小功率单向的可使用的以下问题：

（1）没有经济效益的经济规模。

（2）高于最佳水平的消费税

一些小规模的发电厂存在造成浪费能源资源的现象，以及严重的环境污染。在众多的污染之中，小型燃煤电厂造成的污染是很难控制的。这些小型燃煤机组的效率低，消耗更多的煤炭，造成大量的二氧化硫排放量，对当地（城市）环境空气质量的恶化。

表4 火力发电厂的容量组合

2.3低效用的煤

在1980，煤炭使用率在中国（448克/千瓦时）的电力供应比相比于在日本（339克/千瓦时），多消耗煤炭约1/ 4。虽然这些年中国在提高能源效率和供电煤耗率降低做了很大的努力，但是仍比其他国家高得多[ 5 ]。

3发电厂的控制策略

近年来，中国政府的主管部门十分重视当地燃煤发电站造成的二氧化硫污染和酸雨污染，并采取了一系列重要政策。

在1995年，对空气污染预防和控制法（1987）进行了修订。27条中补充规定了酸雨控制区和二氧化硫污染控制区的划定。发电厂不能使用低硫煤进行发电，并且需要建设脱硫、除尘或采取其他措施来控制排放的SO2和颗粒的设施。自那时以来，电力厂的空气污染控制已纳入法律课程。

配合修改大气污染防治法、原国家电力部推出了一系列的具体实施方案。1996年4月1日实施的“环境保护法”是八项基本准则之一，这是一项基本的标准。然后在1996年，空气污染物排放标准热发电修订规范管理。针对那些超过65吨以及环境影响评价的建设项目的排放管理。

该法规贯穿第九个五年计划和国家环境保护提交国家碳排放总量控制计划。主要污染物的控制目标，其中电力行业要求建设至少10千瓦脱硫设施，使得从1995年的耗率409克/千瓦时 降低到2000年的365克/千瓦时。

在1998，国务院批准了指定的酸雨控制区和二氧化硫污染控制区的相关规定，并制定了以下策略：

自1998年1月1日以来，相关部门不应该批准任何新建火力发电（供热除外）在城市或大中城市近郊区；

新建和改造火电厂，利用硫超过1%，必须建设脱硫设施；

现有火电厂用硫超过1%的煤，必须采取措施减少二氧化硫排放量，建设脱硫设施，采取相应措施，分期分批进行直到2010年底；

到2000年，控制区内所有电厂的二氧化硫排放量应符合排放标准；

自1998年1月1日以来，已收取的费用，从火电厂的二氧化硫排放量和收费率是0.2元/千克二氧化硫。

1999年三月，国家电力公司（SP）在控制区建立了国家电力公司二氧化硫污染控制方案，提出了目标：

所有的SP发电两控制区应符合2000年底前排放标准；

2000年底，SP电站应该减轻1.25吨二氧化硫；

从SP发电在两个控制区二氧化硫排放总量应小于4.17公吨在2000年之前。80公吨在2005年之前。

这些发电厂排放标准的违反与煤中的硫含量超过1%时，应关闭小火电烟气脱硫研究单位、设备施工，改用低硫煤，等等。

目前，空气污染防治和控制法修订正在修订，并将在2000年。新的空气污染防治法规定，所有新建或改造的燃煤电厂不能使用低硫煤，必须建设脱硫和颗粒收集装置，或者采取其他措施来控制二氧化硫和颗粒物的排放。SO2燃煤发电厂将在不久的将来进一步控制。

