劉基華

不同燃燒介質(zhì)對(duì)鍋爐大氣污染物排放量的影響

劉基華

（南通化學(xué)環(huán)境監(jiān)測(cè)站有限公司 江蘇省南通市 226000）

使用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的鍋爐對(duì)不同類型的煤燃料進(jìn)行研究。計(jì)算不同類型的煤燃料介質(zhì)排放情況。并分析不同燃燒介質(zhì)對(duì)鍋爐大氣污染物排放量的影響。

不同燃燒介質(zhì)；鍋爐；大氣污染物；排放量

目前我國(guó)能源主要是煤炭，煤炭的燃燒會(huì)產(chǎn)生大量的污染物質(zhì)如SO2、NO2等[1]。鍋爐是燃煤的主要設(shè)備。鍋爐燃燒煤炭時(shí)產(chǎn)生的污染物對(duì)大氣產(chǎn)生極大污染。隨著人們保護(hù)環(huán)境意識(shí)的提升，鍋爐污染物質(zhì)的控制成為研究的熱點(diǎn)。由于不同的燃煤其本身的水分、硫、氮含量有所差異，排放的污染物也不同[2]。本研究主要分析不同燃燒介質(zhì)對(duì)鍋爐大氣污染物排放量的影響。

1 燃燒介質(zhì)及排放量觀察

試驗(yàn)設(shè)備統(tǒng)一使用4t/h鍋爐。試驗(yàn)所選用的燃燒介質(zhì)為蒲白煤、華亭煤、焦炭、半焦炭。試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行檢測(cè)分析各個(gè)不同燃燒介質(zhì)的成分。之后在燃燒時(shí)測(cè)定煙囪的各污染物的排放量。

1.1 不同燃燒介質(zhì)的含量

本次研究共選擇蒲白煤、華亭煤、焦炭、半焦炭進(jìn)行分析。如表1所示，半焦炭含有的灰分最低。其他燃燒介質(zhì)的灰分含量在10.39～30.14%之間。蒲白煤的水分含量最低，其他的燃燒介質(zhì)水分含量在10.79～12.38%之間。半焦炭的揮發(fā)分最低，華亭煤的揮發(fā)分最高。焦炭和伴焦炭的碳含量比燃煤高，半焦炭的碳含量最高。蒲白煤的硫含量較高，華亭煤、焦炭和半焦炭的硫含量較少，在0.25～0.43%之間。不同燃燒介質(zhì)的氮含量相當(dāng)，在0.57～0.93%之間。燃煤的氫含量要比焦炭和半焦炭要高。在熱量方面，焦炭和半焦炭產(chǎn)生的熱量較高，而蒲白煤和華亭煤稍低。

表1 不同燃燒介質(zhì)的含量

1.2 不同燃燒介質(zhì)的污染物質(zhì)排放情況

如表2所示，蒲白煤的煙塵、SO2、NOx的排放量最高。其他的燃燒介質(zhì)煙塵排放量在32.25～45.04mg/m3之間。不同的燃燒介質(zhì)的SO2的排放量在62.79～98.53mg/m3之間。不同的燃燒介質(zhì)的NOx的排放量在161.78～251.29mg/m3之間。

表2 不同燃燒介質(zhì)排放量（mg/m3）

1.3 各成分對(duì)污染物排放的影響

將不同燃燒介質(zhì)的灰分、硫、氮含量與相應(yīng)的污染物排放量使用SigmaPlot10.0進(jìn)行分析。

1.3.1 灰分含量與煙塵排放量關(guān)系

由前面可知，灰分含量方面，蒲白煤＞華亭煤＞焦炭＞半焦炭。在煙塵的排放方面，蒲白煤＞華亭煤＞焦炭＞半焦炭。經(jīng)檢驗(yàn)相關(guān)系數(shù)r=0.8673。提示不同的燃燒介質(zhì)中灰分的含量與該燃燒介質(zhì)的煙塵排放量呈正相關(guān)。

1.3.2 硫的含量與SO2的排放量關(guān)系

由前面可知，不同的燃燒介質(zhì)在硫的含量方面，蒲白煤＞華亭煤＞焦炭＞半焦炭。在SO2的排放量方面，蒲白煤＞華亭煤＞焦炭＞半焦炭。經(jīng)檢驗(yàn)相關(guān)系數(shù)r=0.9526。提示不同的燃燒介質(zhì)中的硫含量與該介質(zhì)在燃燒時(shí)排放的SO2含量呈正相關(guān)。

