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1、生物质热电厂大气影响评价的研究姓名：李雅嫔 学号：2011311 专业：环境科学摘要：为确定生物质能发电环境方面的可行性, 分析了生物质能发电相比于火电的优缺点, 并进行了生物质能热电联厂的大气环境影响评价研究。结果表明: 预测评价的烟尘、SO2 和NO2 排放浓度分别为11.63m g/m3、200.3mg/m3 和378.7mg/m3, 均远低于火力发电的排放值; 在不同条件下、不同地点SO2 和NO2 的1小时、日均浓度也均远低于火力发电的浓度值。说明了生物质能发电在环境友好性方面具有明显的优势。关键词：生物质；热电厂；大气影响评价1 前言生物质能是仅次于煤炭、石油和天然气居于世界能源消
2、费总量第四位的能源, 在整个能源系统中占有重要地位。我国南方多种植水稻、甘蔗、油料等农作物, 北方多种玉米、豆类和薯类作物, 小麦在各地普遍种植, 棉花产地主要是华东和华中地区。农作物秸秆和稻壳资源相当丰富, 年资源量超过712亿t其中610亿t可作能源使用,约3亿t可用来发电。利用清洁能源和可再生资源是我国能源政策的重要方向。与传统的火力发电相比,生物质燃料发电变废为宝, 减少了污染, 保护了环境, 有利于建设节约型社会、发展循环经济, 实现经济可持续发展。本文结合生物质(秸秆) 直燃热电联厂的实际评价工作, 对其特点及其对环境的影响进行了研究。2 生物质热电的优缺点2.1 生物质热电的优点
3、通过上述对原料、设备和工艺流程的分析, 可以看出, 与传统的火电厂相比, 生物质能发电有如下优点：在环境方面，（1）空气污染小，根据文献对几种发电方式的比较,每发电1万kW h, 火电方式(以300MW 蒸汽轮机发电机组为例) 要向大气排放CO2 10t 、SO2 80kg、NOX 50kg; 秸秆直燃发电方式向大气排放CO24.6t、SO2 9.3kg、NOX 2.9kg; 稻壳气化发电方式向大气排放CO27.7 t、SO2 2.58kg、NOX 1.11kg , 产焦油1500kg。可见, 生物质两种发电方式污染排放量均远低于常规火电。这是因为秸杆平均含硫量只有318j , 而煤的平均含硫
4、量约达1%。（2）无温室效应，在生物质的再生利用过程中, 排放的CO2 与生物质再生时吸收的CO2 达到碳平衡, 具有CO2零排放的作用, 没有增加温室效应。（3）无固体废物火力发电的固体废物较多, 有30%的废渣产生;而生物质直燃发电产灰率仅为2% 左右, 且灰粉中富含钾等矿物质元素, 适当加工可制成高效肥料。（4）环保设施投资低，生物质发电一般用布袋除尘即可; 而火力发电还需要配置复杂的洗煤工艺, 对洗煤废水要处理。对烟气要增加脱硫、脱氮工艺。在原料方面，（1）可再生性，生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源, 资源丰富, 可保证能源的永续利用。（2）广泛分
5、布性，没有煤炭的地域性限制。分布广泛, 有利于充分利用生物质能。（3）生物质燃料总量十分丰富，根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000 1250亿吨生物质, 海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量, 相当于目前世界总能耗的10倍。2.2 生物质热电的缺点与煤电相比, 生物质发电尚有如下不足：（1）热值比煤炭低，如每两吨秸秆的热值相当于一吨标准 煤, 发电时需要量大。（2）单位电价比较高由于其密度小, 体积大, 分散面广, 收集、运输、仓储方面 费用较大。受原料收集成本所限, 不适于建功率大的电厂。适于分散建厂, 单个装机容量不如火电高。 因此电价约比火电高
6、0.10元/度。3 生物质热电污染源及预测参数的确定3.1 污染源排放参数的确定以下列秸杆热电厂为例, 主体工程为2 台12MW抽汽凝汽式汽轮机发电机组和2台75 t/h容量锅炉。秸秆平均小时耗量为30.4,t 供热汽负荷60 t/h。电厂对环境空气的主要污染物为SO2、NOx和烟尘, 布袋除尘器的除尘效率以保守值99.6%计算。结合其性能参数及已应用的同类设备的效果, 得出具体的排放参数见表1。烟气量计算采用经验值每吨炉产生烟气量2600m3 /h。表1 大气污染源排放参数3.2 扩散模式及其他参数的确定评价采用的大气扩散模式均按5环境影响评价技术导则6 (H J/T212- 93) 中有关
