燃煤电厂SO2超低排放技术的生命周期评价

北极星环保网讯:摘要:运用生命周期评价的方法，以某电厂1000MW机组脱硫系统超低改造项目为研究对象，对材料制造、运行增加石灰石的开采与破碎、工程材料和石灰石的运输及烟气脱硫4个过程进行了生命周期清单分析，并分别计算了各过程的能耗和对环境的影响。结果表明:一年内脱硫系统超低改造项目对环境的影响负荷增加量为451．1kg，低于未进行超低排放对环境影响负荷的增加量17180．7kg，有利于大气环境改善。

关键词:燃煤电厂;SO2超低排放;生命周期评价;资源消耗;环境影响

随着大气污染形势的日趋严峻，国家对燃煤电厂SO2的控制越发严格［1－2］。新的《火电厂大气污染物排放标准》［3］、《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014－2020年)》［4］、《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工作方案》［5］等多项政策的颁布，要求全国所有具备改造条件的燃煤电厂力争实现超低排放，就SO2而言，要求在基准含氧量6%条件下，SO2排放浓度不高于35mg/m3。

目前SO2超低改造技术主要包括增加喷淋层、性能增强环、双塔串联技术、单(双)托盘塔技术、单塔一体化脱硫除尘深度净化技术等［6－10］，根据工程经验，上述技术都可以实现SO2的超低排放［11－13］。超低排放技术对环境改善具有一定的积极意义［14］，但同时需要付出巨大的物耗和能耗，因此需要重新对超低排放技术的环境效益进行评价。

生命周期评价(LCA)是一种“从摇篮到坟墓”的环境影响评价方法，既要评价产品的环境影响，也要考虑原材料获取、生产及产品使用直至最终处理整个周期［15］。目前此方法已应用于燃煤电厂脱硫系统评价［15－18］、脱硝系统评价［19］、城市垃圾焚烧评价［20］等方面。本文以某燃煤电厂1000MW机组脱硫系统超低改造项目为研究对象进行生命周期评价。

1脱硫系统超低改造方案

某电厂1000MW机组脱硫系统采用石灰石－石膏湿法烟气脱硫技术，一炉一塔布置方式，采用石灰石作为脱硫剂，配置二级石膏脱水系统，超低改造中增设两层喷淋层，由原脱硫系统的四层喷淋增加为六层喷淋，系统处理烟气量3258720m3/h，年运行时间4000h。

改造后SO2排放浓度由原来的100mg/m3降至35mg/m3，污染物排放情况见表1。

表1超低改造前后污染物的年排放情况

2 SO2超低排放技术的生命周期评价

2．1生命周期评价范围的界定

在进行生命周期分析时考虑脱硫系统超低改造工程材料制造、运行增加石灰石的开采与破碎、工程材料和石灰石的运输及烟气脱硫4个过程对环境的影响，主要从环境影响和能耗2个方面进行分析。

为便于计算，做如下假设:

(1)进行生命周期评价时只考虑超低改造前后各污染物浓度的变化值，烟气粉尘浓度、NOx浓度变化较小，不计入生命周期评价的范围;

(2)超低改造消耗材料只计入钢材的消耗，其他忽略不计;

(3)超低改造前后排放的其他废物忽略不计。

2．2 SO2超低排放技术整个生命周期清单分析

SO2超低排放技术整个生命周期增加能量消耗及对环境的污染物清单如表2所示。

表2 SO2超低排放技术整个生命周期清单

从表2可以看出，SO2超低排放技术整个生命周期中，烟气脱硫过程增加电耗和煤耗最多，分别占总电耗的99．27%、总煤耗的99．12%，其中材料运输过程消耗了100%的汽油。

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