工業(yè)鏈條爐燃用型煤與原煤顆粒物排放特征

楊超

[摘 ?要]為了研究工業(yè)鏈條爐燃用型煤與原煤顆粒物的排放特征，選取一臺鏈條爐，對型煤與原煤顆粒物例如PM10，PM2.5以及其他金屬元素的排放特征進(jìn)行分析。 結(jié)果顯示，原煤燃燒排放的細(xì)顆粒物所占比例比型煤燃燒排放的細(xì)顆粒物所占比例要低。燃用型煤時在各粒徑段As、Pb質(zhì)量比都高于原煤。而且燃用型煤可吸入顆粒物排放比例變大，增加了在煙塵上附著、包含的金屬元素排放量。

[關(guān)鍵詞]工業(yè)鏈條爐;型煤;原煤;可吸入顆粒物

中圖分類號：D550 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）28-0015-01

社會的發(fā)展、經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步離不開能源，且能源是人類賴以生存的基礎(chǔ)。我國是能源消費大國，隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們對能源的需求日益提高，我國能源消耗總量僅次于美國。受能源貯存條件、科技水平、經(jīng)濟(jì)水平等因素的影響，使得我國能源消費結(jié)構(gòu)以煤炭為主。我國是煤炭燃燒大國，到2020年，我國煤炭消耗量預(yù)計將達(dá)6.2*109t[1]。

我國熱能動力設(shè)備中發(fā)揮主要作用的是工業(yè)鍋爐，這些的鍋爐一般容量不大于65t/h，壓強不高2.45MP[2]，其主要特點是容量不大、效率較低且污染物排放量較大，燃煤工業(yè)鍋爐主要有鏈條鍋爐、懸浮燃燒鍋爐以及循環(huán)流化床鍋爐等，其中鏈條爐所占比例最大。我國工業(yè)鍋爐數(shù)量較多，其中鏈條爐占4/5左右，工業(yè)鍋爐燃燒的主要能源就是煤炭，但是大多鍋爐容量不大，燃燒效率較低，耗費了大量煤炭，污染較大[3]。煤炭燃燒時排放主要污染物是顆粒物，而且顆粒物中痕量元素含量較多，且具有毒性，容易侵入呼吸道，危害人們的身體健康。國內(nèi)外學(xué)者對燃煤顆粒物的排放特征研究較少，尤其研究PM10排放特征的更少[4]。本文選取了一臺鏈條爐對型煤與原煤顆粒物排放特征進(jìn)行分析，為控制顆粒物排放提供有效支持。

1 測試對象與方法

1.1 測試對象

選取一臺鏈條爐，測定原煤、型煤燃燒后顆粒物。測試過程中各個生產(chǎn)設(shè)備秀都需保持正常穩(wěn)定，且鍋爐負(fù)荷、燃燒工況以及燃料等都不需要發(fā)生改變。試驗鍋爐情況見表1，煤質(zhì)化驗和煙氣排放的測試結(jié)果見表2

1.2 方法

煙氣中顆粒物采樣使用的是自制的稀釋采樣系統(tǒng)。使用自動煙塵測試儀（嶗應(yīng)3012H型）對煙氣中煙氣參數(shù)和總煙塵進(jìn)行采樣。使用塵粒分析儀（WY-1型）對PM粒徑分布進(jìn)行測量，并對顆粒物進(jìn)行分級采樣。

1.3 測點設(shè)置

采樣位置設(shè)置和《固定源排氣中顆粒物測定方法與污染物采用方法》有關(guān)要求相符。旋風(fēng)除塵器的出口、進(jìn)口應(yīng)分別設(shè)置采樣點，用來表示煤炭燃燒時產(chǎn)生的顆粒物以及經(jīng)過旋風(fēng)除塵后排放到大氣中的顆粒物。

