龍山縣百合加工廢氣治理技術(shù)方案探討及經(jīng)濟(jì)分析

楊遠(yuǎn)平 王順國

摘? 要：文章針對(duì)百合加工燃煤鍋爐廢氣的實(shí)際狀況，分析對(duì)廢棄進(jìn)行直接處理的方案及存在的問題，探討了采用生物質(zhì)鍋爐替代技術(shù)性及其廢氣治理技術(shù)方案，對(duì)比分析燃煤鍋爐和生物質(zhì)鍋爐的經(jīng)濟(jì)性，得出采用生物質(zhì)鍋爐替代燃煤鍋爐，技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理。

關(guān)鍵詞：百合加工;燃煤鍋爐;生物質(zhì)鍋爐;廢氣治理

中圖分類號(hào)：X701 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）35-0122-03

Abstract： According to the actual situation of lily processing coal-fired boiler exhaust gas， this paper analyzes the plan for direct disposal of waste and existing problems， discusses the use of biomass boiler replacement technology and its exhaust gas treatment technology program， and makes a comparative analysis of the coal-fired boiler and biomass boiler.

Keywords： Lily processing; coal burning; biomass boiler; exhaust gas treatment

2009年6月13日，龍山百合被國家工商行政管理總局商標(biāo)局核準(zhǔn)注冊(cè)為地理標(biāo)志證明商標(biāo)，是湘西州繼“古丈毛尖”、“瀘溪椪柑”之后的第三個(gè)地理標(biāo)志產(chǎn)品，年產(chǎn)量 7 萬多噸，年產(chǎn)值近10億萬元，全縣百合種植農(nóng)戶5萬多種植面積近8萬畝，百合加工農(nóng)戶80多戶。百合加工的工藝流程主要包括蒸煮和烘干兩道工序，現(xiàn)階段我縣兩道工序所均采用燃煤鍋爐來生成加工所需要的蒸汽和熱風(fēng)，每戶加工戶在加工時(shí)間日均耗煤3噸左右。鍋爐燃燒所產(chǎn)生的廢氣直接排放，主要污染物為二氧化硫及顆粒物等，排放濃度遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值，環(huán)境污染大。為此環(huán)境保護(hù)部制定了《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB13271-2014），標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定10t/h以下蒸汽鍋爐等自2016年7月1日起執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐廢氣的必需達(dá)標(biāo)排放，因此必須對(duì)鍋爐廢氣進(jìn)行治理。

1 鍋爐廢氣治理技術(shù)方案分析探討

1.1 采用現(xiàn)有燃煤鍋爐，對(duì)鍋爐廢氣治理后達(dá)標(biāo)排放

燃煤鍋爐廢氣治理包括除塵和脫硫處理兩道工序，廢氣先經(jīng)過布袋除塵處理后，經(jīng)引風(fēng)機(jī)送入脫硫塔進(jìn)行脫硫處理。布袋除塵處理技術(shù)成熟，設(shè)備簡單，投資小，運(yùn)行費(fèi)用低，脫硫處理設(shè)施投資大，運(yùn)行費(fèi)用高。現(xiàn)階段我國煙氣脫硫主要采用濕法脫硫技術(shù)，脫硫工藝有石灰-石膏法、鈉鈣雙堿法、氨法三種，三種處理工藝的特點(diǎn)如下：

石灰-石膏法在我國是主流脫硫工藝[1]，90%以上大中型鍋爐采用，脫硫效率大于95%，運(yùn)行可靠安全，對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)，但是脫硫設(shè)備易腐蝕，結(jié)垢、堵塞，脫硫設(shè)施建設(shè)成本高，占地面積大，運(yùn)行成本高，主要在火電廠采用。

鈉鈣雙堿法工藝復(fù)雜[2]，脫硫效率大于85%，設(shè)備占地面積大，投資成本高，需要不斷補(bǔ)充鈉基吸收劑，運(yùn)行成本高。據(jù)查資料，某公司2008年一臺(tái)每小時(shí)產(chǎn)4噸蒸汽鍋爐，脫硫設(shè)備建設(shè)投資16.5萬元，每天運(yùn)行成本為450元。

