工業鍋爐大氣污染物源強核算方法的研究

文_陸潔 江蘇中瑞咨詢有限公司

1 工業鍋爐污染源強實測法核算

對于工業鍋爐運行過程中污染物的排放情況進行實地監測，其中必須要對排氣管運行時煙氣排放的流量Q工，設備運行過程中煙氣排放的溫度t工，設備運行時煙氣排放中濕氣的含量e，設備運行條件下煙氣排放的氧氣含量σ，工業鍋爐所處環境的大氣壓強P等進行實地監測。并通過公式Q標=Q工×273×P/[(273+t工)×101325]對標準情況與運行條件下煙氣流量間的轉換進行確定，其中：Q標表示標準情況下煙氣排放流量；Q工代表運行條件下煙氣排放流量；P為大氣壓強，t工代表運行條件下排放煙氣的溫度。通過公式Q干=Q濕×0.804/(0.804+e）=（1-X）×Q濕對于干濕煙氣間流量的轉換進行確定，其中：Q干代表標準條件下干煙氣的流量；Q濕表示標準條件下濕煙氣的流量；e代表煙氣中的濕氣含量；X代表煙氣中水蒸氣的比例。通過公式a=21/(21-σ×100)對過剩空氣系數與含氧量的折算關系進行確定，其中：a代表過剩空氣系數；σ代表含氧量；通過公式C=C'×(21-σ×100)/(21-σ'×100),C=C'×a'/a對過程空氣洗漱下污染物排放濃度的折算進行明確，其中：C代表過剩空氣系數干標況下污染物的排放濃度；C'代表干標況下污染物的排放濃度；σ代表規定排放標準下基準含氧量；σ'代表干標況下煙氣排放的含氧量；a代表規定排放要求下過剩空氣系數；a'干標況下煙氣排放的過剩空氣系數。

2 新建工業鍋爐的污染源強計算分析

2.1 對燃料消耗量及每年運行時間進行確定

通常對于新建工業鍋爐燃料消耗量的確定可通過工業鍋爐的設計方案及鍋爐使用說明書中進行了解；對于鍋爐每年運行事件的確定可按照工廠的規定的工作進度規劃報告進行了解，若無任何設計方案及鍋爐使用說明書來提供參考依據，就要通過表1數據對燃料的用量進行計算。

表1 工業鍋爐燃料消耗量

2.2 對污染物產生的源強進行確定

對于工業鍋爐排放的SO2產生源強可采用物料衡算法進行計算，主要通過以下公式 ：MSO2=2×K×B×S，其中MSO2代表鍋爐SO2的產生效率，K代表燃料中的硫反應生成SO2的效率；B代表鍋爐連續運行后燃料的消耗量；S代表燃料成分中硫的含量。對于工業鍋爐氮氧化物產生源強的核算可采用排放系數法來完成，其可通過公式M氮氧化物=K污×B,在燃料含氮量等參數的基礎上，對固體、液體燃料燃燒時排放的氮氧化物產生源強的計算可通過公式 ：M氮氧化物=1.63×B×（βn+10-6×VO×CNOx），其中M氮氧化物代表污染物中氮氧化物的產生效率；B表示鍋爐在持續運行下燃料的消耗量；K污代表燃料燃燒后氮氧化物的產物系數；β表示燃料中氮轉化為氮氧化物的效率；n代表燃料中含氮量的比例；VO代表規定的排放標準下基準氧含量，CNOx表示燃燒過程中不同溫度下氮氧化物的濃度。

表2 各類燃料的含氮量

2.3 明確燃料應用的低位發熱量

大部分工廠在工業鍋爐生產過程中，必然會對燃料的使用進行選擇，其主要對燃料成分進行明確，從而獲得燃料的化學成分與低位發熱量。基于此種情況下按照燃料成分研究結果獲取燃料對應的低位發熱量。若并未對燃料的成分進行深入的了解，就可按照鍋爐采用燃料的種類來明確燃料地位發熱量 (表 3)。

表3 各類燃料平均低位發熱值

2.4 單位燃料干煙氣流量排放要求

按照污染物的排放標準對各類燃料鍋爐相對的過剩空氣系數進行檢索，并更具公式對范圍燃料的干煙氣排放流量進行計算。當可燃質揮發分Vf小于15%的無煙煤或貧煤：

當可燃質揮發分Vf在15%以上的煙煤

當QyL小于 10468kJ/m3的氣體燃料

當QyL大于14655kJ/m3的氣體燃料其中VO代表基于過剩空氣系數的單位燃料排放干煙氣流量，QyL代表燃料平均低位發熱量，a代表規定排放標準下的過剩空氣系數。

2.5 污染物達標排放達到的最低處理效率

按照國家規定的污染物排放要求，可以排放的污染物源強及污染物產生源強，要求治理方法應滿足最低處理效率，并基于此選擇更有針對性的污染治理方法，促使污染物符合最低處理效率后排放。對于每年大氣污染物排放量的計算可通過以下公式進行表示其中：η代表污染物達標排放達到的最低處理效率；M代表污染物產生的源強；B代表鍋爐在最高運行效率下的燃料消耗量；VO代表規定的排放標準下基準氧含量；Cn代表規定排放標準下的排放限值；E代表每年污染物的排放量；T代表鍋爐每年運行的時間。

3 結束語

當前對于工業鍋爐污染物源強核算的研究資料比較少，尤其在不同溫度下熱力型氮氧化物產生源強核算方法的應用還不夠成熟，其對于氮氧化物總量核算結果產生不利的影響。此外，隨著重金屬、VOCs污染的不斷加劇，必須要對工業鍋爐大氣污染物中的重金屬、VOCs源強數據及產物系數進行不斷的完善，從而為污染的治理提供有效的參考，同時還能保障各類污染的處理都能得到重視。