摘 要

火电厂通过燃烧煤等化石燃料来发电，是污染排放大户。很多研究都探讨了火电厂发电对环境的影响，火电厂污染减排的技术手段，相应的污染减排成本以及可能带来的经济和健康效益。但是，随着国家对火电厂污染物排放控制的加强，火电厂不断增加污染治理设备，不仅增加了减排成本，同时，这些污染减排设施的运行也会增加污染物的排放。本文以此为出发点，试图探讨火电厂多污染物控制技术的碳排放，为火电厂实施节能减排提供政策建议。要解决这一研究问题，首先需要了解火电厂多污染物控制的策略和技术，分析不同减排技术工艺过程中可能产生碳排放的环节；其次，获得能源消耗和碳排放之间的关系系数，建立火电厂碳排放核算模型；最后，分析不同减排技术组合的能源消耗和碳排放量。

关键词：火电厂 多污染控制技术 碳排放 能源消耗

Energy Consumption Analysis and Carbon Emission Study of Multi-pollutant Control in Thermal Power Plant

ABSTRACT

The plant is powered by burning fossil fuel. Coal is, for example, a major source of pollution. Many studies have discussed the environmental impact of power generation in thermal power plants, the technical means of pollution reduction in thermal power plants, the corresponding cost of pollution reduction and the possible economic and health benefits. However, strengthening the control of pollution of thermal power plants, they continue to increase pollution control facilities, which not only increases the cost of emission reduction, but also increases the emission of pollutants in the operation of these facilities. From this point of view, this paper attempts to explore the carbon emissions of multi-pollutant control technology in thermal power plants, and provide policy recommendations for the implementation of energy saving and emission reduction in thermal power plants. To solve this problem, first of all, we need to understand the strategy and technology of multi-pollutant control in thermal power plants, and analyze the links that may produce carbon emissions in the process of different emission reduction technologies; secondly, obtain the relationship coefficient between energy consumption and carbon emissions, and establish the accounting model of carbon emissions in thermal power plants; In the end, we need to analyze the energy and carbon emissions from a lot of technological combinations.

Key words: thermal power plant；Multi-Pollution Control Technology；carbon emission；energy consumption

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 国内外研究进展 1

1.3 研究内容 1

1.4 研究方法思路 1

第二章 火电厂多污染物控制的策略和技术 3

2.1 氮氧化物的排放控制技术 3

2.1.1 低氮燃烧技术 3

2.1.2 烟气脱硝技术 5

2.2 二氧化硫的排放控制技术 7

2.2.1 燃烧前脱硫技术 7

2.2.2 燃烧中脱硫技术 7

2.2.3 燃烧后脱硫技术 7

2.3 烟尘的排放控制技术 9

2.4 污水排放控制技术 10

第三章 不同减排技术中可能产生碳排放的环节 12

3.1 氮氧化物减排工艺中可能产生的碳排放环节 12

3.2 二氧化硫减排工艺中可能产生的碳排放环节 12

3.3 烟尘处理工艺中可能产生碳排放的环节 13

3.4 污水处理过程中可能产生的碳排放环节 13

第四章 各类减排措施中产生的碳排放量与能源消耗 14

4.1 氮氧化物减排工艺中的碳排放量与能源消耗 14

4.2 二氧化硫减排工艺中的碳排放量与能源消耗 15

4.3 烟尘处理工艺中的碳排放量与能源消耗 16

4.4 污水处理过程中的碳排放量与能源消耗 17

第五章 建立火电厂碳排放核算模型 18

第六章 不同减排技术组合的能源消耗与碳排放量 20

结语 21

参考文献 22

致谢 24

第一章 绪论

研究背景

在当今发展飞速时代，人们需要越来越多的能源来为我们的生活带来便利，在运用能源的同时，会伴随着越来越多的二氧化碳等温室气体的排放，加剧了温室效应，有越来越多的人关注着身边环境给自己带来的影响，这就少不了工厂对我们生活环境带来的污染问题，其中火电厂的污染物排放是最为典型和人们生活息息相关的，它也成为了人们关注的焦点。所以便有了诸多学者对于这些污染物防治方面的研究，而笔者从这些学者的研究中另辟蹊径，发现了这些污染物控制手段中也存在着诸多能耗与碳排放的问题。所以本文试图分析火电厂多污染物控制的能耗分析与碳排放研究。

