摘要
將生物質(zhì)能源作為燃料的鍋爐稱之為
生物質(zhì)鍋爐。將生物質(zhì)鍋爐同燃煤鍋爐的顆粒排放進(jìn)行對比,對2個(gè)結(jié)構(gòu)不同的鍋爐進(jìn)行試驗(yàn)分析,生物質(zhì)鍋爐采用的是秸稈和木質(zhì),對其燃燒排放的顆粒物特點(diǎn)作分析,同時(shí)同燃煤鍋爐顆粒排放特點(diǎn)作對比,分析兩者的差異。
目前,我國對生物質(zhì)能源的利用主要體現(xiàn)在家用燃燒和鍋爐燃燒方面。提倡生物質(zhì)鍋爐燃燒可以控制污染總量,降低燃煤產(chǎn)生的污染物排放。我國很多地區(qū)已經(jīng)限制燃煤鍋爐的使用,且于一定范圍中禁止使用燃煤鍋爐。這些措施促使一些地區(qū)已經(jīng)從燃煤鍋爐轉(zhuǎn)向到生物質(zhì)鍋爐的使用,不但為生物質(zhì)鍋爐提供了發(fā)展空間,而且推動了生物質(zhì)鍋爐技術(shù)的發(fā)展因?yàn)樯镔|(zhì)鍋爐發(fā)展的時(shí)間相對較短,對其排放的顆粒物特征研究也不多。對此,對2臺結(jié)構(gòu)不同的生物質(zhì)鍋爐,對其顆粒排放特征進(jìn)行分析,同燃煤鍋爐顆粒排放進(jìn)行對比,總結(jié)兩者顆粒排放特點(diǎn)的差異。
1、研究對象與方法
1.1研究對象
兩臺生物質(zhì)鍋爐,BB1(DZM2.l-0.7/95/70-M)、BB2(CDZLl.4-0)。一臺燃煤鍋爐CB(TRZL-2.0-0),測定其煙氣排放。三臺鍋爐都進(jìn)行間歇工作模式,基于供暖和供水需要設(shè)定啟爐和停爐時(shí)間,每日燃燒時(shí)間為十小時(shí)。BB1額定熱功率為3t/h,為燃油鍋爐改造,爐排為往復(fù)式。BB2額定熱功率為2t/h,使用鏈條爐排。CB額定熱功率為3t/h,采用鏈條爐排。
1.2方法
燃料選擇:生物質(zhì)燃料通常選擇
木質(zhì)生物質(zhì)顆粒燃料和
秸稈壓塊燃料燃料,燃料為條狀,直徑0.7cm,長4m。燃煤使用散煤,塊狀,直徑低于4cm。要避免因燃料不同而導(dǎo)致煙氣排放不同影響比較,兩臺生物質(zhì)鍋爐使用同質(zhì)燃料。
采集樣品:使用自動煙塵煙氣分析儀對鍋爐煙氣的基本參數(shù)進(jìn)行測定,包括煙氣中S02、N0x以及煙塵濃度等。
玉米秸稈壓塊機(jī)壓制的秸稈壓塊燃料如下所示:

建立煙氣稀釋采樣系統(tǒng)。系統(tǒng)由顆粒物稀釋器和濾膜采樣器組成。稀釋過程分為兩級,一級通過加熱后的零空氣進(jìn)行初步稀釋,二級通過室溫下的零空氣進(jìn)行進(jìn)一步稀釋。
2、結(jié)果對比
2.1煙塵達(dá)標(biāo)情況
通過煙氣分析儀測定十三臺鍋爐煙氣中的S02、N0x以及煙塵濃度。
從表1中可知,生物質(zhì)鍋爐產(chǎn)生的煙塵量要髙于污染物排放限值10。生物質(zhì)鍋爐燃燒木質(zhì)燃料時(shí),煙氣中的SO2含量要低于規(guī)定含量20,使用秸稈燃料燃燒時(shí),則煙氣中的502含量高于100,屬嚴(yán)重超標(biāo)。燃煤鍋爐產(chǎn)生的煙氣中的502達(dá)1354,嚴(yán)重超標(biāo),且超高于兩臺生物質(zhì)鍋爐燃燒煙氣中的S02含量。
對比氮氧化物含量發(fā)現(xiàn),三臺鍋爐中僅有非燃煤鍋爐改造的生物質(zhì)鍋爐采用木質(zhì)燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的氮氧化物含量達(dá)標(biāo),其他兩臺均超標(biāo)。對比燃煤鍋爐和生物質(zhì)鍋爐產(chǎn)生的氮氧化物含量可見,燃煤鍋爐相對較少。三臺鍋爐的林格曼黑度均低于1,均達(dá)標(biāo)。
2.2除塵效果
生物質(zhì)鍋爐的除塵效果要好于燃煤鍋爐。而兩臺結(jié)構(gòu)不同的生物質(zhì)鍋爐除塵效果也存在差異。采用往復(fù)式爐排的生物質(zhì)鍋爐因在爐排中運(yùn)動中會出現(xiàn)空氣干擾,懸浮顆粒會隨煙氣排出,而使用鏈條式爐排的生物質(zhì)鍋爐無擾動現(xiàn)象,爐渣可直接被冷卻,因此顆粒度濃度也會被降低。
3、結(jié)果分析
生物質(zhì)鍋爐產(chǎn)生的污染物排放量沒有達(dá)到限值,煙塵超標(biāo),二氧化硫同燃料存在相關(guān)性,木質(zhì)燃料產(chǎn)生的二氧化硫含量接近限值,秸稈燃料產(chǎn)生的二氧化硫含量嚴(yán)重超標(biāo)。NOx排放除BB2達(dá)標(biāo)外,其他兩臺均超標(biāo)。
木質(zhì)燃料燃燒的生物質(zhì)鍋爐除塵效果要好于其他兩臺。排除燃料選擇,2臺生物質(zhì)鍋爐除塵效果均好于燃煤鍋爐。
兩臺生物質(zhì)鍋爐顆粒排放存在差別主要是因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不同。BB1為爐排爐,爐排會產(chǎn)生擾動,導(dǎo)致顆粒物濃度較高。而鏈條爐生物質(zhì)鍋爐因擾動下,煙氣中的顆粒物質(zhì)濃度也相對較低。
4、結(jié)語
生物質(zhì)能源有可再生性,有著環(huán)境友好的特點(diǎn),是我國第四大能源,目前全球約有一半人口將生物質(zhì)能源作為生活能源。為實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展,加強(qiáng)生物質(zhì)能源的利用十分必要。
但要實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)鍋爐的高效利用,使得污染物排放達(dá)標(biāo),可應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)管,確保除塵裝置等能隨鍋爐運(yùn)轉(zhuǎn),在有效利用生物質(zhì)能源的同時(shí)減少大氣污染。
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木屑顆粒機(jī)秸稈壓塊機(jī)壓制的不同種類的生物質(zhì)顆粒燃料
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