生物質鍋爐與燃煤鍋爐顆粒物排放特征比較

陳躍飛　陳凱清

（浙江省特種設備檢驗研究院浙江杭州310012）

生物質鍋爐與燃煤鍋爐顆粒物排放特征比較

陳躍飛陳凱清

（浙江省特種設備檢驗研究院浙江杭州310012）

將生物質能源作為燃料的鍋爐稱之為生物質鍋爐。將生物質鍋爐同燃煤鍋爐的顆粒排放進行對比，對2個結構不同的鍋爐進行試驗分析，生物質鍋爐采用的是秸稈和木質，對其燃燒排放的顆粒物特點作分析，同時同燃煤鍋爐顆粒排放特點作對比，分析兩者的差異。

生物質鍋爐；燃煤鍋爐；顆粒物排放目前，我國對生物質能源的利用主要體現在家用燃燒和鍋爐燃燒方面。提倡生物質鍋爐燃燒可以控制污染總量，降低燃煤產生的污染物排放。我國很多地區已經限制燃煤鍋爐的使用，且于一定范圍中禁止使用燃煤鍋爐。這些措施促使一些地區已經從燃煤鍋爐轉向到生物質鍋爐的使用，不但為生物質鍋爐提供了發展空間，而且推動了生物質鍋爐技術的發展[1]。因為生物質鍋爐發展的時間相對較短，對其排放的顆粒物特征研究也不多。對此，對2臺結構不同的生物質鍋爐，對其顆粒排放特征進行分析，同燃煤鍋爐顆粒排放進行對比，總結兩者顆粒排放特點的差異。

1　研究對象與方法

1.2研究對象

兩臺生物質鍋爐，BB1（DZM2.1-0.7/95/70-M）、BB2(CDZL1. 4-0)。一臺燃煤鍋爐CB(TRZL-2.0-0)，測定其煙氣排放。三臺鍋爐都進行間歇式工作模式，基于供暖和供水需要設定啟爐和停爐時間，每日燃燒時間為十小時。BB1額定熱功率為3t/h，為燃油鍋爐改造，爐排為往復式。BB2額定熱功率為2t/h，使用鏈條爐排。CB額定熱功率為3t/h，采用鏈條爐排。

1.2方法

燃料選擇：生物質燃料通常選擇木質生物質燃料和秸稈燃料，燃料為條狀，直徑0.7cm，長4m。燃煤使用散煤，塊狀，直徑低于4cm。要避免因燃料不同而導致煙氣排放不同影響比較，兩臺生物質鍋爐使用同質燃料。

采集樣品：使用自動煙塵煙氣分析儀對鍋爐煙氣的基本參數進行測定，包括煙氣中SO2、NOX以及煙塵濃度等。

建立煙氣稀釋采樣系統。系統由顆粒物稀釋器和濾膜采樣器組成。稀釋過程分為兩級，一級通過加熱后的零空氣進行初步稀釋，二級通過室溫下的零空氣進行進一步稀釋。

2　結果對比

2.1煙塵達標情況

通過煙氣分析儀測定是三臺鍋爐煙氣中的SO2、NOX以及煙塵濃度。具體結果見表1。

表1　三臺鍋爐煙塵達標情況

從表1中可知，生物質鍋爐產生的煙塵量要高于污染物排放限值10。生物質鍋爐燃燒木質燃料時，煙氣中的S02含量要低于規定含量20，使用秸稈燃料燃燒時，則煙氣中的SO2含量高于100，屬嚴重超標。燃煤鍋爐產生的煙氣中的S02達1354，嚴重超標，且超高于兩臺生物質鍋爐燃燒煙氣中的SO2含量。

對比氮氧化物含量發現，三臺鍋爐中僅有非燃煤鍋爐改造的生物質鍋爐采用木質燃料燃燒時產生的氮氧化物含量達標，其他兩臺均超標。對比燃煤鍋爐和生物質鍋爐產生的氮氧化物含量可見，燃煤鍋爐相對較少。三臺鍋爐的林格曼黑度均低于1，均達標。

2.2除塵效果

生物質鍋爐的除塵效果要好于燃煤鍋爐。而兩臺結構不同的生物質鍋爐除塵效果也存在差異。采用往復式爐排的生物質鍋爐因在爐排中運動中會出現空氣干擾，懸浮顆粒會隨煙氣排出，而使用鏈條式爐排的生物質鍋爐無擾動現象，爐渣可直接被冷卻，因此顆粒度濃度也會被降低。

3　結果分析

生物質鍋爐產生的污染物排放量沒有達到限值，煙塵超標，二氧化硫同燃料存在相關性，木質燃料產生的二氧化硫含量接近限值，秸稈燃料產生的二氧化硫含量嚴重超標。NOX排放除BB2達標外，其他兩臺均超標。

木質燃料燃燒的生物質鍋爐除塵效果要好于其他兩臺。排除燃料選擇，2臺生物質鍋爐除塵效果均好于燃煤鍋爐。

兩臺生物質鍋爐顆粒排放存在差別主要是因為其結構設計不同。BB1為爐排爐，爐排會產生擾動，導致顆粒物濃度較高。而鏈條爐生物質鍋爐因擾動下，煙氣中的顆粒物質濃度也相對較低。

4　結語

生物質能源有可再生性，有著環境友好的特點，是我國第四大能源，目前全球約有一半人口將生物質能源作為生活能源[2]。為實現環境保護和可持續發展，加強生物質能源的利用十分必要。但要實現生物質鍋爐的高效利用，使得污染物排放達標，可應加強監管，確保除塵裝置等能隨鍋爐運轉，在有效利用生物質能源的同時減少大氣污染。

[1]耿春梅,陳建華,王歆華,等.生物質鍋爐與燃煤鍋爐顆粒物排放特征比較[J].環境科學研究,2013,06:666-671.

[2]朱志飛,王禮鵬,祁慧,等.660MW燃煤機組鍋爐飛灰顆粒物排放特征研究[J].燃料化學學報,2014,03:323-328.

陳躍飛（1982—），男，浙江省杭州人，大學本科學歷，工程師，研究方向：熱能與動力工程。