4烟气脱硫的实用性

4.1 脱硫工艺选择

针对我国目前的现状，对脱硫工艺的选择进行了研究电厂应主要考虑以下技术原则：

（1）脱硫效率，二氧化硫排放浓度和排放应符合国家和地方环保法规的要求；

（2）这一过程应适用于煤的质量和其他条件，对煤的硫含量也有一定的灵活性；

（3）这一过程应该是成功的、可信的，并具有商业上的成就；

（4）资本和经营成本应尽可能低，一般不超过总投资的15%；

（5）设备应合理地显示，并占用更少的空间；

（6）副产品可重复使用，易处理，无二次污染。

4. 2烟气脱硫的可能性和经济性

烟气脱硫评价系统是在基础和选择原则之上。烟气脱硫评价系统由以下指标构成：

1.技术成熟度，显示烟气脱硫技术的发展及应用。其中包括实验、中试、工程示范和商业四度。

2.指数的技术性能，其综合性能的反映，包括对烟气脱硫的脱硫效率，处理能力、复杂程度、面积，并利用副产的，等等。烟气脱硫后的二氧化硫排放量的环境特征以及实验、中试、工程示范和商业四度。

通过双指标评价的经济特性，即在电厂和电厂脱硫资金的比例和电厂的二氧化硫减排。

通过比较可以知道：湿法脱硫已经使用了很多年，具有很高的效率，没有很高的成本和广泛的供应商基础，尤其是简化的过程，可以减少约30%的资本成本更具有竞争力；对于那些单位少于200兆瓦或老单位，旋转喷雾干燥净化器及LIFAC应建议这些单位；小于100毫瓦，脱硫和除尘的简化组合方兴未艾。PFAP适合地区丰富的磷矿、磷肥市场。综合性能比常规技术和匹配技术将大单位的未来非常有竞争力的。另一种烟气脱硫，海水脱硫，也可选择的沿海电厂。

5结论

中国政府对火电厂的二氧化硫污染问题相当重视。新的环保政策已经颁布。但是，法律法规的执行需要进一步完善和扩大，特别是对市场环境的响应。

虽然有不确定性，主要技术方案可以建议从发电站SO2排放控制。在短期内，高效脱硫和在线监测系统应配备新建单位或改装单位；高、中硫煤应与低硫煤替代；小单位应该关闭或取消。对重点领域和重要的发电厂，更严厉的措施应该制定和采取。同时，脱硫国内生产应推广供电煤耗率应该进一步降低。在长期内，洁净煤技术，应开发和推广，该电力组合应该调整以提高水电和天然气等清洁燃料的比例。

参考文献

[1 ] State Environmental Protection Administration ( SEPA). Bulletin of environmental quality in China 1998 [ Z]. SEPA, Beijing , China. (in Chinese)

[2 ] Electricity Ministry of People s Republic of China. Development of China s Electricity Industry and Environmental Protection 1997 [M ]. China Electricity Press, Beijing , 1998. ( in Chinese)

[3 ] Wang Zhixuan. Stat us and prospect of environment protection of China s electric pow er [ J]. China Electric Pow er, 1999, 32( 10): 46 51. ( in Chinese)

[4 ] Jiang Zhesheng . Implement the policy of optimizing thermal power mix , promote sustainable power development [ J]. China Pow er , 1999, 32( 10): 15 20. ( in Chinese)

[5 ] Fan Weitang . Decrease of energy consumption and energy conservation [ J]. Shanxi Energy and Energy Conservation, 1999, 12( 1): 7 12. (in Chinese)

外文文献出处：

Tsinghua Science and Technology 2000 03 P252-261.

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附外文文献原文

REVIEW ARTICLE

Study on SO2 Emission Mitigation of

Thermal Power Plants in China

HAO Jiming (郝吉明) , WANG Shuxiao (王书肖) , LUYongqi (陆永琪) , HE Kebin (贺克斌)

Department of Environmental Science and Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China

Abstract

With the rapid development of electricity production , SO2 from coal -fired power stations causes severe air pollution problem. In 1997, the SO2 emitted from thermal power plants reached

7. 0Mt , accounting for about 33% of the national emissions . At present and in the future , thermal power stations will still be the primary pollution sources . The Chinese government and power departments accord considerable importance to the SO2 emissions from thermal power plants . New sets of environmentally friendly policies have been formulated. But , enforcement of laws and regulations needs to be further improved and broadened , especially those responding to market conditions . This paper focuses particular attention on the analysis of strategy ,policies , and measures that have been or should be taken against SO2emissions from thermal power plants so as to achieve the environmental protection targets , on the basis of which the technical options for the future are given.

