大气氮氧化物的排放及控制

大气氮氧化物的排放及控制NOX污染的环境影响氮氧化物的来源与排放趋势中国NOX排放现状及发展趋势发达国家NOX排放控制中国NOX排放控制策略的确定选择性催化还原技术（SCR）NOX含义扩展到温室效应的多种污染物、多种环境影响比价PMSO2NOXVOCNH3CO2CH4N2OCFCsHFCsSF6健康影响：PM√√√√√O3√√植被破坏：O3√√√酸化√√√富营养化√√辐射影响：－－直接影响√√√√－－通过气溶胶√√√√√－－通过OH影响√√√√NOX污染的环境影响－－酸雨，PM2.5N污染及其影响英国氧化态N和还原型N质量平衡北欧国家酸沉降和富营养化超量中N比例NOX污染的环境影响NO2（微量）NO2+UV→NO2NO2→NO+OO+O2→O3O3+NO→NO2+O2O3O3+HC→↓醛类及其它氧化物醛类复杂的有机化合物刺激眼睛NO汽车排气HCNO2太阳紫外光紫外光HC+O2+NO2+UV↓O3+甲醛+PAN+氧化产物O3PAN甲醛、丙稀醛等伤害植物伤害植物刺激眼睛刺激眼睛氧化产物聚合与核长大气溶胶光雾NOX－VOC－O3关系NＯx污染的环境影响－－北京案例清华(145礸/m3)有机物34%微量元素1%未鉴别成分21%硫酸盐离子12%地壳尘11%硝酸盐离子8%铵盐离子5%元素碳8%车公庄(129礸/m3)有机物30%元素碳7%微量元素1%未鉴别成分20%地壳尘12%铵盐离子5%硫酸盐离子15%硝酸盐离子10%全球NOX排放量SO2NH3NOX氮氧化物（NOX）排放量的变化1975年(FirstInternational2000年(6thAcidRainConference)InternationalAcid全球人口：40亿60亿能源消耗：61亿TOE100亿TOESO2排放：60TgS75TgSNO排放：20TgNofNO33TgNofNONH3的排放：23TgNofNH350TgNofNH3在25年内，人口增长50％，SO2增长25％，NO增长65％,NH3增长120％全球NOX排放量估计排放源类型年生成量（1012g·a-1，以氮计）矿物燃料燃烧14～28超音速飞机0.15～0.3平流层光化学0.5～1.5生物质燃烧4～24雷电2～20土壤排放～8NH3的氧化5海洋NO2－的光解0.5~1.5合计34~881999年美国NOX排放状况NOX的形成机理复杂：计算结果有较大不确定性煤粉炉NOX排放与燃烧方式关系中国NOX排放量现状及发展趋势：排放量计算方法iNiNTtQtQjNjiNitQtQ,fkNfkjiNjitQtQ)(),(,,)()())(1(),(,).(,),(,),(,tFtKtPtQfkjiNfkjiNfkjiNfkji自下而上全国各省、市、区省内各部门部门内某燃料类型燃料消耗量NOX排放因子NOX脱除率燃料消耗的排放因子法研究区域中国大陆31个省、直辖市和自治区时间跨度历史年份：1980年～2000年；现状年份：2000年；预测年份：2010年，2020年，2030年；能源生产与消费部门划分火力发电、其他能源转换、农业、工业、建筑业、交通运输业、服务业及居民生活消费；燃料类型商品燃料：煤、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、LPG、炼厂干气、天然气及煤气等农村非商品燃料：作物秸秆，薪柴排放因子确定NOX排放源固定源：电站锅炉、工业锅炉、采暖锅炉、茶浴炉、民用小煤炉、公福灶、居民炊事灶等；移动源：机动车、铁路机车、飞机等其他源：工艺排放源、生物质燃料NOX排放水平典型燃烧设备实际测试;文献调研、专家咨询等测试方法：《空气和废气监测分析方法》推荐仪器法测试仪器：英国Kane公司KM9106便携式烟气分析仪等测试地点：北京、河北、河南、浙江、安徽、山东等分部门、燃料品种的NOX排放因子集煤炭焦炭原油汽油煤油柴油燃料油LPG炼厂气焦炉气煤气天然气薪柴秸秆排放源类型kg/tkg/m3×10-4kg/t火力发电8.857.2416.721.27.410.063.740.7513.641.7940.96供热7.259.05.0916.77.467.45.842.630.539.581.2620.85炼焦0.37炼油0.24制气0.750.95.840.96农业3.754.53.0516.74.485.773.51.580.326.691.2614.62工业7.259.05.0916.77.469.625.842.630.539.581.2620.85建筑业7.259.016.77.469.625.842.631.2620.85交通运输业公路31.727.427.427.418.1铁路7.59.036.2536.25其它7.59.05.0916.727.454.154.120.85服务业3.754.53.0516.74.485.773.51.580.326.690.8914.62城市居民1.882.251.716.72.493.211.950.880.186.690.8914.62乡村居民1.882.251.716.72.493.211.950.880.180.890.701.29中国NOX排放现状1980～2004年：GDP年均增长率9.5%能源消费年均增长5.05%能源消费弹性系数：0.53能源强度总体下降，近3年反弹0510152025198019851990199520002005GDP(万亿元)0510152025能源消费总量，亿tce0123451980199020002010能源强度，tce/万元GDP05101520198019851990199520002005TotalNOXemissions(Mt)2003年，16Mt0306090120150北京天津河北山西内蒙辽宁吉林黑龙上海江苏浙江安徽福建江西山东河南湖北湖南广东广西海南重庆四川