2 結(jié)果

2.1 除塵器進(jìn)口、出口煙塵粒度分布情況

由表3可知，燃用型煤PM排放量比燃用原煤PM排放量少很多，且型煤燃燒在除塵器進(jìn)口、出口排放量和原煤鍋爐相比明顯要少，燃用型煤排放的污染物中，細(xì)顆粒物所占比例增加明顯，且除塵器出口以及進(jìn)口PM2.5質(zhì)量比明顯比燃用原煤要大。產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是型煤中加入了助燃催化劑，使燃燒性能得到了改善，煤炭得到充分燃燒增加了PM2.5排放比例。并且型煤添加劑中也含有不可燃的細(xì)顆粒物，從而使得M2.5排放比例增加。當(dāng)粒徑大于10μm時旋風(fēng)除塵器煙塵去除效果較佳，然而卻無法去除PM10和PM2.5。所以PM10和PM2.5所占PM的比例在除塵器出口增加較多。要改善這一情況，應(yīng)該使用更高去除率的凈化設(shè)備。

2.2 PM10和PM2.5中污染物的含量

燃用型煤時各粒徑段As、Pb質(zhì)量比都大于原煤，說明燃用原煤可以減少污染物中As和Pb含量。

燃用型煤時，在PM2.5粒徑段，Cd、Ni以及Hg質(zhì)量比都小于原煤，而在PM10粒徑段，卻大于原煤。由此可知，燃用原煤粒徑越大，顆粒物中所含的重金屬越低，二者是呈反比的。而且燃用型煤可吸入顆粒物排放比例變大，增加了在煙塵上附著、包含的金屬元素排放量。

3 討論

顆粒物指的是在大氣中懸浮的除了氣體之外所有的固體、液體顆粒狀的物質(zhì)[5]。顆粒物最為關(guān)鍵的一個屬性是顆粒物粒徑，顆粒物粒徑越小，沉積在人體內(nèi)的部位越深，有的甚至?xí)ㄟ^皮膚、肺泡等進(jìn)入血液循環(huán)對大腦、心臟等造成影響。且顆粒物粒徑和表面積是呈反比的，這就加大了其吸附能力，使得吸附的空氣中的有毒物質(zhì)更多，使大氣能見度下降，極易引發(fā)交通事故[6]。可吸入顆粒物不僅易引發(fā)呼吸系統(tǒng)疾病、心腦血管疾病等，還會對人體的內(nèi)分泌系統(tǒng)、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等產(chǎn)生影響，情況嚴(yán)重時還會威脅人們的生命安全。可吸入顆粒物還會使胎兒出現(xiàn)先天缺陷，嚴(yán)重時還會造成不孕不育。不管可吸入顆粒濃度高低都會都人體健康造成危害。

本次研究結(jié)果顯示，原煤燃燒排放的細(xì)顆粒物所占比例比型煤燃燒排放的細(xì)顆粒物所占比例要低。燃用型煤時在各粒徑段As、Pb質(zhì)量比都高于原煤。旋風(fēng)除塵器去除PM10和PM2.5效果不佳，使得除塵器出口PM10和PM2.5所占PM比例升高明顯。燃用型煤時各粒徑段As、Pb質(zhì)量比都大于原煤，說明燃用原煤可以減少污染物中As和Pb含量。燃用型煤時，在PM2.5粒徑段，Cd、Ni以及Hg質(zhì)量比都小于原煤，而在PM10粒徑段，卻大于原煤。燃用型煤可吸入顆粒物排放比例變大，增加了在煙塵上附著、包含的金屬元素排放量。燃煤消耗的能量較大，而除塵設(shè)備效果幾乎無法去除PM10、PM2.5，應(yīng)該把其作為重點研究對象進(jìn)行控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱玲，閆榮馨，王同健等.工業(yè)鏈條爐燃用型煤與原煤顆粒物排放特征[J].環(huán)境監(jiān)控與預(yù)警，2016，8（2）：52-54.

[2]朱志飛，王禮鵬，祁慧等.660 MW燃煤機組鍋爐飛灰顆粒物排放特征研究[J].燃料化學(xué)學(xué)報，2014，42（3）：323-328.

[3]梁云平，王則武，馬召輝等.燃煤鍋爐濕法脫硫煙氣中顆粒物排放特征[J].中國環(huán)境監(jiān)測，2016，32（5）：35-39.