不同燃烧介质对锅炉大气污染物排放量的影响

刘基华

不同燃烧介质对锅炉大气污染物排放量的影响

刘基华

（南通化学环境监测站有限公司 江苏省南通市 226000）

使用统一标准的锅炉对不同类型的煤燃料进行研究。计算不同类型的煤燃料介质排放情况。并分析不同燃烧介质对锅炉大气污染物排放量的影响。

不同燃烧介质；锅炉；大气污染物；排放量

目前我国能源主要是煤炭，煤炭的燃烧会产生大量的污染物质如SO2、NO2等[1]。锅炉是燃煤的主要设备。锅炉燃烧煤炭时产生的污染物对大气产生极大污染。随着人们保护环境意识的提升，锅炉污染物质的控制成为研究的热点。由于不同的燃煤其本身的水分、硫、氮含量有所差异，排放的污染物也不同[2]。本研究主要分析不同燃烧介质对锅炉大气污染物排放量的影响。

1 燃烧介质及排放量观察

试验设备统一使用4t/h锅炉。试验所选用的燃烧介质为蒲白煤、华亭煤、焦炭、半焦炭。试验时进行检测分析各个不同燃烧介质的成分。之后在燃烧时测定烟囱的各污染物的排放量。

1.1 不同燃烧介质的含量

本次研究共选择蒲白煤、华亭煤、焦炭、半焦炭进行分析。如表1所示，半焦炭含有的灰分最低。其他燃烧介质的灰分含量在10.39～30.14%之间。蒲白煤的水分含量最低，其他的燃烧介质水分含量在10.79～12.38%之间。半焦炭的挥发分最低，华亭煤的挥发分最高。焦炭和伴焦炭的碳含量比燃煤高，半焦炭的碳含量最高。蒲白煤的硫含量较高，华亭煤、焦炭和半焦炭的硫含量较少，在0.25～0.43%之间。不同燃烧介质的氮含量相当，在0.57～0.93%之间。燃煤的氢含量要比焦炭和半焦炭要高。在热量方面，焦炭和半焦炭产生的热量较高，而蒲白煤和华亭煤稍低。

表1 不同燃烧介质的含量

1.2 不同燃烧介质的污染物质排放情况

如表2所示，蒲白煤的烟尘、SO2、NOx的排放量最高。其他的燃烧介质烟尘排放量在32.25～45.04mg/m3之间。不同的燃烧介质的SO2的排放量在62.79～98.53mg/m3之间。不同的燃烧介质的NOx的排放量在161.78～251.29mg/m3之间。

表2 不同燃烧介质排放量（mg/m3）

1.3 各成分对污染物排放的影响

将不同燃烧介质的灰分、硫、氮含量与相应的污染物排放量使用SigmaPlot10.0进行分析。

1.3.1 灰分含量与烟尘排放量关系

由前面可知，灰分含量方面，蒲白煤＞华亭煤＞焦炭＞半焦炭。在烟尘的排放方面，蒲白煤＞华亭煤＞焦炭＞半焦炭。经检验相关系数r=0.8673。提示不同的燃烧介质中灰分的含量与该燃烧介质的烟尘排放量呈正相关。

1.3.2 硫的含量与SO2的排放量关系

由前面可知，不同的燃烧介质在硫的含量方面，蒲白煤＞华亭煤＞焦炭＞半焦炭。在SO2的排放量方面，蒲白煤＞华亭煤＞焦炭＞半焦炭。经检验相关系数r=0.9526。提示不同的燃烧介质中的硫含量与该介质在燃烧时排放的SO2含量呈正相关。

1.3.3 氮的含量与NOx的排放量关系

由前面可知，不同的燃烧介质在硫的含量方面，蒲白煤＞半焦炭＞焦炭＞华亭煤。在NOx的排放量方面，蒲白煤＞华亭煤＞半焦炭＞焦炭。经检验相关系数r=2.0972，提示不同的燃烧介质排放的NOx含量与其本身的含氮量关系不大。也就是所在不同的燃烧介质中，该介质的含氮量对其排放的NOx量影响较小。这也说明了燃烧介质在锅炉燃烧的过程中，影响NOx的排放因素较多。相关研究显示，锅炉内的NOx排放量与温度、含氧量紧密相关。该研究表明，锅炉内的含氧量较多时，NOx含量增加，锅炉内的温度降低时，NOx含量减少。但由于NOx产生的影响因素众多，相关研究较少，目前缺乏系统的研究成果。

2 不同燃烧介质的排污系数

本次试验监测的数据与《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014）作为参照标准。本次监测蒲白煤的烟气量为11538m3/t。烟尘排放系数0.32～0.42，比标准的低。SO2的排放系数为15.02～17.94，比标准稍高。NOx的排放系数为3.97～4.28，比标准显著升高。本次监测华亭煤的烟气量为10214m3/t。烟尘排放系数0.28～0.56，比标准的低。SO2的排放系数为1.14～1.39，比标准稍低。NOx的排放系数为2.27～3.05，比标准稍低。本次监测半焦炭的烟气量为14126m3/t。烟尘排放系数0.25～0.59，比标准的低。SO2的排放系数为0.98～1.37，比标准稍低。NOx的排放系数为1.26～2.54，比标准稍低。本次监测焦炭的烟气量为23078m3/t。烟尘排放系数0.51～0.63，比标准的低。SO2的排放系数为 1.27～1.84，比标准稍高。NOx的排放系数为3.76～4.65，比标准明显升高。本次监测说明，不同燃烧介质在烟尘排放的控制方面效果较好。蒲白煤、华亭煤、焦炭的SO2、NOx的排放基本与标准相符合。半焦炭的NOx的排放比标准相对严重，为标准规定的2倍左右。

3 总结

本次监测试验表明，不同的燃烧介质中，含有的灰分、硫含量与SO2、烟尘的排放量呈正相关。而燃烧介质的含氮量与NOx的排放量关系不大。在烟尘的排放控制工作方面效果较好。华亭煤、蒲白煤、焦炭的的SO2、NOx的排放基本与标准相符合。半焦炭的NOx的排放比标准超标较严重。

[1]王慧丽，雷宇，陈潇君，等.京津冀燃煤工业和生活锅炉的技术分布与大气污染物排放特征[J].环境科学研究，2015，28（10）：1510～1517.

[2]温彦平，宋翀芳，成娜，等.燃煤锅炉烟尘颗粒物中PM_（2.5）排放规律研究[J].太原理工大学学报，2014，45（6）：712～717.

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1004-7344（2016）33-0328-01

2016-11-12