氮氧化物污染与危害
第一节概述
在环境科学与环保工程领域,所谓的氮氧化物是指一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)的
总称、化学写式N:NO是构成大气污染和产生光化学烟雾的根由物质之一,污染危害广
泛,往往是全球性的,目前,全世界的三个大气环境问题是:温室效应(根由CO、CH
NO)酸性降水(根由SO、NO);臭氧层破坏(根由CCIF、NO,)
在造成上述大气环境问题的污染物中,NO2占据三项,足见其重要性,NO,既是硝酸型酸
雨的基磁,又是形成光化学烟雾、破坏臭氧层的主要物质,具有很强的毒性,对人体健康,环
境、生态的危害,以及对社会经济的破坏都很大,NO能使人中枢神经麻痹和烹息死亡,NO2会
造成哮喘和肺气肿,破坏心肺肝肾及造血组织甚至死亡,其毒性比NO更强。NO2在大气中参
与一系列的光化学反应,生成O3和PAN(过氧乙酰硝酸酯)一类的光化学氧化剂,这种二次污
染物是浅蓝色的毒性烟雾,毒性比一次污染物强得多。
一般认为,在本底清洁空气和典型污染空气中,NO2的体积分数分别为(0.001~0.01)
10-和(0.3~3.5)×10-6
NO2在大气中能形成酸雨和硝酸盐类,酸雨对生态的破坏是众所周知的
NO在大气对流层的“寿命”约为5天。有一部分NO2会进入同温层对臭氧层造成破坏
目前,我国的NO2年排放量仅次于美国。随着社会经济的迅速发展,大气污染正在由煤烟
型向混合型转变,局部地区的硝酸型酸雨有所凸现,混合型大气污染的危害将使原来的煤烟型污
染加剧,因此,导致社会经济的总损失肯定会大大超过原估算的水平。
与烟气脱硫一样,在防治大气环境污染中,烟气脱硝也占据重要地位。NO2和SO2在性质
排放特征、危害以及防治对策等多方面存在着许多异同。它们的主要来源都是燃烧过程,都广泛
存在于地球环境之中;它们同属酸性气体,都能形成酸雨;它们同样能严重危害人类健康和破坏
生态环境。但由于物理化学性质的不同,NO2的防治要比SO2更加困难,NO2造成的灾害更加
深重,控制的成本更加昂贵
烟气脱硝与烟气脱硫,同为末端控制措施,都是燃烧过程的保障性有效减排技术。它们的不
同之点详见表2-1-1
表2-1-1烟气脱硝与烟气脱破对照
化学本
居气脱硝(SGR
烟气脱破(传统湿法
吸收~中和
剂/收剂
洗涤吸收塔
位投费(元如
行成本/元/(NO或O)
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烟气原硫脱硝净化工程技术与设备
改革开放以来,我国社会经济迅速发展,NO2排放总量,180年为48万吨、205
万吨,年均增加4.6%;到2004年又增至1600万吨,年均增长10.6%,
目前,我国NO2年排放量保持在1000万吨级的水平以上,其中火电
1s202年,我国火电厂历年N0.的静校列子时今美有一的的
氮
的
污染危害广放
从表212可以看到,我国火电厂排放的NO2在1987
既是硝酸型酸2年里呈缓慢上升趋势,增长量只有18.6万吃,年均增长事在1%在湾地区未计人)的
人体健康,环中,火电厂NO2排放量增加176.5万吨,接近前12年的总和,平均年增10.53%
死亡,NO会事实证明年的23年间,我国火电容量增加了52倍,标媒耗量由480W,
一在大气中参至380g/(kW,h以下,20年平均为37g(w,b),205年为34(W,h,有报道达
这种二次污到355.6g/(kW·h),逐渐逼近世界先进水平
我国历年火电装机容量、发电量和NO排放量的变化情况见图21
它们的不
历年我国火电装机容量
排放量变化趋势198
火电装机容量(万千瓦);→火力发电量(亿千瓦时;一一火电NO2放量(千吨(年)
根据清华大学郝吉明先生的研究,以2000年NO2排放的部门和燃料清单为基础提出我国未
来30年的预测,具有一定的参阅价值(见表213和表21+4)
30年内,火电的贡献率降低21%,机动车的页献率增加48%,工业部门的贡献率下降近
,其他基
机动车NO2增长的速度比火电NO减排的速度快得多
紫缺局面,特别是东都和东南沿海地区,追切要求大模建个等的官,电方摩是
进入21世纪以后,我国社会经济的发展转入快车道。作为国民经
火电主要是煤电,增长的势头是强劲的,10年增加了3.24倍,年耗煤量超过20亿吨。伴
随而来的,无疑就是SO2和NO2的问题严重
、“十一五”期间,我国的经济仍处于快速发展之中,能源需求强烈,煤炭在能源结构中仍占
主要地位。NO2排放量将随着燃煤耗量增加而增加,这是必然的,实际上,据不完全统计
2000年我国NO2排放量1177万吨,2005年已达到1395万吨,2010年,这个数字锐增至2274
万吨,超过了十一五环保目标的总体要求。这是我国环境难以承受之重,亟须采取有效措施,严
加控制。警钟声告知我们,“十二五”期间必须高度重视NO2的控制
按照行业排放贡献,首先是火电锅炉和工业窑炉,必须在全面推行低NO2燃烧技术的基础
上,加大实施烟气脱硝的力度。根据发布的GB13223—2011规定了严格的NO2排放限值
可以采用多种技术手段,如SCR、SNCR或SNCR+SCR组合工艺,或低温SCR,或脱硫脱硝
一体化,或湿式工艺等,要因地因厂进行适宜选择。
进入新世纪,在NO2排放总量中,70%来源于煤炭(含焦),到2030年,仅减少12%。而
燃油的贡献率上升26%,天然气的贡献率竟增长5倍。实际上,因为西气东输和国际天然气贸
易量大增可能会远超过这个数字。不过天然气产生的NO2比燃煤和燃油的少。对总量的影响不
会太大
由此可见,未来30年,随着我国能源消费结构的逐渐优化,煤炭占能源消费总量比例将逐
步下降,由2000年661%降至2030年554%~57.2%,但是,燃煤仍是NO2排放的绝对主
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烟气确脱硝净化工程技术与设备
