中國火電廠氮氧化物控制現狀
氮氧化物（NOx）是主要的大氣污染物之一，火電廠排放的NOx中絕大部分是NO，其毒性不大，但是NO在大氣中可以氧化生成NO2，其毒性是NO的4～5倍，當含量達到150×10－6時，對人體器官產生強烈的刺激作用。此外，NOx還導致光化學煙霧和酸雨的形成。在特定的地理位置，當遇逆溫或不利擴散的氣象條件時，光化學煙霧便會集聚不散，使區域空氣質量退化，大氣能見度降低，太陽輻射減少，對生態系統造成損害，并會產生頭痛、呼吸道疾病惡化，嚴重的會造成死亡。由于大氣的氧化性，NOx在大氣中可形成硝酸（HNO3）和硝酸鹽細顆粒物，同硫酸（H2SO4）和硫酸鹽顆粒物一起，從而加速了區域性酸雨的惡化。
1 我國火電廠發展現狀
我國的火電行業以燃煤為主。2003～2007年期間，我國火電行業的裝機容量、發電量與煤耗量均呈不斷增長的趨勢。2007年我國火電廠裝機容量為5.54億千瓦，發電量為29473億千瓦時，煤耗量為14.06億噸，與2003年相比，分別增長了91.3％、86.7％和65.6％，如圖1所示。
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我國火電廠建設采取了發展高參數、大容量機組，改造和關停小火電機組的戰略措施，為進一步控制火電廠大氣污染物的排放提供了良好基礎。
2 我國火電廠氮氧化物排放現狀
總體上我國火電廠氮氧化物排放量隨著火電行業的發展呈不斷增長的趨勢。2003~2007年五年間，火電廠裝機容量增長了91.3%，煤耗量增長了65.6%，而2007年我國火電NOx排放量為838.3萬噸，只比2003年的597.3萬噸增加近了40.3％，見圖2。相對于我國火電的總裝機容量和煤耗量而言，NOx排放量的增加速率明顯小于我國火電總裝機容量和煤耗量的增長率。
3 我國火電廠氮氧化物控制政策
國外對氮氧化物進行嚴格控制已經有近20年的歷史。我國長期以來對火電廠產生的大氣污染物的控制主要集中在煙塵和二氧化硫上，對氮氧化物排放的治理尚處于起步階段，對氮氧化物的總量控制也剛列入工作日程。我國現階段與氮氧化物控制有關的法規政策及標準如下。
我國2004年4月頒布的《大氣污染防治法》第30條規定：“企業應當對燃料燃燒過程中產生的氮氧化物采取控制措施”。
國務院頒發的《國家環境保護“十一五”規劃》中明確規定：“繼續開展氮氧化物控制研究，加快氮氧化物控制技術開發與示范，將氮氧化物納入污染源監測和統計范圍，為實施總量控制創造條件”。
《國家酸雨和二氧化硫污染防治“十一五”規劃》中要求，將氮氧化物納入環境統計范圍，摸清氮氧化物排放基數；修訂氮氧化物排放標準；開發推廣適合國情的氮氧化物減排技術，對煙氣脫硝示范工程進行評估總結；制訂火電行業氮氧化物排放控制技術政策；啟動編制國家火電行業氮氧化物治理規劃的相關工作。強化氮氧化物污染防治，促進企業達標排放。達不到排放標準或所在地區空氣二氧化氮、臭氧濃度超標的新建火電機組必須同步配套建設煙氣脫硝設施，現役火電機組應限期建設煙氣脫硝設施。
1996年出臺的《環境空氣質量標準》（GB3095－1996）經2000年修訂后，標準中對大氣中的NO2的濃度限值做了明確的規定。2003年修訂的《火電廠大氣污染物排放標準》（GB13223－2003），則按時段和燃料特性分別規定了燃煤、燃油鍋爐的氮氧化物排放限值，規定了火電廠氮氧化物的排放限值。除國家標準外之外，個別地方根據當地實際情況，頒布更為嚴格的地方性排放標準。例如，北京市2007年9月1日實施的《北京市鍋爐大氣污染物排放標準》（DB11/139－2007）、上海市實施的鍋爐大氣污染物排放標準（DB31/387—2007）和山東省實施的火電廠大氣污染物排放標準（DB37/664—2007）。
《排污費征收使用管理條例》規定，氮氧化物自2004年7月1日起按0.6元/污染當量收費，征收標準與二氧化硫相同。
從我國目前已有的法規政策來看，主要依賴于傳統的控制手段，雖然對火電廠NOx污染的控制提出了初步要求，但相關的政策標準過于原則，操作性差。目前我國火電廠采用煙氣脫硝技術措施的比例還較低，難以有效控制日益增長的NOx排放及其二次污染造成的環境損害。
4 我國火電廠氮氧化物控制技術發展現狀
