煤质对锅炉大气污染物排放量的影响.pdf

第38卷第1期
煤炭转化
2015年1月
COAL CONVERSION
Jan.2015
煤质对锅炉大气污染物排放量的影响
梁俊宁)张振文2高晓庆的陈洁杜利劳刘太
摘要利用一套4t/h燃煤热水示范锅炉对5种煤进行实验,分析煤质对锅炉大气污染物
的影响,并计算不同煤种锅炉大气污染物的排污系数,结果表明,在相同条件下,不同煤种锅炉大气
污染物产排放情况不尽相同,其中烟尘产生浓度在328.86mg/m3~3634mg/m2之间,排放浓度
在30.26mg/m3~72.91mg/m23之间,烟尘产生量在0.7kg/h~11.7kg/h之间,排放量为0.07kg/h
0.31kg/h;SO2的产生浓度在199mg/m2~3565mg/m2之间,产生量在0.83kg/h~16.21kg/h
之间;排放浓度为69mg/m3~1443mg/m32,排放量在0.34kg/h~7.51kg/h之间;NO2的产生浓
度在173mg/m3~336mg/m3之间,产生量为0.75kg/h~1.52kg/h;排放浓度为159mg/m3
371mg/m23,排放量为0.67kg/h~1.93kg/h;SO。产生浓度在0.0004mg/m3~0.0015mg/m2
之间,排放浓度在0.00015mg/m3~0.00093mg/m23之间.实验发现烟尘浓度主要与渫质灰分有
关,二氧化硫与燃煤含硫量有很大的关系,氧化物浓度与煤质中的氩含量关系不大,从排污系数
来看,本实验锅炉姻尘排污系数小于全国污染源普查系数,二氧化硫和氩氧化物的排污系数与普查
结果比较接近
关键词燃煤锅炉,大气污染物,煤质,排污系数
中图分类号X831
灰,建立了锅炉飞灰中TSP和PM10的粒径成分谱
言
库;王书肖等对链条炉的细粒子排放特征进行了
分析研究;郭欣等对燃煤锅炉可吸人颗粒物的排
锅炉既是工业经济发展的重要利器,也与人们放规律进行了研究;薄以匀等对中国燃煤工业锅
的日常生活密切相关.锅炉燃料主要有煤、油、天然炉二氧化硫排放及污染防治技术现状与进展进行了
气和其他可燃气体以及生物质燃料等,我国系统调査和总体分析;刘志强等对循环流化床锅
80%以上为燃煤锅炉.按照传统的燃烧方式,煤在炉中SO2和NO,的排放规律进行了分析与数值模
燃烧过程中将产生大量烟尘和SO2,NO2,CO,CO2拟实验研究;周昊等1?通过神经网络预报系统对燃
以及碳氢化合物等有害气体,对大气环境造成严重煤锅炉的氮氧化物燃烧特性进行了研究;张力等
污染.国内外专家学者对燃煤锅炉大气污染物的采用数值模拟方法对自行设计的1台煤层气旋流燃
排放与控制做了大量研究工作, Ratafia概述了燃烧器NO。的生成特性进行了研究;吕钰等202对
煤锅炉火焰及熔炉烟气中微量元素的分布; Bonn et SNCR和SCR脱硝技术进行了研究;周建宏等2
alL对流化床锅炉烟气中N2O的形成与分解过程对燃煤锅炉氨法烟气脱硫技术作了一定的分析.对
进行了相关研究;吴宁等的通过自建方法,对SCR于锅炉烟气中的重金属排放特性,我国学者也做了
烟气脱硝过程中SO2和SO。的浓度进行了测量与大量研究工作,钟丽萍等232对电厂燃煤锅炉烟气
分析;周国民等?对降低燃煤锅炉NO,排放进行中汞和砷的排放特性进行了研究.现有的研究成果
了实验研究;罗海华等11分别对循环流化床锅炉主要集中在锅炉烟尘、二氧化硫、氮氧化物以及重金
和煤粉锅炉的燃烧特性进行了研究;彭龙飞等1应属的污染特性与控制措施等方面,关于煤质对锅炉
用稀释采样系统和再悬浮技术采集并分析了锅炉飞大气污染物的影响研究相对较少,吕清刚等2采用
关陕西省科技统筹创新工程项目(2012KTZB03-01)
1)硕士、工程师;2)教授级高级工程师(通讯作者);4)工程师,陕西省环境科学研究院、710061西安;3)高级工程师,陕西省污染减排工
程技术研究中心,710061西安
收稿日期:201402-13;修回日期:2014-03-13
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煤炭转化
2015年
数值模拟和实验相结合的方法,发现煤种决定着循
环流化床锅炉的脱硫效率,并对SO2和NO,的排
放有一定影响.本研究通过一套4t/h的燃煤锅炉,
分别对五个煤种进行实验并对其锅炉大气污染物进
行监测,其目的旨在分析煤质对锅炉大气污染物排
放的影响,为进一步研究不同煤质条件下燃煤锅炉
图1异丙醇溶液吸收法采样系统
大气污染物的排放特点,控制锅炉大气污染物排放,
Fig. 1 Isopropyl alcohol solution absorption
对合理选择锅炉用煤、提高锅炉燃煤热效率等具有
sampling system
定的指导意义
1-funnel; 2 -Sampling pipe; 3--sampling apparatus:
1-icebox; 5-absorption bottl
1实验部分
氧化硫气体采集使用崂应3072H型智能双
路烟气采样器,使用3支吸收瓶串联,分判装入
1.1装置
80%异丙醇溶液100mL,50mL和50mL,并加入
建立一套4t/h燃煤热水锅炉及湿式除尘脱硫2滴,1滴和1滴钍试剂溶液,取样时将吸收瓶浸在
系统,分别使用混煤、神木兰炭(粉末和块状)、华亭冰块中,流量1.5L/min,取样时间以第3只吸收瓶
煤和蒲白煤进行实验,对不同煤种锅炉烟气中烟尘、由粉红色变成黄色停止,分析时从3支吸收瓶中各
二氧化硫、氮氧化物以及三氧化硫进行监测,以锅炉吸取20mL吸收液置于100mL三角瓶中,加人
出口代表污染物产生量,烟囱代表排放量
1滴~2滴指示剂,用0.00125mol/L氯化钡滴定
至溶液由黄色变为粉红色为止
1.2样品采集与分析
1.3数据处理
烟尘采样使用崂应3012H型自动烟尘(气)测
试仪,每个煤种监测两个周期,每个周期监测三次,
实验所得数据合理可用,使用SPSS18.0进行
每次采样时间不少于3min,总气量不少于1m2,姻数据处理,并用 Sigmaplot10.0软件绘图
尘测定使用重量法.二氧化硫和氮氧化物使用定电
结果与讨论
位电解法,监测使用英国凯恩KM9106型综合烟气
分析仪,每种燃煤监测两个周期,每个周期连续监测
三次取平均值.三氧化硫采用异丙醇-氯化钡-钍试
1煤质分析
剂法2“-,该方法对三氧化硫的检出下限是1.8
分别对实验煤种煤质进行检测分析,结果见
108,理论上没有检测上限[27,采样系统见图1
表1.由表1可知,各煤种的全水分含量介于3,7%
表实验用煤煤质
Table 1 Coal property of experiment coals
Proximate analysis/%0
Ultimate analysis/%, ad
Sample
N
Mixed coal
16,20
14.60
28.56
1.07
3.34
58.56
().78
25564
Shenmu semi coke( powder)
10.32
76.720.76
29037
25062
Shenmu semi coke(nubby)
12