煤化工行業(yè)氮氧化物排放系數(shù)研究

蘭玲玲，楊霈霖

(兗礦榆林精細化工有限公司，陜西 榆林 719000)

氮氧化物的排放源一般包括移動源和固定源，移動源主要是汽車尾氣的排放，固定源則是人們生活以及工業(yè)生產中的排放。我國能源結構中煤炭占有很大的比例，其在生產過程中會排放大量的氮氧化物，因此需要使用一些清潔技術，對其進行有效的控制。

1 工程概述

我國某煤化工企業(yè)主要是制作甲醇、合成氨以及一些下游商品，重點商品包括合成氨：28×104t、CO(NH2)2：52×104t、CH3OCH3：11×104t、C2H6O：51×104t，這些都是我國煤化工行業(yè)中的重點商品。因此本文將此企業(yè)作為研究對象，主要研究和分析煤化工行業(yè)生產過程中氮氧化物的排放量，并且得出氮氧化物的排放系數(shù)。這樣主要是為了了解煤炭生產過程中氮氧化物的釋放情況，從而采取一些優(yōu)化措施對氮氧化物的釋放系數(shù)進行優(yōu)化，為氮氧化物的污染控制提供一些參考[1]。

2 材料和方法

2.1 實驗材料

本文主要研究的煤化工企業(yè)中使用煤主要是某省的華亭煤，對此煤進行檢測得出的剖析結果為：氫含量為3.75%；碳含量為55.61%；全水分為13%；含硫量為0.32%；揮發(fā)分為28.55%；灰分為18.75%；干基高位發(fā)熱量為5843 kcl/kg；接收基地位發(fā)熱量為4726 kcl/kg。

2.2 信息來源

不同的煤化工企業(yè)污染物釋放的方式也存在很大的不同，C2H6O和合成氨生產過程中污染物的排放主要有兩種方式，第一種是酸性氣體在經過硫回收裝備之后利用燃燒爐對其進行燃燒，從煙囪中排放出去；第二種是生產過程中產生的污染物經過火炬燃燒進行排放。CH3OCH3生產過程中產生的污染物的排放方式主要是通過火炬燃燒進行排放。CO(NH2)2生產過程中產生的污染物主要是通過中壓吸收塔以及低壓吸收塔中的煙囪進行排放。因此，根據(jù)污染物排放方式的不同，得到氮氧化物的來源也存在很大的不同。CO(NH2)2和硫回收以及低壓塔主要是經過現(xiàn)場檢測得到的，而火炬釋放中的主要是通過模擬燃燒試驗來得到的[2]。

2.3 試驗方式

首先進行現(xiàn)場檢測，檢測的時候需要挑選煤化工企業(yè)中生產情況滿足相關技術標準、運行可靠的階段進行。硫回收設備的檢測地方主要是是焚燒爐煙囪的外部，而CO(NH2)2生產工藝的檢測主要是中壓塔和低壓塔的煙囪口位置。檢測的時候使用的工具主要是綜合煙氣剖析儀，并且檢測的壓力在9.46 hPa左右，檢測溫度在35.8 ℃，檢測時間持續(xù)一天，并且為全天候的檢測。每個小時需要檢測六次，并且持續(xù)的時間為10 min，從而得出平均值。檢測的時候需要保證檢測對象的運行可靠，并且其工作狀態(tài)為全負荷狀態(tài)。雖然檢測的時間只有兩天，但是如果檢測的環(huán)境和試驗條件比較良好的話，那么檢測的結果也能夠充分的代表煤化工企業(yè)中正常生產過程中氮氧化物的排放情況。

其次是進行模擬燃燒試驗，主要是針對火炬體系中的氮氧化物排放量進行模擬燃燒試驗。先將燃燒設備安裝在制定的位置，然后將水封箱和火炬的整體管線的采樣口進行供氣，一般需要持續(xù)五到十分鐘。當排放掉水封箱頂端的所有空氣之后，需要連接采樣設備以及水封箱，并且收集火炬氣體，將采集球以及液化氣分別連接到燃燒設備中開展燃燒試驗。燃燒的過程中需要保證氣體的輸入量是穩(wěn)定不變的，并且在煙囪的相應位置進行檢測工作，測量氮氧化物和煙氣的排放濃度，然后進行相應的分析和計算。燃燒實驗中搜集火炬燃燒氣體的時候需要保證煤化工企業(yè)在正常狀態(tài)下運行，并且生產的過程為全負荷生產狀態(tài)，火炬的氣體流量要能夠反映出煤化工企業(yè)的真實情況，這樣才能夠得到煤化工企業(yè)中火炬體系的氮氧化物的排放情況。