氨法脫硫工藝簡單，脫硫效率95%，設(shè)備占地面積小，初始投資小，但運(yùn)行成本高，腐蝕性強(qiáng)，對(duì)周邊環(huán)境影響大，氨水的保管使用安全隱患大，使用不安全。

綜上所述，查閱國內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)資料等，對(duì)于小型，特別是蒸汽產(chǎn)量4噸以下的小微型鍋爐，很難采用脫硫處理，廢氣難于達(dá)標(biāo)排放，現(xiàn)用鍋爐都屬于改造淘汰的對(duì)象。

1.2 以生物質(zhì)鍋爐替代燃煤鍋爐

1.2.1 生物質(zhì)顆粒燃料的特點(diǎn)

生物質(zhì)能是重要的可再生能源，具有綠色、低碳、清潔、可再生等特點(diǎn)，在城鎮(zhèn)供暖和工業(yè)供熱等領(lǐng)域，以生物質(zhì)成型燃料替代燃煤，是推進(jìn)能源生產(chǎn)和消費(fèi)革命的重要內(nèi)容，是改善環(huán)境質(zhì)量、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要任務(wù)[3]。

生物質(zhì)顆粒的含硫量極低，燃燒后所產(chǎn)生的廢氣可以不需要進(jìn)行脫硫處理，但燃燒后廢氣中含有大量的灰分，需要進(jìn)行除塵處理。

通過查閱國內(nèi)生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐使用現(xiàn)狀，在對(duì)廢氣進(jìn)行布袋除塵處理后，煙氣中含塵濃度可以控制在30mg/m3以下，符合《鍋爐大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn) GB13271-2014》。

綜上所述，采用生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐替代燃煤鍋爐，廢氣經(jīng)治理后，排放能夠達(dá)到《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，滿足環(huán)保要求。

1.2.2 生物質(zhì)鍋爐技術(shù)已經(jīng)成熟，售價(jià)和燃煤鍋爐基本一致

經(jīng)過多年的發(fā)展，我國生物質(zhì)鍋爐的制造及使用技術(shù)都已成熟，現(xiàn)國內(nèi)生物質(zhì)鍋爐制造廠家眾多，生物質(zhì)燃料鍋爐的型號(hào)規(guī)格齊全，可供用戶選擇，完全能夠滿足需要。

生物質(zhì)燃料鍋爐的價(jià)格和燃煤鍋爐的價(jià)格基本一致，結(jié)構(gòu)簡單，物料的熱效率高，更加智能化，設(shè)備使用壽命長，因此從鍋爐的購價(jià)方面，也符合用戶的需求。根據(jù)對(duì)國內(nèi)鍋爐新建脫硫設(shè)施的成本調(diào)查分析，更換燃煤鍋爐的成本遠(yuǎn)低于新建脫硫設(shè)施的成本。

1.3 龍山縣百合加工廢氣治理技術(shù)方案

綜合上述分析，建議龍山百合加工廢氣治理技術(shù)方案如下：以生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐替代燃煤鍋爐;對(duì)生物質(zhì)鍋爐燃燒產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行布袋除塵處理。

生物質(zhì)蒸汽鍋爐和熱風(fēng)爐共用一套除塵處理系統(tǒng)，廢氣處理的過程原理圖如圖1所示。

鍋爐燃燒所產(chǎn)生的廢氣，先經(jīng)引風(fēng)機(jī)送入旋風(fēng)除塵器，廢氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器體積增大，溫度下降，在旋風(fēng)除塵器內(nèi)，利用廢氣旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力，將廢氣中大顆粒的灰塵拋向除塵器壁，然后落下，經(jīng)下部出口排除。

廢氣中PM2.5以下的灰塵，經(jīng)旋風(fēng)除塵器后，由因風(fēng)機(jī)引入布袋除塵器內(nèi)，經(jīng)布袋隔離，由除塵器底部排除，除塵后的氣體排入大氣。