Key words: 　SO2reduction; thermal power plants ; flue gas desulfurization

Introduction

With the development of economics, China faces the challenge of severe air pollution. As one of the largest coal consumers in the world, coal accounts for over 70% in China s energy production and consumption mix , which has caused serious SO2 and acid rain pollution inurban a reas. In 1998, national SO2 emission was about 20. 87 Mt in China , of which 87% came from coal combustion[1] .In over 70% cities nation wide,urban atmospheric quality violated the third class of national air quality standard, which seriously threatened public health. Severe acid depositions appear in wide areas south ward to Yangtze River and eastward to Tibet Plateau. China has became the third acid precipitation area following North America and Europe.

As the largest coal consumer, the electricity power industry in China developed rapidly in the past fifty y ears. The total installed capacity and annual generation increased respectively from 1850 MW and 4. 3 billion kWh in 1949 to 277 GW and 1157 TWh in 1998[2] , Fig. 1. In China, it is determined by natural resources that thermal power plant s, of which over 95% are coal-fired units, account for 75. 6% of the total unit capacity. Therefore, with the rapid development of electricity production, the flue gas from coal fired power stations causes the severe air pollution problem.

Fig . 1　 Install ed capacity and generation in China ( 1950—1998 )

1　Current Situation and Forecast of SO2 Emissions from Thermal Power Stations

Since the 1980s, China s power department had been emphasizing the control of particulate matters so that the number of electro static preci pitators ( ESP) increased continuously. The emissions of particles were effectively cont rolled and decreased from 3. 99 Mt in 1980 to 3. 30 Mt in 1998 while installed power capacity increased about3 times[3] . But , the emissions of SO2 increased rapidly with the growth of installed capacity, as shown in Fig. 2. In 1995, the SO2 emissions from thermal power plants reached 6. 4 Mt , accounting for about 35% of the national industry emissions. It can be seen that thermal power plant s have been one o f the largest SO2 emission sources.

Fig. 2　SO2 and dust emissions from thermal power plant

In 1995, the SO2 emissions from thermal power plants were 6. 4 Mt, of which 2. 74 Mt was from East China, 2. 25 Mt from Central China, and the other 1. 29 Mt from West China. Figure 3 displays the distribution of SO2 emissions from thermal pow er plant s in China. It is show n that ,most power plants are concentrated in East China and Central China and SO2 emissions are high, while in West China there are few er pow er plants and SO2 emissions are much lower.

It can be concluded that thermal power plant s would become the largest SO2 emission source in the future in China and badly affect the air environment. Obviously, the power sector is the principal air pollution source in China. In order to control air pollution in the whole country, i t is imperative to control the SO2 emissions from the electric power sector. The study on the control of SO2 pollution from thermal power stations is of great importance and practical significance.

2　Analysis of Reasons for the Large SO2 Emissions

2. 1　Coal-dominated fuel mix for generation

China s power industry is based on low-cost, plentiful domestic energy resources and low-cost, locally made power generation technologies. Coal has been historically view ed as plentiful and cheap, and China has been able to produce some o f the world s least expensive coal-fired power plants.Therefore, coal now supplies the vast majority of China s power production.

Thermal power plant s, almost all of them coal-fired, accounted for over three-quarters of Chinas installed capacity in 1998, Fig. 3. Hydro-and nuclear power provided about 24% and 3% of the capacity, respectively. Coal consumption for thermal pow er stations constituted 39% of total coal consumption, which is one major reason for large SO2 emissions.

Fig. 3　 Fuel mi x f or electricity production i n 1998

2. 2　Unreasonable capacity mix

In China , large amounts o f small-scale plants use the laggard process and emit a great deal of pollutants. In 1995, there w ere 2910 coal-fired power unit s nation wide, of which 81. 5% were those with unit capacity less than 100 MW, Fig

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