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(fā)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(fā)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(fā)電作為燃煤的主要途徑之一，對于當?shù)厝济弘姀S大氣汞排放數(shù)據的分析變得尤為重要。

1 估算方法

合肥地區(qū)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(shù)

2.1 合肥燃煤電廠年度煤耗量

根據2015～2018年《合肥統(tǒng)計年鑒》可得到2014～2017年合肥燃煤電廠的電力生產量數(shù)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(qū)電廠。根據年度的電力生產量數(shù)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(shù)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(wěn)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(tài)環(huán)境建設規(guī)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(wěn)定，逐漸依賴皖中地區(qū)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(wěn)定和強揮發(fā)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(shù)據統(tǒng)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(qū)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(shù)據庫，丁華[4]通過對全國范圍內不同礦區(qū)1123個煤樣中汞含量數(shù)據進行統(tǒng)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(qū)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(shù)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(shù)據

隨著“十三五”規(guī)劃的有序進行，國內多數(shù)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(tǒng)除汞是通過溶解煙氣中的Hg2+進行，ESP+FGD協(xié)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(shù)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(guī)劃的推進，合肥市燃煤電廠耗煤量與大氣汞排放量趨于穩(wěn)定，為提升城市大氣環(huán)境治理能力提供了幫助，也為后續(xù)的煤炭清潔工藝的發(fā)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(xié)同裝置控制下的排放因子數(shù)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：

[1]安徽省合肥市統(tǒng)計局，國家統(tǒng)計局淮南調查隊.合肥統(tǒng)計年鑒[M].合肥：合肥統(tǒng)計局，2015-2018.

[2]張軍營，任德貽，許德偉等.煤中汞及其對環(huán)境的影響[J].環(huán)境工程學報，1999（03）：100-104.

[3]楊愛勇，嚴智操，惠潤堂等.中國煤中汞的含量、分布與賦存狀態(tài)研究[J].科學技術與工程，2015，15（32）：93-100.

[4]丁華.中國動力煤汞含量特征及應用限值研究[J].煤質技術，2018

（01）：1-6.

[5]葛濤.淮南煤中汞的分布與賦存[J].安徽理工大學學報（自然科學版），2017，37（01）：6-10.

[6]Yokoyama T，Asakura K，Matsuda H，et al.Mercury emissions from a coal-fired power plant in Japan[J].Science of the Total

Environment，2000，259（1-3）：0-103.

[7]Lee S J，Seo Y C，Jang H N，et al.Speciation and mass distribution

of mercury in a bituminous coal-fired power plant[J].Atmospheric

Environment，2006，40（12）：2215-2224.

[8]Wu Y，Wang S，Streets D G，et al.Trends in Anthropogenic Mercury

Emissions in China from 1995 to 2003[J].Environmental Science

& Technology， 2006，40（17）：5312-5318.

[9]Ito S，Yokoyama T，Asakura K.Emissions of mercury and other trace elements from coal-fired power plants in Japan[J]. Science of the Total Environment，2006，368（01）：397-402.

基金項目：安徽理工大學研究生創(chuàng)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(qū)環(huán)境地球化學。