1.3.3 氮的含量與NOx的排放量關(guān)系

由前面可知，不同的燃燒介質(zhì)在硫的含量方面，蒲白煤＞半焦炭＞焦炭＞華亭煤。在NOx的排放量方面，蒲白煤＞華亭煤＞半焦炭＞焦炭。經(jīng)檢驗(yàn)相關(guān)系數(shù)r=2.0972，提示不同的燃燒介質(zhì)排放的NOx含量與其本身的含氮量關(guān)系不大。也就是所在不同的燃燒介質(zhì)中，該介質(zhì)的含氮量對(duì)其排放的NOx量影響較小。這也說(shuō)明了燃燒介質(zhì)在鍋爐燃燒的過(guò)程中，影響NOx的排放因素較多。相關(guān)研究顯示，鍋爐內(nèi)的NOx排放量與溫度、含氧量緊密相關(guān)。該研究表明，鍋爐內(nèi)的含氧量較多時(shí)，NOx含量增加，鍋爐內(nèi)的溫度降低時(shí)，NOx含量減少。但由于NOx產(chǎn)生的影響因素眾多，相關(guān)研究較少，目前缺乏系統(tǒng)的研究成果。

2 不同燃燒介質(zhì)的排污系數(shù)

本次試驗(yàn)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)與《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271-2014）作為參照標(biāo)準(zhǔn)。本次監(jiān)測(cè)蒲白煤的煙氣量為11538m3/t。煙塵排放系數(shù)0.32～0.42，比標(biāo)準(zhǔn)的低。SO2的排放系數(shù)為15.02～17.94，比標(biāo)準(zhǔn)稍高。NOx的排放系數(shù)為3.97～4.28，比標(biāo)準(zhǔn)顯著升高。本次監(jiān)測(cè)華亭煤的煙氣量為10214m3/t。煙塵排放系數(shù)0.28～0.56，比標(biāo)準(zhǔn)的低。SO2的排放系數(shù)為1.14～1.39，比標(biāo)準(zhǔn)稍低。NOx的排放系數(shù)為2.27～3.05，比標(biāo)準(zhǔn)稍低。本次監(jiān)測(cè)半焦炭的煙氣量為14126m3/t。煙塵排放系數(shù)0.25～0.59，比標(biāo)準(zhǔn)的低。SO2的排放系數(shù)為0.98～1.37，比標(biāo)準(zhǔn)稍低。NOx的排放系數(shù)為1.26～2.54，比標(biāo)準(zhǔn)稍低。本次監(jiān)測(cè)焦炭的煙氣量為23078m3/t。煙塵排放系數(shù)0.51～0.63，比標(biāo)準(zhǔn)的低。SO2的排放系數(shù)為 1.27～1.84，比標(biāo)準(zhǔn)稍高。NOx的排放系數(shù)為3.76～4.65，比標(biāo)準(zhǔn)明顯升高。本次監(jiān)測(cè)說(shuō)明，不同燃燒介質(zhì)在煙塵排放的控制方面效果較好。蒲白煤、華亭煤、焦炭的SO2、NOx的排放基本與標(biāo)準(zhǔn)相符合。半焦炭的NOx的排放比標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)嚴(yán)重，為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2倍左右。

3 總結(jié)

本次監(jiān)測(cè)試驗(yàn)表明，不同的燃燒介質(zhì)中，含有的灰分、硫含量與SO2、煙塵的排放量呈正相關(guān)。而燃燒介質(zhì)的含氮量與NOx的排放量關(guān)系不大。在煙塵的排放控制工作方面效果較好。華亭煤、蒲白煤、焦炭的的SO2、NOx的排放基本與標(biāo)準(zhǔn)相符合。半焦炭的NOx的排放比標(biāo)準(zhǔn)超標(biāo)較嚴(yán)重。

[1]王慧麗，雷宇，陳瀟君，等.京津冀燃煤工業(yè)和生活鍋爐的技術(shù)分布與大氣污染物排放特征[J].環(huán)境科學(xué)研究，2015，28（10）：1510～1517.

[2]溫彥平，宋翀芳，成娜，等.燃煤鍋爐煙塵顆粒物中PM_（2.5）排放規(guī)律研究[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，45（6）：712～717.

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