合肥市燃煤電廠汞元素排放量估算

摘 要：燃煤電廠是大氣汞排放的重要源頭之一，本文基于合肥市燃煤電廠年度煤耗量、產煤地煤中汞元素含量和汞元素的大氣排放因子，估算出了2014～2017年度合肥燃煤電廠汞元素排放量分別為：132.9kg、125.1kg、128.5kg、128.7kg。

關鍵詞：燃煤電廠；汞元素；排放因子；排放量

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.08.063

0 引言

近年來大氣汞污染越來越被人們所重視，特別是對城市居民而言，大氣汞排放需要有更好的控制方法與手段。城市中的生活燃料基本已更新為天然氣，它與汽油等非固體燃料的汞排放量都很小，最主要的排放源是燃煤，其中火力發電廠是大氣汞排放的主要來源之一。

合肥作為安徽的省會城市，日均空氣質量保持在二級良與三級輕度污染之間，四級重度污染主要發生在秸稈焚燒與冬季供暖時期，其中大氣汞的含量與空氣質量成負相關，火力發電作為燃煤的主要途徑之一，對于當地燃煤電廠大氣汞排放數據的分析變得尤為重要。

1 估算方法

合肥地區燃煤電廠大氣汞排放量估算公式：

Ei =Ci×c×EF

其中：Ei為燃煤電廠汞元素i年排放量，Ci為第i年燃煤電廠的煤耗量，c為煤中汞元素的平均含量，EF為汞元素的大氣排放因子。

2 估算參數

2.1 合肥燃煤電廠年度煤耗量

根據2015～2018年《合肥統計年鑒》可得到2014～2017年合肥燃煤電廠的電力生產量數據，如表1所示。

合肥作為內陸平原城市其電力生產主要來源于燃煤電廠，從表1中我們可以得知，2017年合肥燃煤電廠的電力生產量約為177億千瓦時，同比上年增長了0.15%；從表1中還可看出，本市年度的電力需求大于年度的生產量，并且電力消費量逐年增長，其它來源的電力供給可能是來源于“皖電東送”中的淮南地區電廠。根據年度的電力生產量數據與標準煤轉換率（0.1229千克標準煤=1千瓦時）可得出合肥電廠年度的煤耗量數據，如表2所示。

從表2可以得出，合肥電廠年度煤耗量趨于穩定，電力煤耗占總能源消耗比逐年減少，這為合肥市“十三五”生態環境建設規劃、構建綠色城市奠定了基礎；總的來說，合肥市的電廠年度產能量趨于穩定，逐漸依賴皖中地區的電力供給。

2.2 煤中汞元素含量

煤中的汞屬于微量元素，其含有劇毒、化學性質穩定和強揮發性等特點，燃煤時其易排放至大氣，通過大氣沉降與各種生物化學作用在生物體內不斷富集形成毒性更強的化合物，危害人的身體健康。有關中國煤中汞元素含量已有許多報道，張軍營[2]等根據對我國990個煤樣分析數據統計，我國煤中汞的含量范圍0.003mg/kg～10.5mg/kg，算術平均值為0.185mg/kg；楊愛勇[3]等通過測試分析皖北礦區煤樣中汞含量的基礎上結合國內外文獻資料得出：中國煤中汞的平均含量為0.20mg/kg；依據中國煤種資源數據庫，丁華[4]通過對全國范圍內不同礦區1123個煤樣中汞含量數據進行統計得出：我國煤中汞含量大多為0～6.2mg/kg之間，加權平均含量為0.154mg/kg。

合肥煤炭資源幾乎為零，其火電用煤供給主要來源于淮南煤礦。葛濤[5]（2017）通過對淮南9個礦區70個煤樣中的汞含量測試得出：淮南煤中汞含量的算術平均數為0.22mg/kg；其結果接近中國煤中汞含量均值，

2.3 排放因子數據

隨著“十三五”規劃的有序進行，國內多數燃煤電廠已然配備了靜電除塵器（ESP）與煙氣脫硫（FGD）裝置，靜電除塵器通過產生離子場脫除帶電的飛灰顆粒，減少飛灰排放，煙氣中的HgP可以被其捕獲；根據煙氣中大部分的含汞化合物可溶于水這一特性，脫硫系統除汞是通過溶解煙氣中的Hg2+進行，ESP+FGD協同裝置下汞的排放因子如表3所示。

結合表3我們可以得出，靜電除塵器與煙氣脫硫裝置下汞元素的排放因子約為26.9%。

3 合肥市燃煤電廠汞元素排放估算

通過對數據與估算公式的整合，合肥市電廠2014～2017年度大氣汞排放量分別為132.9kg、125.1kg、128.5kg、128.7kg，如圖1所示。

從圖1中可知，隨著“十三五”規劃的推進，合肥市燃煤電廠耗煤量與大氣汞排放量趨于穩定，為提升城市大氣環境治理能力提供了幫助，也為后續的煤炭清潔工藝的發展奠定了基礎。

4 結論

本文通過對合肥市年度耗煤量、原煤中汞元素含量和汞在ESP+FGD協同裝置控制下的排放因子數據的整合，得出了2014～2017年度合肥市燃煤電廠大氣汞排放量為別為：132.9kg、125.1kg、128.5kg、128.7kg。

參考文獻：

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基金項目：安徽理工大學研究生創新基金（2017CX2061）

作者簡介：王克健（1994-），男，安徽合肥人，碩士研究生，研究方向：煤礦區環境地球化學。