燃煤鍋爐煙氣達標排放下的地面濃度分析

鍋爐是日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中用途最廣的輔助設(shè)施之一，從環(huán)保角度講，鍋爐又是分布范圍最廣、涉及面最大的大氣污染源之一。為了確保鍋爐在使用過程中不對大氣環(huán)境造成明顯的影響，我國早在80年代初就頒發(fā)了鍋爐煙氣的排放標準以后在1991年又作了進一步的修改完善，對二氧化硫（SO2）和煙塵的排放濃度進行了嚴格的限制。在最近發(fā)布的GWPB3-1999鍋爐大氣污染物排放標準中，對燃油鍋爐又增加了氮氧化物（NOx）的控制要求因而在建設(shè)項目的環(huán)境影響評價中，凡涉及鍋爐的建設(shè)項目，煙氣達標分析已成了必做內(nèi)容之一另外我們也看到，在許多環(huán)評項目中幾乎都要對鍋爐煙氣排放進行地面濃度預(yù)測，列出一大堆模式和參數(shù)，并把預(yù)測結(jié)果列成許多表，占了很大篇幅，重復(fù)率比較高按照我國“一控雙達標”方針，到2000年底所有工業(yè)污染源都要求做到達標排放在此背景條件下，鍋爐煙氣排放將對環(huán)境產(chǎn)生何種影響，這將是新形勢下人們所關(guān)心的問題本文試圖對常規(guī)中、小型燃煤鍋爐煙氣排放的共性進行分析，計算歸納出達標排放條件下的地面濃度分布特點和普遍規(guī)律，以使管理部門、設(shè)計部門和環(huán)評單位在鍋爐煙氣達標排放條件下的地面濃度分布有一個概括性的了解，同時也可避免環(huán)評第一作者：金均，男，1957年生，1982年南京大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位，中一些不必要的重復(fù)勞動1基本條件設(shè)定1.1鍋爐參數(shù)常用的中、小型鍋爐一般是指20t/h以下的鍋爐，選擇較有代表性的4種規(guī)模（2410和20t/h）進行分析。在設(shè)定鍋爐達標排放前提下，可不考慮鍋爐的具體燃燒方式，只需考慮其規(guī)模和煤質(zhì)參數(shù)。

　　1.2排放參數(shù)鍋爐排放高度以國標中規(guī)定的最低限度為要求，其出口內(nèi)徑按平均值考慮（表1）排放因子考慮受控的煙塵和S2兩項，同時對NOx作性分析。其源強按最高允許排放濃度限值（除NOx外）進行換算計算煙氣抬升高度的參數(shù)如煙氣量煙氣溫度按偏保守取值，例如考慮濕法除塵情況下的煙氣溫度等各排放參數(shù)列入表1 1.3氣象參數(shù)氣象參數(shù)主要是指風(fēng)速、大氣穩(wěn)定度和相應(yīng)的擴散參數(shù)。一般氣象臺的年均風(fēng)速為1.5-3.0m/s文中考慮4種風(fēng)速進行計算分析，即1. 0m/s，大氣穩(wěn)定度取穩(wěn)定、中性和不穩(wěn)定三檔。

　　85年獲中山大學(xué)環(huán)境科學(xué)系碩士學(xué)位。高級工程師ax一表1不同規(guī)模鍋爐的典型排放參數(shù)參數(shù)鍋爐規(guī)模/h-i煙囪高度/m煙囪出口處內(nèi)徑/m耗煤量/kg°h-煙氣量/Nm3.s-煙塵排放源強/mg.s-1 1.4其他鍋爐用煤煤質(zhì)按含硫量小于2%考慮，達標是以國家環(huán)境空氣質(zhì)量標準的二級標準為控制依據(jù)。

