中国工业锅炉大气污染物排放时空分布特征及减排潜力研究

发布时间：2020-06-02 20:43

【摘要】：随着我国大气污染防治力度不断加大,工业锅炉污染防治已被提到前所未有的高度。本研究基于技术扩散理论及工业锅炉污染物现场实测数据,首次系统构建基于实测的工业锅炉不同污染控制技术路线下颗粒物、二氧化硫(SO_2)、氮氧化物(NOx)排放因子集,并首次建立1980~2016年我国燃煤工业锅炉大气污染物排放清单和1995~2016年我国燃气工业锅炉大气污染物排放清单;以2016年为基准年,北京市作为研究对象,利用CMAQ空气质量模式量化分析2020年及2030年排放情景下北京市冬季典型月份工业锅炉减排的环境效益;最后,结合我国工业锅炉大气污染物排放时空变化特征及未来减排潜力,提出我国工业锅炉大气污染综合防治对策与建议。主要结论如下:(1)排放标准制修订时间点与排放因子变化趋势的变化节点相吻合。燃煤工业锅炉颗粒物及SO_2排放因子变化分为三个阶段,1980~2000年,颗粒物和SO_2排放因子年均降幅分别为2.7%和0.7%;2001~2014年,颗粒物及SO_2排放因子年均降幅分别为7.4%和1.8%;至2016年颗粒物和SO_2排放因子分别下降至5.7kg/t、8.4 kg/t。工业锅炉NOx排放控制起步较晚,燃煤工业锅炉NOx排放因子自2014年后开始下降,至2016年为2.90 kg/t较2014年下降5%。标准制修订对排放因子的变化影响显著。(2)以全国及典型城市为研究对象,从区域及城市尺度探究工业锅炉大气污染物排放时空特征及环境影响。2016年我国燃煤工业锅炉颗粒物、SO_2及NOx排放量分别为542.7万吨、698.8万吨和254.9万吨。颗粒物排放以2008年为节点,呈现出先波动上升,后逐年下降的趋势,SO_2及NOx排放在2012年后出现显著下降;从空间分布上,高排放主要集中在华北、东北及华东地区。燃气工业锅炉,从1995年至2016年NOx排放量年均增长率为42%,至2016年增长至5.6万吨,从空间分布上主要集中在京津冀地区。基于点源化的2015年北京市工业锅炉清单及CMAQ空气质量模式模拟结果,2015年北京市工业锅炉SO_2及颗粒物排放主要分布在城郊地区,NOx在城区更为集中;以2015年1月为模拟时段,北京市工业锅炉对全市PM_(2.5)、SO_2及NO_2贡献率分别为7.1%、9.5%及4.3%。(3)以2016年为基准年,构建2020年及2030年工业锅炉排放控制情景,并对其环境效益进行分析。结果显示,全国工业锅炉颗粒物、SO_2和NOx排放量在2020年控制情景下分别削减61%、87%和56%,2030年控制情景下分别削减95%、94%和71%;华中及西南地区逐步成为工业锅炉颗粒物及SO_2排放最高的地区,华东地区仍然为NOx排放量最高的地区。以北京市为典型城市,以1月份作为模拟时段,利用CMAQ模拟得到2020年及2030年排放控制情景下PM_(2.5)和SO_2的大气环境浓度削减率分别均为7.1%和9.5%;对于NO_2的削减率分别为4.47%和4.65%。
【图文】：

物的排放限值图 1.1 为工业锅炉颗粒物排放限值与除尘技术发展历程，自 2014 年以来，我国颗粒物控制收严到 80 mg/m3、50 mg/m3和 30 mg/m3，部分地方通过制定地方工业锅炉排放标准将颗粒物排放限值收严到 20 mg/m3和 10 mg/m3。随着锅炉大气污染物排放标准的不断加严，除尘技术从早期的多管、旋风除尘为主，到之后

袋式除尘、静电除尘和电袋复合除尘已经逐步成为主流的除尘工艺。图 1.1 工业锅炉除尘技术发展应用历程图 1.2 为工业锅炉 SO2排放限值与 SO2治理技术发展历程，自 2014 年以来，我国颗粒物控制收严到 400mg/m3、300mg/m3和 200mg/m3，部分地方通过制定地方工业锅炉排放标准将 SO2排放限值收严到 50mg/m3和 100mg/m3。目前，，通过喷淋空塔提效、复合塔技术、pH 值分区塔等技术改造 SO2控制措施可满足超低排放要求。图 1.2 工业锅炉 SO2治理技术发展应用历程图 1.3 为工业锅炉 NOx 排放限值与 NOx 治理技术发展历程，自 2014 年以来，我国增加了对于燃煤锅炉 NOx 排放要求，并对新建燃气燃油锅炉收严了相
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X701

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本文编号：2693740