燃煤锅炉烟气量及NO_X排放量计算方法的探讨

燃煤锅炉烟气量及NO_X排放量计算方法的探讨

孟志浩等　燃煤锅炉烟气量及NOX排放量计算方法的探讨

燃煤锅炉烟气量及NOX排放量计算方法的探讨

孟志浩　俞保云

(嘉兴新嘉爱斯热电有限公司,浙江　嘉兴314016)

分析了燃煤锅炉的烟气量及NOX排放量的计算方法,提出了1985年版《环境统计手册》中的物料衡算计算方法不合理　　摘要　性产生的原因,并根据燃煤锅炉特别是循环流化床锅炉的实际运行情况,对烟气量及NOX排放量的计算方法予以修正,使物料衡算方法更具合理性、科学性。

　　关键词　燃煤锅炉　烟气量　NOX　物料衡算

　　目前,燃煤锅炉烟气污染物排放量的计算主要

有2种:(1)以污染物排放浓度方法进行计量核算;(2)以物料衡算方法进行计量核算。环保部门对烟气污染物排放量的计算多选用第2种,算依据至今还是沿用1985,化床锅炉,1985中的物料衡算煤粉炉、层燃炉等炉型。随着国内循环流化床锅炉的大量使用,物料衡算方法对循环流化床锅炉的不适应性逐渐显现出来。

　　燃煤电厂和热电联产企业是耗煤大户,也是烟气污染物的排放大户,燃煤锅炉烟气污染物排放量计算的准确与否将直接影响社会环境统计数据以及对排污征费问题。笔者对燃煤锅炉烟气量及NOX排放量的计算方法进行差异性分析,找出循环流化床锅炉污染物计算量与实际排放量不一致的原因,并提出相应的计算修正方法,使物料衡算方法能真实反映污染物的排放状况。1　烟气量计算

0.699m3/kg,N燃烧生成NO需O21.599m3/,C、

,。因此,O2量(VO2,m3/kg)为:

VO2=1.865x1+5.556x2+0.699x3+

(5)1.599x4-0.7x5式中:x1、x2、x3、x4、x5分别为含C、H、S、N、O量,均

为质量分数,%。　　由于空气中O2体积分数为21%,所以煤燃烧所需要的理论空气量(V理,m3/kg)为:

(6)V理=VO2/21%

　　式(5)和式(6)是以煤中元素含量来进行计算的(即元素法),实际生产中理论空气量也可用经验公式进行计算((即经验法)。当煤中含挥发分量不小于15%(质量分数)时,经验公式见式(7);当含挥发分量小于15%时,经验公式见式(8)[1]54。

(7)V理=0.251Qnet,ar/1000+0.278

V理=Qnet,ar/4145+0.606

(8)

燃煤锅炉的烟气量是个很重要的数据。根据反

应式,以污染物排放浓度方法进行计量核算理论烟气量。

(1)C+O2=CO2

(2)2H2+O2=2H2O

(3)S+O2=SO2

(4)2N+O2=2NO

　　根据式(1)至式(4),C完全燃烧需消耗O21.865m3/kg(气体均以标况下计,下同),H完全燃

式中:Qnet,ar为煤的收到基低位发热量,kJ/kg。　　同时,在实际生产中烟气量排放还受到过量空气等影响,因此实际烟气量按式(9)计算。

α-1)V理V烟=1.04Qnet,ar/4187+0.77+1.0161(

(9)

α=21%/(21%-x6)(10)

烧需消耗O25.556m3/kg,S完全燃烧需消耗O2

式中:V烟为煤燃烧所产生的实际烟气量,m3/kg;α

为过量空气系数;x6为实测的烟气O2体积分数,%。　　对不同批次煤样按照元素法和经验法2种不同的方法计算得出理论空气量及实际烟气量,结果见表1。

　　由表1可见,煤燃烧排放的实际烟气量为8

第一作者:孟志浩,男,1972年生,工程师,主要从事电厂水处理和环保工作。

107

燃煤锅炉烟气量及NO_X排放量计算方法的探讨

　环境污染与防治　第31卷　第11期　2009年11月

表1　不同批次煤样的理论空气量及实际烟气量1)

项目无烟煤

无烟煤无烟煤烟煤烟煤烟煤烟煤烟煤烟煤平均

质量分数/%

C68.0366.3755.0355.6653.4466.3552.7049.2756.3858.14

H2.322.552.253.693.063.803.103.433.613.09

S0.320.340.320.910.900.700.900.800.580.64

N0.940.920.780.890.791.100.850.630.960.87

O3.323.082.888.465.845.553.956.106.505.08

Qnet,ar

V理/(m3 kg-1)

V烟/(m3 kg-1)

7.169.076.0138.0727.3118.0028.0020.0022.9719.62

/(kJ kg-1)24703.324658.718662.521659.320348.822307.020440.019538.220778.421455.1

元素法

6.636.555.465.745.456.825.465.155.845.90

经验法

6.576.565.115.715.395.885.415.185.495.66

元素法

8.938.897.077.907.498.397.517.197.717.90

经验法

8.918.896.967.897.478.107.507.207.617.83

　　注:1)计算中以α=1.30计。

m3/kg左右,元素法和经验法的计算结果基本一致,

考虑到各台燃煤锅炉在各自运行中的不同方式,燃煤电厂和热电联产企业的实际烟气量一般选用煤燃烧排放8.3～8.8m3/kg10.0m3/,

NOX极少(总排放量的

5%%),XXX约占10%～30%[3]。NOX生成及排放的因素2.2.1　温　度

2　NOX排放量计算

较低的温度能够有效抑制热力型NOX生成。在850～950℃内,热力型NOX生成量可以忽略不计,同

时燃料型NOX生成量也随温度的降低而减小。因

由于锅炉炉型的不同,NOX排放量也有着明显的差别。由于目前燃煤锅炉几乎都未安装脱氮脱硝装置,因此以NOX的排放作为研究对象就更能说明计算方法存在的问题。

　　循环流化床作为低温分段燃烧的锅炉,在炉内脱硫和抑制NOX生成方面与链条炉、煤粉炉等相比

有着明显的优点。循环流化床锅炉采用低温(850～)燃烧及二次分段燃烧[2]的方式,实测的NOX950℃

此,综合考虑燃烧以及NOX排放,循环流化床锅炉选取850～950℃作为日常运行温度,能有效减少NOX生成,同时也能发挥脱硫剂最佳脱硫效果。2.2.2　分段燃烧

还原性气氛对减少NOX排放有非常显著的作用。通过分段燃烧,即燃烧空气不是一次性补充 …… 此处隐藏：3175字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……