發(fā)布時(shí)間：2020-03-27 09:53

【摘要】：燃煤電廠是全球和中國(guó)大氣汞污染的主要來(lái)源之一。大氣汞能對(duì)環(huán)境造成污染,并能進(jìn)入食物鏈從而對(duì)人體健康造成嚴(yán)重影響。一項(xiàng)新的國(guó)際公約《水俁汞公約》指出汞及其化合物作為有毒物質(zhì)的重要性,要求控制并在可行條件下減少汞的排放和釋放,燃煤電廠也在重點(diǎn)管控源之列。隨著汞公約的通過,中國(guó)和世界其他地區(qū)的政策制定者正在加快制定相應(yīng)政策法規(guī)來(lái)控制燃煤電廠的汞排放。本研究開發(fā)了一種汞排放控制技術(shù)的成本效果分析工具,在企業(yè)層面和行業(yè)層面對(duì)中國(guó)燃煤電廠的協(xié)同脫汞技術(shù)和專門脫汞技術(shù)進(jìn)行成本效果分析。該方法的一個(gè)重點(diǎn)是使用污染物當(dāng)量法將協(xié)同控制技術(shù)的成本分配到多種污染物的減排。結(jié)果顯示,只有不到15%的協(xié)同控制技術(shù)成本用于大氣汞的減排。本研究表明,對(duì)于600 MW的燃煤電廠,布袋除塵器與濕法脫硫系統(tǒng)的技術(shù)組合(FF+WFGD)是最經(jīng)濟(jì)有效的協(xié)同控制技術(shù),600 MW機(jī)組將是中國(guó)電力行業(yè)未來(lái)的主流規(guī)模。FF+WFGD的協(xié)同脫汞成本為8,698元人民幣/kg汞。在選擇性催化還原脫硝系統(tǒng)(SCR)、靜電除塵器(ESP)和濕法脫硫系統(tǒng)(WFGD)的技術(shù)組合之前進(jìn)行鹵素添加(HI),是一種經(jīng)濟(jì)有效且具有市場(chǎng)前景的專門脫汞技術(shù)。其脫汞成本為3,657元人民幣/kg汞。本研究得到了幾類汞控制技術(shù)組合選擇的總體成本和邊際成本,并由此建立了決策樹模型,為中國(guó)燃煤電廠不同控制要求下最佳可得技術(shù)(BAT)的選擇提供簡(jiǎn)單明確的指導(dǎo)。本研究針對(duì)2020年和2030年建立了四個(gè)不同的控制情景,分別為BAU情景和Minamata低、中、高情景,并評(píng)估了不同情景下的成本。結(jié)果表明:在BAU情景下,ESP向FF的升級(jí)改造將在2030年減排487噸汞,減排成本為101億元人民幣;在Minamata低情景下,中國(guó)將加強(qiáng)汞排放控制措施,包括除塵設(shè)施的“電改袋”、提高SCR的應(yīng)用比例、引入活性碳吸附(ACI)技術(shù)和鹵素添加(HI)技術(shù),這些措施將使2030年中國(guó)燃煤電廠總體脫汞效率達(dá)到85%,成本近140億元人民幣;在Minamata中情景下,各項(xiàng)措施的力度進(jìn)一步加大,ACI和HI的應(yīng)用比例加倍,到2030年總體脫汞效率達(dá)到90%,即美國(guó)當(dāng)前的目標(biāo),成本為158億元人民幣(或25億美元),約為美國(guó)2011年汞及其它有毒物質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)(MATS)成本的四分之一;在Minamata高情景下,ACI技術(shù)和HI技術(shù)的應(yīng)用比例將分別達(dá)到35%和30%,這些措施每年耗資165億元人民幣,將使總體脫汞效率達(dá)到94%,同時(shí)比2010年減少70%的汞排放。本研究的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析為企業(yè)和政策制定者提供了決策建議,以應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的大氣汞控制需求,同時(shí),也為中國(guó)應(yīng)對(duì)國(guó)際水俁汞公約的要求提供了全面的決策分析框架體系。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X773

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本文編號(hào)：2602800