　　2計算方法地面濃度計算采用高斯高架點源模式，計算時只考慮地面最大落地濃度及其所出現(xiàn)的距離，計算模式如下：強/mg.s-、Xm為最大落地濃度點與煙囪之間的距離/m；He為煙氣抬升有效高度/m；u為煙囪高度處的風(fēng)速/m.s-1；TTYiY為擴散參數(shù)系數(shù)計算中擴散參數(shù)取平原條件下的PiT擴散參數(shù)，并換算成1h平均由于源強與濃度成一次正比，從等標負荷分析，煙塵等標負荷遠小于S2，加上煙塵濃度已取消一次值標準，因此這里不作計算，在后面將作一般性分析。而NOx作為煙氣中的主要污染物將作必要的計算和分析，其源強用常用的系數(shù)法進行計算3計算結(jié)果分析各種參數(shù)情況下的地面最大落地濃度計算結(jié)果列于表2根據(jù)表2的計算結(jié)果，可看出達標排放條件下廢氣地面濃度分布的一些基本特點：表2各種條件下S2和NOx最大落地濃度及下風(fēng)向距離計算結(jié)果/mg.m-3風(fēng)速鍋爐穩(wěn)定度（1）在達標排放條件下，鍋爐煙氣的各項污染因子均不會使地面濃度出現(xiàn)超標鍋爐規(guī)模越小，地面濃度的貢獻率越小，例如，20t/h鍋爐的S2最大濃度貢獻率為28%（占國標比例，下同），而2t/h鍋爐的最大濃度貢獻率僅為12%.（2）在達標排放要求下，煙塵和S2的排放量得到了有效控制，反映在環(huán)境濃度上，其影響已不明顯。

　　而NOx由于未受排放濃度限制（燃煤鍋爐），且其環(huán)境濃度控制絕對值小于前者，因此在鍋爐煙氣排放中，從氣象因素的影響來分析，大氣穩(wěn)定度越不穩(wěn)定，地面濃度貢獻率越大；風(fēng)速越大，地面濃度貢獻率越小（這里沒有考慮靜風(fēng)情況）由于煙塵沒有環(huán)境濃度一次值（1h）控制標準，因此這里沒作計算，但在達標排放情況下，因為其等標污染負荷僅是S2的1A0，故其環(huán)境濃度的貢獻率比S2更小，可予忽略不計對于燃用含硫量大于2%的煤種，在達標排放情況下，其地面濃度將比表2中的濃度增加1/3，但NOx的環(huán)境濃度貢獻率顯得比較突出。對燃油鍋爐而其對地面濃度的最大貢獻率也僅在37%以下。

　　言，在達標排放情況下，NOx的地面濃度貢獻率與綜上所述，在鍋爐煙氣達標排放情況下，煙塵和SO2相近SO2對環(huán)境濃度的貢獻率已經(jīng)很小，（下轉(zhuǎn)第43頁）比色皿的校正系數(shù)。

　　表2回收率測定結(jié)果配制值/mg.L-1廠方提3次測定均值/mg°L-1供的校相對標準偏差正系數(shù)回收率/%實測校3次測定均值/mg°L-I相對標準偏差正系數(shù)回收率/%注：使用4cm比色皿表3回收率測定結(jié)果配制值/mg°L- 3次測定均值/mg°L-相對標準偏差回收率注：使用1cm比色皿，根據(jù)實測校正系數(shù)，按測油儀規(guī)定，混合烴濃度小于100mg/L時，使用4cm比色皿，其測定效果最佳。

　　22使用不同光程比色皿的測定使用4cm和1cm比色皿分別測定混合經(jīng)系列溶驗結(jié)果見表2表3，使用4cm比色皿，混合烴測定值的回收率在100.0%~1064%范圍內(nèi)，而使用1cm比色皿，混合烴測定值的回收率在6 1%~107.3%范圍內(nèi)，因此，測定不同濃度范圍的混合烴時，應(yīng)注意與不同光程的比色皿相匹配，同時測量相應(yīng)光程23不同比例混合烴的測定用正十六烷異辛烷和苯按表4配制成不同比例的混合烴，以四氯化碳為溶劑配成不同濃度值，然后進行測定，試驗結(jié)果見表4芳烴極端比例（100%苯），且濃度較低時，回收率較差，說明儀器對低濃度芳烴適應(yīng)性較差，而其他比例混合烴回收率在97.5%~ 109.4%范圍內(nèi)，均能達到分析方法要求表4不同比例混合烴測定結(jié)果烴組成配制值/mg°L- 2次測定均值/mg°L-相對偏差回收率/%注：烴組成（V/V）為正十六烷：異辛烷：苯；混合烴濃度值為2.使用紅外測油儀時，應(yīng)重新進行校正系數(shù)測定，并通過檢驗，測定不同濃度范圍的混合烴時，應(yīng)注意匹配使用相應(yīng)先程的比色皿