燃煤污染物种类形成机理与防治技术

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1、课题背景1、中国的能源现状目前，中国能源消费量已位居世界第二，仅次于美国。但以煤炭为主要能源的消费模式已愈来愈不适应经济和环境可持续性发展的要求。加之石油和其它替代能源供应的相对不足，对中国经济发展造成的制约愈加明显，尤其是在全球油价高涨的今天。这些因素需要中国重新审视国家的能源战略，以保障能源安全。消费结构上，煤炭消费比率虽然逐步降低，但在今后10—20年在中国能源生产与消费中仍将占据支配地位，能源问题日益突出。问题之一：能源的生产量不能满足能源消费的增长。根据有关计算,为了保证中国GDP年均增长7%以上,能源供应则应保持每年

2、递增4%左右。以现有的开采速度,石油只够使用44年,天然气还能连续开采63年，随着石油能源消费量的逐年增加，石油供应面临较大的约束。据预测，中国能源缺口2020年约为2.5亿吨标准煤，到2050年约为4.6亿吨标准煤，缺口规模约占年能源需求量的1/10。问题之二：能源消费结构存在缺陷，环境压力加剧。中国是世界上为数不多的几个以煤炭为主的国家之一,能源消费模式偏离当前世界以油气燃料为主的基本趋势。中国煤炭大多直接燃烧使用,用于工业锅炉、窑炉和采暖的煤炭占47.3%,在使用效率不高的同时造成严重的环境污染。煤炭消费是造成煤烟型大气污

3、染的主要原因，也是温室气体排放的主要来源，以煤为主的消费方式持续下去，将给生态环境带来巨大压力。中国能源困境的应对策略实行全球能源战略是保障经济长期安全稳定的前提。对世界任何国家而言，多渠道的能源都是保障能源安全和经济可持续发展的前提。因此加强国际合作，多渠道开辟能源供给渠道（如俄罗斯、南美洲、中东等地区）；同时积极进行能源外交对中国这样一个能源消费大国是不可或缺的。有国际舆论认为，争夺最后的丰富油气资源很可能成为21世纪地缘政治的主题，未来战争的根源即在于石油争夺。中国需要把能源战略储备作为保障能源特别是石油供应的首要战略。全

4、球能源保障体系的构成大致由国内能源勘察开发供应体系、国外能源供应体系、能源战略储备体系三者构成。中国政府于2007年12月18日宣布成立国家石油储备中心，标志着中国开始着手处理保障体系中相对薄弱的储备体系。中国政府需借鉴国际经验，积极开发利用新能源、可再生能源、核能等能源。发展太阳能、水电、生物能源等新型能源，加大其在能源消费结构中的比重。日本政府1993年就提出了旨在开发利用新能源的“新阳光计划”，大力开发新能源，采用太阳能、风能、燃料电池、氢能、超导能等。同时积极开展潮汐、波浪、地热、垃圾等发电的研究和实验。中国还可以利用核

5、工业体系相对完善的优势，加大核能的开发利用。中国是世界上为数不多的拥有较完善核能技术的国家之一，这为中国核能技术的开发利用创造了有利条件。从目前中国核电站的建设数量来看只有秦山核电站（一、二期）、大亚湾核电站、三门、阳江等为数不多的核电项目，进一步发展的潜力巨大。最后，提高现有能源的利用效率，厉行节能政策。在短期和中期内，中国煤炭资源作为主要能源的地位很难改变，因此通过洁净煤等技术的使用进而提高资源的使用效率和减少污染，应成为一个中期战略2、中国的电力生产消费中存在的问题和带来的环境压力随着国民经济的快速发展和产业界的优化调整，

6、我国工业自动化程度和电气化程度的不断提高，服务业和居民用电需求增长迅速，促进一煤电为主的火力发电装机容量和发电量的快速增长，为国民经济的发展作出了巨大贡献，但同时电力行业特别是火电厂成为污染源大户，对环境造成很大的影响。如火电厂运行中向大气排放的硫氧化物、当氧化物、烟尘、排出的废水、灰渣和产生的噪声，水电工程的建设和运行对水土保持、生态平衡和水质环境等影响，核电站的建设和运行所产生的废气和核废料。火电厂的污染物对人的身体造成很大的危害，尘粒不仅本身污染环境，还会与二氧化硫、氧化氮等有害气体结合，加剧对环境的损害。在大气中二氧化硫

7、氧化成三氧化硫的速度非常缓慢，但在相对湿度较大、有颗粒物存在时，可发生催化氧化反应。此外，在太阳光紫外线照射并有氧化氮存在时，可发生光化学反应而生成三氧化硫和硫酸酸雾，这些气体对人体和动、植物均非常有害。大气中二氧化硫是造成酸雨的主要原因。火电厂排放的氧化氮中主要是一氧化氮，占氧化氮总浓度的90％以上。一氧化氮生成速度随燃烧温度升高而增大。它的含量百分比还取决于燃料种类和氮化物的含量。煤粉炉氧化氮排量为440～530ppm;液态排渣炉则为800～1000ppm。二氧化氮刺激呼吸器官，能深入肺泡，对肺有明显损害。一氧化氮则会引起高

8、铁血红蛋白症，并损害中枢神经。。火电厂热排水主要是经过凝汽器以后排出的循环水，一般排水温度要比进水温度高8℃。如热水排入水域后超过水生生物承受的限度，则会造成热污染，对水生生物的繁殖、生长均会产生影响这些问题都限制着火电厂的发展，在大力提倡可持续发展的今天，火电