7、规定选取,并且根据污染源及扩散气象条件不同分别选取不同扩散模式计算地面污染浓度。采用E IA 26大气环评助手进行计算, 软件中编程所用公式包括:(1) 有风点源正态烟羽扩散模式; (2) 最大地面浓度Cm 及其发生距离Xm (m) 的计算模式; (3)小风、静风时的点源扩散模式; (4) 熏烟型扩散模式; (5) 典型日法日平均浓度计算公式;(6) 各种条件下的高架点源烟羽抬升高度公式。选择冬季较多出现的D类稳定度, 且以偏西风为主的2006年12月31日气象数据作为评价的典型日。4 空气影响预测及评价结果4.1 污染物 1 小时平均浓度预测及评价4.1.1 冬季正常气象条件下 SO2、NO
8、2 1 小时平均浓度最大值结果见表2。表2 SO2、NO2 1小时平均浓度最大值4.1.2 在静小风条件下 SO2 和 NO2 1 小时平均浓度最大值及发生距离结果见表3。表3 SO2、NO2 1小时平均浓度最大值及发生距离可以看出, 静小风条件下SO2 和NO2 1小时平均最大值分别为0.0228mg /m3 和0.0431 mg /m3。分别占国家二级标准4.6% 和17.9% , 均不超标。4.1.3 当薰烟型气象时 SO2、NO2 1 小时平均浓度最大值结果见表4。表4 SO2、NO2 1小时平均浓度最大值可以看出, SO2、NO2 最大熏烟浓度影响值均不超标。4.2 污染物日平均浓度
9、预测与评价4.2.1SO2、NO2 日平均浓度分布典型日时SO2、NO2 日平均最大地面浓度预测结果见表5。采暖期SO2、NO2 对各关心点的日均值影响预测结果见表6。表5 SO2、NO2 日平均浓度最大值表6 SO2、NO2 对各关心点的日均值影响可以看出, 电厂运营后, 评价区各关心点SO2、NO2 日平均叠加浓度预测值均不超出评价标准浓度限值。4.2.2 事故排放时烟尘日平均浓度预测热电厂运行后环境空气事故性排放主要发生锅炉烟气在布袋除尘器出现漏风时, 所引起的除尘器除尘效率降低, 从而引起事故性排放。事故排放按布袋除尘器效率由99.6% 降为70% 时, 烟尘排放浓度由11.63mg
10、/m3 增至872.2mg /m3, 超出排放标准浓度限值4.4倍。事故排放烟尘日平均浓度影响见表7。表7 事故排放烟尘在典型日时日均最大地面浓度可以看出, 电厂出现事故性排放时, 烟尘对评价区环境空气质量影响相对较大, 但仍符合标准。5 结 论（一）生物质具有原料来源丰富, 分布范围广, 可再生, 清洁等特点。（二）生物质发电具有明显的环境友好性, 空气、水污染明显小,无固体废物,不增加温室效应。（三）对秸杆直燃热电联厂的空气影响预测评价表明, 烟尘、SO2 和NO2 排放浓度分别为11.63mg /m3、200.3mg /m3 和378.7mg /m3, 均远低于5火电厂大气污染物排放标准
11、6 3时段中排放标准值和火力发电的的排放值。(四) SO2、NO2 的环境影响预测结果表明:在一般气象不同稳定度、静小风、薰烟型扩散等条件下地面1小时平均浓度,在典型日气象条件下最大地面日均浓度, 各关心点的叠加日均浓度均离标准还有很大容量,也远低于火力发电的的浓度值。出现事故时,排放烟尘对评价区环境空气质量影响相对较大,但仍符合标准。 结合实际的研究表明,生物质能发电具有无可比拟的环保优势,尽管成本略高,但如果同时考虑经济效益和环境效益，以及环境污染治理的费用,生物质发电值得大力发展,是一种对环境友好的能源, 尤其适于在各地分散建厂及取代小规模的火电厂。建议国家和各地政府在政策上进一步鼓励支
12、持, 其将会有一个的更加辽阔的发展前景。参考文献1 王 伟, 赵黛青, 杨浩林, 等1 生物质气化发电系统的生命周期分析和评价方法探讨 J 。太阳能学报, 2005, 26 ( 6 ) : 752-75812 林 琳, 赵黛青, 魏国平, 等1 生物质直燃发电系统的生命周期评价J。水利电力机械, 2006, 28( 12 ) : 18-2313 国家环境保护总局环境工程评估中心1 环境影响评价技术导则与标准M1 北京: 中国环境科学出版社, 2007。4 D S cherer, U Feh renbach, H-D Beha, et al1 Im proved conceptsand m et
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