最后是對試驗結果進行處理，試驗中取得的所有信息都需要進行科學的使用，處理信息的時候可以使用相關的計算機軟件，比如Spss18.0，還可以結合使用SIGMAPLOT10.0制圖軟件來得到相關的結果。

3 結果和討論

3.1 氮氧化物釋放系數(shù)研究

通過現(xiàn)場的檢測結果以及模擬實驗可以得出，C2H6O生產過程中氮氧化物的排放系數(shù)為42.34～87.5 g/t，平均釋放量為73.76 g/t，并且主要的來源是火炬燃燒。合成氨生產過程中氮氧化物的釋放系數(shù)為214.63～321.62 g/t，平均釋放量為235.45 g/t，并且主要的來源是火炬燃燒。CH3OCH3生產過程中氮氧化物的排放系數(shù)為62.34～146.55 g/t，平均釋放量為97.76 g/t。每生產一頓尿素會排放的氮氧化物的數(shù)量為0.23～0.43 g，平均釋放量為0.4 g，并且主要的來源是中壓塔的排放[3]。

合成氨以及C2H6O生產過程中主要使用的原料是原煤，而CH3OCH3生產過程中的原料主要是C2H6O。計算氮氧化物釋放系數(shù)的過程中，需要將二甲醚和尿素生產過程中所有的甲醇以及合成氨轉換為生產此原料中需要消耗的原煤的數(shù)量，這樣就可以通過消耗的原料煤來計算出各個生產過程中氮氧化物釋放系數(shù)。通過相應的計算可以得出，以單位消耗的原料為前提的時候，C2H6O生產過程中氮氧化物的排放系數(shù)為29.34～51.5 g/t，平均釋放量為44.76 g/t。合成氨生產過程中氮氧化物的釋放系數(shù)為118.63～169.62 g/t，平均釋放量為144.45 g/t。CH3OCH3生產過程中氮氧化物的排放系數(shù)為23.34～52.55 g/t，平均釋放量為37.76 g/t。每消耗一噸原煤會排放的氮氧化物的數(shù)量為0.15～0.26 g，平均釋放量為0.23 g。這個計算結果就能夠說明氮氧化物的釋放系數(shù)和氮含量的關系。根據(jù)目前各種不同的鍋爐中釋放的污染物研究可以得出，在使用不同煤種的時候，煙氣中的氮氧化物和原煤中的氮含量呈正比。因此，使用原煤的過程中氮氧化物的釋放系數(shù)主要與原料中的氮含量有關，但是還需要進行多次的試驗進行驗證。本文主要是根據(jù)煤化工企業(yè)中四種生產原料的氮氧化物的釋放系數(shù)進行研究，受到技術條件以及試驗環(huán)境的影響，還存在很多需要進行優(yōu)化的地方，因此需要不斷對煤化工企業(yè)中氮氧化物的釋放系數(shù)進行研究。

3.2 診斷

C2H6O生產過程中氮氧化物的排放系數(shù)為154.34～251.5 g/t，平均釋放量為210.76 g/t。CH3OCH3生產過程中氮氧化物的排放系數(shù)為23.34～53.55 g/t，平均釋放量為36.76 g/t。合成氨生產過程中氮氧化物的釋放系數(shù)為245.63～358.62 g/t，平均釋放量為304.45 g/t。CO(NH2)2生產過程中氮氧化物的釋放系數(shù)為14.63～27.62 g/t，平均釋放量為20.45 g/t。

將煤炭作為主要的原料進行使用的時候，那么氮氧化物的釋放系數(shù)要比煤炭的燃燒進程要低。因此在計算煤化工企業(yè)中的氮氧化物的釋放系數(shù)的時候，不能夠根據(jù)原煤的燃燒系數(shù)進行計算，這樣得出的結果會出現(xiàn)較大的偏差。因此，要想得到煤化工行業(yè)中的空氣污染物的釋放量，就需要針對某一個污染物的釋放系數(shù)進行詳細的研究。

4 結束語

隨著時代的不斷發(fā)展以及環(huán)境保護的要求，需要對煤化工行業(yè)中的氮氧化物的釋放系數(shù)進行研究。相關的企業(yè)要重視起來，根據(jù)自己的實際情況以及特點來開展針對性的試驗，全面了解企業(yè)中的氮氧化物的釋放系數(shù)。這樣才能夠保證減少煤化工行業(yè)中的污染物的排放，減少對環(huán)境的污染，從而達到人與自然的和諧相處。