国内外研究进展

在全球的研究中火电厂的减排策略主要可分为三个方面：一方面是通过提高能源的利用效率来实现减排的目的；另一方面是通过其他清洁能源来代替化石燃料的燃烧；第三方面是通过减少消费二氧化碳高排放产品以及碳排放后续的处理，其中进展最突出的就污染物控制方面的研究。现今国内外在处理火电厂污染物时所采取的减技术施从脱硫，脱硝乃至烟尘处理方面大体相似，他们在计算污染物控制技术的能耗分析与碳排放时所应用的方法也大致相同，但也存在差异。其中索新良，王鹏辉介绍了一些关于减少脱硫过程，外购入电力碳排放的措施，并提供了污染物控制碳排放的核算方法^[1]；武世福则研究了不同煤质对于污染物控制的碳排放的不同之处^[2]；龙芸通过核算碳排放边界来确定所有机器设施所产生的二氧化碳量，建立碳排放计算模型，后逐一测算消耗以及排放量，最终分析出不同减排技术中的能源消耗与碳排放量^[3]。在国外研究大气污染物控制方面主要集中于脱硫脱硝技术、CO₂和氮氧化物的吸收、SO₂和氮氧化物的转化技术以及协同控制技术，很少涉及单个火电厂大气污染物与二氧化碳协同减排核算方面的研究^[4]。

研究内容

要了解火电厂多污染物控制的能耗分析与碳排放，首先就要知道火电厂多污染物控制都有哪些技术，在这些技术中哪些是比较常用的，在这些技术中存在着哪些碳排放和能源消耗的环节，再根据实例分析这些碳排放总量可以占火电厂发电总量的比重

研究方法思路

要解决这一研究问题，首先需要了解火电厂多污染物控制的策略和技术，分析不同减排技术工艺过程中可能产生碳排放的环节；其次，获得能源消耗和碳排放之间的关系系数，建立火电厂碳排放核算模型；最后，分析不同减排技术组合的能源消耗和碳排放量。

第二章 火电厂多污染物控制的策略和技术

火电厂多污染物控制技术是重要的火电厂减少污染物排放的措施，是这些减排技术确保了火电厂工作的正常运行，所以减排技术是重中之重的，其中火电厂排放的主要污染物为氮氧化物的排放，二氧化硫的排放，烟尘的排放以及污水的排放^[5]。

2.1 氮氧化物的排放控制技术

减少氮氧化物排放主要有两种途径：一是从源头减少排放氮氧化物，让氮氧化物尽可能少的产生，也就是低氮燃烧技术；二是将已产生的氮氧化物进行再处理从而减少氮氧化物的排放，也就是烟气脱硝技术。

2.1.1 低氮燃烧技术

低氮技术是指通过分析燃烧过程中产生氮氧化物的生成机理，从燃烧的起始配比等燃烧技术方面改进，从而达到低氮排放的目的^[6]。该技术通常来讲可以减少排放氮氧化物的排放二到四成左右。因为低氮燃烧技术相较于其他技术更为成熟且成本更低，所以在对氮氧化物排放控制相对严格的一些发达国家也在用低氮燃烧技术，后来我国也认识到低氮燃烧技术的op程度，也逐渐将新建成的工作设施全部改为了以低氮燃烧的方式来燃烧，这足以证明低氮燃烧技术的重要性,

其中低氮燃烧技术主要有空气分级燃烧、燃料分级燃烧、烟气再循环、浓淡燃烧、低氮燃烧器几种方法^[7]。