控制火電廠NOx排放的措施分兩大類。一類是通過燃燒技術的改進（包括采用先進的低NOx燃燒器）降低NOx排放量，另一類是在鍋爐上加裝煙氣脫硝裝置。
4.1低NOx技術發展現狀
我國從上世紀80年代中后期，在引進一批大容量火電機組制造技術的同時，引進了低NOx燃燒技術。在此基礎上，各發電鍋爐制造廠陸續將引進的低NOx燃燒技術或在此基礎上再開發的低NOx燃燒技術應用于在自行制造的鍋爐上。例如東方鍋爐廠、北京巴威鍋爐廠和上海鍋爐廠等從美國和日本引進的低NOx燃燒技術已在300MW及以上裝機容量鍋爐上得到應用；武漢鍋爐廠自主開發的低NOx燃燒技術也已在部分130~600MW鍋爐上應用。據不完全統計，低NOx燃燒技術已在新建的254臺裝機容量為125~1000MW的燃煤發電鍋爐上應用。此外，在國家政策和標準的推動下，國內有關單位研發的多種低NOx燃燒技術獲得了一系列擁有自主知識產權的專利。如清華大學的船型煤粉燃燒器和雙通道低NOx燃燒技術、哈爾濱工業大學的“風包粉”系列低NOx濃淡燃燒器、上海理工大學的雙通道濃淡組合式低NOx燃燒技術等，這些技術中有的已在現役機組的技術改造中得到應用。
綜前所述，為控制我國火電廠排放的氮氧化物，近幾年來，在有關科研院校和各發電鍋爐廠的共同努力下，對低NOx燃燒技術的研發和生產已取得了長足的發展，燃煤發電鍋爐的低NOx燃燒技術，尤其是在燃用煙煤或褐煤的機組應用后，其排放的NOx濃度可滿足2003年頒布的《火電廠大氣污染物排放標準》規定的限值要求，并實現了自行設計、自行制造和自行安裝調試。
4.2煙氣脫硝技術發展現狀
我國火電廠煙氣脫硝裝置于20世紀90年代引進日本技術在福建后石電廠的600MW機組率先建成。首臺具有自主知識產權的SCR法煙氣脫硝工程于2006年1月20日在國華太倉發電有限公司600MW機組成功運行。該工程中的關鍵設施—脫硝反應器、噴氨格柵、供氨系統等均由蘇源環保公司獨立開發設計，脫硝催化劑采用日立造船的產品。此外還有10多家環保工程公司分別引進了美國B&W公司和燃料技術公司、德國魯奇和FBE公司、日本三菱和日立公司、意大利TKC公司、丹麥托普索公司的煙氣脫硝技術，到2007年底已建成的煙氣脫硝裝置26臺（套），總裝機容量為1125萬千瓦，其中除江蘇利港電力有限公司4臺600MW機組和江蘇闞山發電有限公司2臺600MW采用SNCR法脫硝技術之外，其余均采用SCR法脫硝技術。我國部分已建、在建火電廠煙氣脫硝項目見表1。
表1 我國部分已建、在建火電廠煙氣脫硝項目
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在SCR法的應用過程中，為了擺脫催化劑完全依賴進口的局面，2005年，東方鍋爐（集團）股份有限公司與德國KWH公司合資成立的成都東方凱特瑞環保催化劑有限責任公司，合作生產脫硝催化劑，計劃每年生產SCR催化劑的能力為4500立方米，預計產品除了銷售給中國市場以及由東方鍋爐成套的SCR電廠外，同時也銷售給KWH公司負責的歐洲和美國市場。科林環保公司等也效仿東鍋模式，建立了脫硝催化劑生產基地。而蘇源環保、重慶遠達、山東三融、大唐環境、浙江菲達等公司也都在積極組織脫硝催化劑的研究和開發，為SCR法煙氣脫硝技術深度開發和推廣應用奠定了良好的基礎。
5 結論
我國火電廠氮氧化物排放量隨著火電行業的發展呈不斷增長的趨勢。與煙塵、二氧化硫等其它大氣污染物相比，我國火電廠氮氧化物控制工作才剛起步。我國對低NOx燃燒技術的研發已取得了長足的發展，為我國火電廠NOx控制提供了可行的技術，也具備了裝備低NOx燃燒設備的生產能力。我國對SCR法煙氣脫硝技術的引進尚處于消化吸收和初步應用階段。其中的關鍵技術如：催化劑工藝制備技術、流場混合和優化技術等方面的積累比較欠缺，是制約我國脫硝技術產業化發展的主要瓶頸之一。SNCR法煙氣脫硝技術也只是停留在個別應用階段。隨著我國NOx控制技術的逐步成熟及煙氣脫硝產業的發展，相信在不久的將來，會有大量的具有自主知識產權的技術得以應用，脫硝成本會進一步降低，為火電廠氮氧化物控制工作的全面展開創造堅實的基礎。
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