整個(gè)除塵過程無化學(xué)反應(yīng)，無需任何除塵劑，無二次污染，除塵處理所得的灰塵是優(yōu)質(zhì)的農(nóng)用有機(jī)肥。

2 經(jīng)濟(jì)對(duì)比分析

2.1 熱力成本分析

通過生物質(zhì)顆粒燃料、煤碳、城市燃?xì)夂碗妬韺?duì)比分析不同能源的熱力成本。通過對(duì)龍山天然氣的調(diào)查了解，龍山縣城居民用氣為3.86元/m3，階梯價(jià)按全年420m3后4.63元/m3，600m3后為5.79元/m3，商業(yè)用氣按4.33元/m3，無階梯價(jià)，分析對(duì)比以商業(yè)用氣價(jià)進(jìn)行計(jì)算;煤炭價(jià)格為800-1200元/噸，價(jià)格主要根據(jù)煤炭的熱值來定價(jià)，煤炭的熱值一般為3500-6000kcal，換算成14630-20934kJ，本分析計(jì)算假定煤炭價(jià)格為1200元/噸，熱值為20934kJ;據(jù)查閱有關(guān)資料，生物質(zhì)顆粒的熱值一般為3650-4550kcal，價(jià)格800-1300元/噸，元常用木質(zhì)顆粒的熱值為4400kcal，價(jià)格為1200元/噸，換算為18392kJ。

通過查閱國內(nèi)鍋爐使用相關(guān)資料，對(duì)小型鍋爐，生物質(zhì)顆粒的熱源利用率比煤炭的熱源利用率高10%左右，一般小型燃煤鍋爐的效率為65%，生物質(zhì)鍋爐的效率為75%，燃?xì)忮仩t的效率為90%，電的效率為95%。根據(jù)以上資料，計(jì)算的各種燃料的熱力成本如表1所示。

從表1計(jì)算可知，如果采用生物質(zhì)顆粒燃料成本為100元的話，那么采用煤炭的燃料成本為87元，采用天然氣成本為194元，采用電成本為327元。假設(shè)我縣某百合烘干戶，采用生物質(zhì)燃料成本10000元，那么采用煤為8700元，采用天然氣為19400元，采用電為32700元。通過上述計(jì)算可知，采用天然氣和電作為百合烘干的熱源，燃料成本太高，農(nóng)戶難以承受，只能采用生物質(zhì)顆粒或煤作為燃料。

2.2 綜合成本分析

根據(jù)燃料成本分析可知，假定我縣某百合烘干戶，采用生物質(zhì)顆粒作為熱風(fēng)鍋爐的燃料，成本為10000元，那么采用煤的成本則為8700元，生物質(zhì)燃料比煤炭成本高1300元。

鍋爐的綜合成本包括燃料成本、人工費(fèi)、電費(fèi)、水費(fèi)、維修成本、管理成本、環(huán)保成本等幾個(gè)方面。采用生物質(zhì)顆粒或煤炭作為熱風(fēng)鍋爐的燃料，其運(yùn)行水費(fèi)、電費(fèi)、維修成本、管理成本等與烘干戶基本一致，綜合成本除燃料成本外，主要差別在于人工費(fèi)和環(huán)保成本兩個(gè)方面。以往，由于我縣百合烘干主要在鄉(xiāng)鎮(zhèn)，沒有環(huán)保要求，或者環(huán)保執(zhí)行尚不到位，所以兩者之間的環(huán)保差別也沒有。

采用生物質(zhì)顆粒作為熱風(fēng)鍋爐燃料，自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度比采用煤炭要低，所以人工費(fèi)要低。對(duì)于小戶型的百合烘干戶，如果沒請(qǐng)人自己做，烘干過程中自己燒鍋爐，自己的錢自己辛苦，成本體現(xiàn)不出來。對(duì)于百合烘干大戶來講，則需要請(qǐng)人燒鍋爐，算上勞務(wù)工資，現(xiàn)階段假定個(gè)人約工資3000元，那么采用煤炭比采用生物質(zhì)顆粒作燃料，綜合成本相差不大。

3 結(jié)論

將燃煤改造為生物質(zhì)顆粒燃料鍋爐，并對(duì)燃燒后的廢氣進(jìn)行除塵處理，以達(dá)到廢氣達(dá)標(biāo)排放，技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上也是合理的。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王言，顧雙樂，紀(jì)永昌，等.燃煤鍋爐改造為生物質(zhì)鍋爐在企業(yè)中的應(yīng)用實(shí)踐[J].環(huán)境保護(hù)科學(xué)，2019，46（6）：83-86.