前言
随着我国经济的飞速发展，生产生活中的电力需求不断增加，致使我国一次能源消耗呈现逐年递增的趋势，预计到2050年我国一次能源需求量将达到6657.4万吨，成为名副其实的能源消耗大国，而随之而来的环境污染尤其是大气污染问题，将对我们的生存和居住环境产生严重的影响。其中危害最大、影响最广的无疑是二氧化硫和氮氧化物，二者都是酸雨危害的贡献者，很大程度上影响了我国的酸雨类型以及污染地区，同时由于其复杂的化学性质，还会造成光化学烟雾的产生、温室气体含量升高、臭氧层破坏以及空气中PM2.5含量的增加等一系列环境问题。除此之外，中国是全球范围内汞污染最为严重的地区之一，大气中汞的平均值为5～22t/a，平均沉降值大于70μg/m2。汞在大气中的停留时间长，毒性大，并且具有生物累积作用，因而针对燃煤电站汞的排放规律和控制机理的研究，成为近年来国际上研究的热点。随着工业的快速发展，对大气污染物的处理已经成为一个严峻和紧迫的研究内容。
目前，电厂燃煤量约占全国煤炭消耗总量的50%。这个比例仍有不断增加的趋势，其燃煤产生的大气污染物也将持续增长。我国燃煤发电主要是直接燃烧的方式，煤炭燃烧产生大量的二氧化硫、氮氧化物、汞等重金属氧化物以及烟尘、废水等。经过近几十年的努力，固体渣和废水的排放、烟尘的排放都得到了有效的控制。因此二氧化硫、氮氧化物以及汞等重金属氧化物成为燃煤发电污染物治理的重点。
为有效遏制污染物排放，提高大气质量，于2004年1月1日起执行的《火电厂大气污染物排放标准》（GB 13223—2003），对二氧化硫、氮氧化物排放限值都做了严格的规定，至2010年最高允许排放浓度按区域和时段，要求燃煤锅炉二氧化硫≤400mg/m3，氮氧化物≤450mg/m3，且要求预留烟气脱除氮氧化物装置空间。
截至2010年，全国纳入重点调查统计范围的电力企业2386家。“十一五”期间，全国废气中二氧化硫排放总量、工业废气中二氧化硫排放量均呈现逐年下降趋势。2010年全国二氧化硫排放总量较2005年下降了14.3%，超额完成了“十一五”总量减排任务。而相较于二氧化硫，氮氧化物排放量为1852.4万吨，比上年增加9.4%。其中，工业氮氧化物排放量为1465.6万吨，比上年增加14.1%，占全国氮氧化物排放量的79.1%。“十一五”期间NOx排放的快速增长部分抵消了我国在二氧化硫减排方面所付出的巨大努力，监测表明我国酸雨正由硫酸型向硝酸型转变。此外，NOx的跨国界“长距离输送”使得这一问题开始引起国际社会的关注，增加了我国控制NOx排放的国际压力。
目前，我国在二氧化硫的减排政策体系中的工作已初见成效，持续五年二氧化硫的排放都呈负增长，而相较于二氧化硫，氮氧化物排放污染日趋严重，因此2011年3月14日，全国人大审议通过了“十二五”规划纲要，提出化学需氧量、二氧化硫分别减少8%，同时将氨氮和氮氧化物首次列入约束性指标体系，要求分别减少10%，氮氧化物已经成为我国下一阶段污染减排的重点。为此环境保护部也颁布了《火电厂氮氧化物防治技术政策》，引起了相关部门和企业的高度关注。
自2012年1月1日起实施的GB 13223—2011，对燃煤锅炉的二氧化硫排放限值控制在100mg/m3，除了2003年12月31日前建成投产的锅炉、W型火焰炉膛锅炉、现有循环流化床锅炉采取 200mg/m3 的排放限值外，对重点地区的火力发电锅炉二氧化硫排放限值控制在50mg/m3。对燃煤锅炉的氮氧化物排放限值控制在 100mg/m3，这项标准达到甚至优于发达国家的排放标准。此外GB 13223—2011还新增汞及其化合物的重金属污染物排放限值。对燃煤锅炉的汞及其化合物排放限值为0.03mg/m3。
随着我国环境保护意识、法律、法规和标准的日趋完善，火电厂降低二氧化硫、氮氧化物、汞等重金属氧化物排放工作势在必行。为了减少烟气中二氧化硫、氮氧化物、汞等重金属氧化物对大气的污染，一方面要改进燃烧技术抑制其生成，另一方面要加强对排烟中二氧化硫、氮氧化物、汞等重金属氧化物的净化治理。我国的烟气脱硫脱硝脱汞技术研究还处于起步阶段，目前的大部分技术还处于实验室研究阶段，还需要对现有工艺进行改善，确定最佳的应用条件，并加强新型工艺的研究。
本书重点介绍了燃煤电厂脱硫、脱硝、脱汞以及除尘工艺的基本原理、系统组成、主要脱硫设备的特点、选型及防腐等内容，对上述新技术作了介绍。
本书由国网技术学院张磊、陈媛、由静担任主编，中国热电产业网李德意、青岛特利尔环保股份有限公司郝玉平、山东威海供电公司于大海参加编写。
在编写过程中，中国热电产业网提供了最新技术资料并给予了大力支持，对此表示感谢！
由于水平有限，加之时间仓促，疏漏之处在所难免，恳请广大读者批评指正。
编者