不同燃燒介質對鍋爐大氣污染物排放量的影響

劉基華

不同燃燒介質對鍋爐大氣污染物排放量的影響

劉基華

（南通化學環境監測站有限公司 江蘇省南通市 226000）

使用統一標準的鍋爐對不同類型的煤燃料進行研究。計算不同類型的煤燃料介質排放情況。并分析不同燃燒介質對鍋爐大氣污染物排放量的影響。

不同燃燒介質；鍋爐；大氣污染物；排放量

目前我國能源主要是煤炭，煤炭的燃燒會產生大量的污染物質如SO2、NO2等[1]。鍋爐是燃煤的主要設備。鍋爐燃燒煤炭時產生的污染物對大氣產生極大污染。隨著人們保護環境意識的提升，鍋爐污染物質的控制成為研究的熱點。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對鍋爐大氣污染物排放量的影響。

1 燃燒介質及排放量觀察

試驗設備統一使用4t/h鍋爐。試驗所選用的燃燒介質為蒲白煤、華亭煤、焦炭、半焦炭。試驗時進行檢測分析各個不同燃燒介質的成分。之后在燃燒時測定煙囪的各污染物的排放量。

1.1 不同燃燒介質的含量

本次研究共選擇蒲白煤、華亭煤、焦炭、半焦炭進行分析。如表1所示，半焦炭含有的灰分最低。其他燃燒介質的灰分含量在10.39～30.14%之間。蒲白煤的水分含量最低，其他的燃燒介質水分含量在10.79～12.38%之間。半焦炭的揮發分最低，華亭煤的揮發分最高。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。不同燃燒介質的氮含量相當，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，焦炭和半焦炭產生的熱量較高，而蒲白煤和華亭煤稍低。

表1 不同燃燒介質的含量

1.2 不同燃燒介質的污染物質排放情況

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

表2 不同燃燒介質排放量（mg/m3）

1.3 各成分對污染物排放的影響

將不同燃燒介質的灰分、硫、氮含量與相應的污染物排放量使用SigmaPlot10.0進行分析。

1.3.1 灰分含量與煙塵排放量關系

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。經檢驗相關系數r=0.8673。提示不同的燃燒介質中灰分的含量與該燃燒介質的煙塵排放量呈正相關。

1.3.2 硫的含量與SO2的排放量關系

由前面可知，不同的燃燒介質在硫的含量方面，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。經檢驗相關系數r=0.9526。提示不同的燃燒介質中的硫含量與該介質在燃燒時排放的SO2含量呈正相關。

1.3.3 氮的含量與NOx的排放量關系

由前面可知，不同的燃燒介質在硫的含量方面，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。經檢驗相關系數r=2.0972，提示不同的燃燒介質排放的NOx含量與其本身的含氮量關系不大。也就是所在不同的燃燒介質中，該介質的含氮量對其排放的NOx量影響較小。這也說明了燃燒介質在鍋爐燃燒的過程中，影響NOx的排放因素較多。相關研究顯示，鍋爐內的NOx排放量與溫度、含氧量緊密相關。該研究表明，鍋爐內的含氧量較多時，NOx含量增加，鍋爐內的溫度降低時，NOx含量減少。但由于NOx產生的影響因素眾多，相關研究較少，目前缺乏系統的研究成果。

2 不同燃燒介質的排污系數

本次試驗監測的數據與《鍋爐大氣污染物排放標準》（GB13271-2014）作為參照標準。本次監測蒲白煤的煙氣量為11538m3/t。煙塵排放系數0.32～0.42，比標準的低。SO2的排放系數為15.02～17.94，比標準稍高。NOx的排放系數為3.97～4.28，比標準顯著升高。本次監測華亭煤的煙氣量為10214m3/t。煙塵排放系數0.28～0.56，比標準的低。SO2的排放系數為1.14～1.39，比標準稍低。NOx的排放系數為2.27～3.05，比標準稍低。本次監測半焦炭的煙氣量為14126m3/t。煙塵排放系數0.25～0.59，比標準的低。SO2的排放系數為0.98～1.37，比標準稍低。NOx的排放系數為1.26～2.54，比標準稍低。本次監測焦炭的煙氣量為23078m3/t。煙塵排放系數0.51～0.63，比標準的低。SO2的排放系數為 1.27～1.84，比標準稍高。NOx的排放系數為3.76～4.65，比標準明顯升高。本次監測說明，不同燃燒介質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的排放基本與標準相符合。半焦炭的NOx的排放比標準相對嚴重，為標準規定的2倍左右。

3 總結

本次監測試驗表明，不同的燃燒介質中，含有的灰分、硫含量與SO2、煙塵的排放量呈正相關。而燃燒介質的含氮量與NOx的排放量關系不大。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的排放基本與標準相符合。半焦炭的NOx的排放比標準超標較嚴重。

[1]王慧麗，雷宇，陳瀟君，等.京津冀燃煤工業和生活鍋爐的技術分布與大氣污染物排放特征[J].環境科學研究，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）排放規律研究[J].太原理工大學學報，2014，45（6）：712～717.

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1004-7344（2016）33-0328-01

2016-11-12