一、概述
我國擁有大量的生活和T業(yè)燃煤鍋爐,燃煤鍋爐使用過程中產(chǎn)生的SO2、煙今等污染物,對(duì)大氣環(huán)境造成較大的污染。為加強(qiáng)大氣環(huán)境的綜合整治,許多城市已逐步對(duì)巾小型燃煤鍋爐進(jìn)行淘汰或改造(改燃清潔燃料)。將運(yùn)行中的中小型燃煤鍋爐改造成生物質(zhì)成型燃料鍋爐,一方面能有效降低SO2、煙塵的排放量,另一方面可避免改用燃油(氣)鍋爐帶來的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),還對(duì)促進(jìn)可再生能源的發(fā)展、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)和林業(yè)有機(jī)廢棄物的綜合利用、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)具有重要作用。
二、鍋爐改造大氣污染物排放量分析
(1)生物質(zhì)成型燃料的特點(diǎn)
生物質(zhì)成型燃料是指采用農(nóng)作物剩余物(秸稈、稻殼等)、林業(yè)剩余物(采伐加工剩余物、枯枝等)等為原料,通過專門設(shè)備在特定工藝條件下壓縮成棒狀、塊狀或顆粒狀等的燃料。
從表1生物質(zhì)成型燃料與一般工業(yè)用煤的主要特性比較可以看出:生物質(zhì)成犁燃料的熱值稍低于煤,1噸生物質(zhì)成型燃料相當(dāng)于0.73—0.97噸煤的熱值;生物質(zhì)成型燃料的硫含量大大低于煤,氮和灰份的硫含量稍低于煤,燃燒時(shí)產(chǎn)生的SO2大大減少,NOx和煙塵較少。
(2)鍋爐改造大氣污染物排放情況
以1臺(tái)1t/h燃煤鍋爐改造成生物質(zhì)成型燃料鍋爐為例,采用《環(huán)境統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》的鍋爐煙氣中大氣污染物排放理論計(jì)算公式,分別預(yù)測(cè)鍋爐在達(dá)到相同丁作出力情況下,鍋爐改造前、后煙氣中大氣污染物排放情況,燃料特性取均值計(jì)算,預(yù)測(cè)結(jié)果見表2。并參考河南省環(huán)境槍測(cè)中心站對(duì)某0.8t/h燃煤鍋爐改造成生物質(zhì)成型燃料鍋爐后,鍋爐煙氣經(jīng)濕式噴淋除塵后大氣污染物濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果見表2。
從表2鍋爐改造前、后的預(yù)測(cè)結(jié)果比較可以看出:鍋爐在達(dá)到相同工作出力情況下,鍋爐改造后燃用生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)生的SO2和煙塵均有一定程度的降低,SO2產(chǎn)生量和產(chǎn)生濃度分別減少93%和94%,煙塵產(chǎn)生蹙和產(chǎn)生濃度分別減少29%和42%;NOx污染與改造前相差不大。從鍋爐改造后的預(yù)測(cè)結(jié)果和監(jiān)測(cè)結(jié)果可以看出:鍋爐改造后燃用生物質(zhì)成型燃料,SO2濃度大大低于《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB13271—2001)Ⅱ時(shí)段的最高允許排放濃度。
煙塵濃度超標(biāo)4.86倍,經(jīng)濕式噴淋除塵,除塵率達(dá)83%以上時(shí)。可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
三、鍋爐改造技術(shù)性分析
生物質(zhì)成型燃料經(jīng)壓縮而成。密度高、揮發(fā)份溢出速度慢、水分含量人,若現(xiàn)運(yùn)行中的燃煤鍋爐不加改造直接使用生物質(zhì)成型燃料,鍋爐容易出現(xiàn)出力小穩(wěn)、容易冒黑煙、粉,疊污染等現(xiàn)象。
通過改造燃煤鍋爐燃燒室和輔助供風(fēng)系統(tǒng),主要是采用強(qiáng)制機(jī)械通風(fēng)方式,在鍋爐下部增加布風(fēng)室、增加爐膛二次供風(fēng)、調(diào)節(jié)進(jìn)料斗燃料層厚度等,町解決卜.述不良現(xiàn)象,滿足牛物質(zhì)成型燃料的充分燃燒。經(jīng)試驗(yàn),燃煤鍋爐改造成生物質(zhì)成型燃料鍋爐后可達(dá)到相同的工作出力,鍋爐熱效率達(dá)58%以上。
四、鍋爐改造經(jīng)濟(jì)性分析
鍋爐在達(dá)到付j同下作}H力情況下運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性主要取決于燃料的熱值、價(jià)格和鍋爐的熱效率,從表3比較鍋爐分別以牛物質(zhì)成型燃料、煤、柴油和天然氣為燃料的運(yùn)行成本得出:天然氣>柴油>生物質(zhì)成刪燃料>煤。雖然鍋爐燃用牛物質(zhì)成型燃料的運(yùn)行成本稍高于燃煤,考慮到燃用生物質(zhì)成犁燃料產(chǎn)生的SO2有較大程度的降低.可減少煙氣脫硫的成奉;另一方面,煤炭、柴油、天然氣等化石能源隨著需求持續(xù)增長,以及大量開采而逐步衰歇,必然導(dǎo)致價(jià)格不斷上揚(yáng),會(huì)帶來的一定經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。綜合比較燃煤鍋爐改造成生物質(zhì)成型燃料鍋爐在經(jīng)濟(jì)上有一定的競爭優(yōu)勢(shì)。
五、生物質(zhì)成型燃料的發(fā)展前景及存在問題
日前我國農(nóng)作物秸稈町收集量為6.87億噸,約3.43億噸可作為燃料使用;林業(yè)剩余物可獲得量在8—10億噸,約3億噸可作為能源利用。將其兩者壓縮加工成牛,物質(zhì)成型燃料折合可達(dá)約3.72億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)和林業(yè)有機(jī)廢棄物的綜合利用。具有一定的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí),促進(jìn)可再生能源的發(fā)展,對(duì)緩解能源緊張、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)具有重要作用,資源潛力大、發(fā)展前景好。
但由于我國生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)正處在發(fā)展初期,市場尚未成熟,質(zhì)鼉、價(jià)格相差較人,供求不穩(wěn)定,行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)還小健全。需要國家有關(guān)部門制定相應(yīng)的配套政策扶持和推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
六、結(jié)論
將運(yùn)行中的中小型燃煤鍋爐改造成燃生物質(zhì)成型燃料鍋爐在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上可行;可有效降低SO2的排放,煙氣經(jīng)除塵可達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。具有明顯的環(huán)境效益;可促進(jìn)可再生能源的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)和林業(yè)有機(jī)廢棄物的綜合利用具有一定的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
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