贵州云南西藏陕西甘肃青海宁夏新疆NOX排放量，万t各省区NOX排放分布,2003NOX排放大省：河北、辽宁、江苏、山东、广东、山西、河南、四川等80％以上在中东部地区各省区NOX排放强度分布10•西部地区排放强度很小90%左右NOX排放源于火力发电、工业、交通运输各经济部门NOX排放状况火电厂已成为最大排放源交通部门贡献率增长迅速2003年中国NOX排放的部门清单火力发电39.6%工业27.7%建筑业0.6%生活消费1.5%其他转换5.8%农业1.2%交通运输21.4%服务业2.2%不同燃料品种对NOX排放总量贡献燃煤是最大来源：60％～70%柴油、焦炭、汽油次之近年燃煤贡献率略有下降汽油、柴油贡献率上升较快2003年NOX排放燃料清单煤炭66.9%焦炭8.1%柴油12.5%液化石油气0.1%汽油6.2%煤油1.4%炼厂干气0.0%天然气0.4%燃料油3.0%煤气0.8%原油0.6%中国能源消费现状，1980－2004能源消费总量及其构成年份总量（万tce）煤炭(%)石油（%)天然气(%)水电(%)19909870376.216.62.15.1199613894874.718.01.86.1200013029766.124.62.56.8200317094367.622.72.77.0200419700067.722.72.67.0050010001500200019801985199019952000能源消费量(Mtce)水电(Hydro-power)天然气(NaturalGas)石油(Oil)煤炭(Coal)05001000150020001980198419881992199620002004(a)能源生产总量及构成，MtceHydro-powerNaturalgasPetroleumCoal能源需求预测表达式能源需求预测方法－－部门分析法全国终端能源需求总量煤炭、焦炭、汽油、柴油、燃料油、天然气、煤气、LPG、热力、电力等非物质生产部门物质生产部门居民生活消费农业工业交通建筑商业城镇乡村外部变量经济指标人口指标能耗指标010ttiiittGGG001tttiittQQQ基准年2000年预测年份2010年2020年2030年iitittiititttitiitNtQgGQGEEE00)1(人口和国民经济增长构想未来中国人口发展及城市化的基本假设年份总人口增长率城市人口农村人口亿人（‰）人数/亿百分比（%）人数/亿百分比（%）200012.667.584.5836.228.0763.78201013.8610.545.8842.47.8957.6202014.957.607.6851.47.2748.6203015.604.279.1158.46.4941.6未来中国国民经济增长构想年份2000～2010年2010～2020年2020～2030年GDP年均增长率（%）低方案7.06.05.0中方案7.56.55.5高方案8.07.06.0GDP及产业构成的构想未来中国GDP总量发展趋势年份方案2000年2010年2020年2030年GDP/亿元（2000年价）低175946.35315093.11513253.47中89442.2184343.20346037.52591082.08高193099.00379854.96680262.38人均GDP(元/人)低126952107632901中7078133002314637890高139322540843607未来中国产业结构的构想方案产业类别单位2000年2010年2020年2030年第一产业（农业）%15.215.012.510.0第二产业（工业、建筑业）%51.145.043.042.0第三产业（服务业）%33.640.044.548.0051015202530354045基准2000年低中2010年高低中2020年高低中2030年高终端能源需求量（亿tce）居民生活服务业交通运输建筑业工业农业2000～2030年中国终端能源需求总量预测结果项目单位2000年2010年2020年2030年实际值低中高低中高低中高消费总量万tce124032170540177513184786242004262139284148325224367052414995终端能源需求预测结果一次能源需求总量万tce130297178560187437196887252843281823306703338233395883449800其中：煤炭万tce86240111883118101124418147484167598183386187465225689257069石油万tce321634270344902471776014466125716757838990160103294天然气万tce3170876992949832175441928521131305463484039636水电、核电万tce8797152051514015460276712881630510418324519449800一次能源构成煤炭%66.162.763.063.258.359.559.855.457.057.2石油%24.623.924.024.023.823.523.423.222.823.0天然气%2.54.95.05.06.96.86.99.08.88.8项目单位2000年2010年2020年2030年基准值低中高低中高低中高水电、核电%6.88.58.17.910.910.29.912.411.411.1未来能源消费需求总量及构成0500100015002000250030003500400045005000基准期2000年低中2010年高低中2020年高低中2030年高年份NOx排放量（万t)未来NOX排放总量发展趋势11771677～18532363～29143154～4296未来30年各省区NOX排放强度分布0省区1Mt4省区1M