小型工業(yè)煤粉鍋爐煙塵排放特點(diǎn)的研究

周 興

1 概述

煙塵對(duì)環(huán)境的危害早已引起世界各國(guó)的重視，近年來(lái)沈陽(yáng)市煙塵的微小粒徑塵的工作愈來(lái)愈受到重視。沈陽(yáng)市多年來(lái)一直非常重視除塵工作，燃燒設(shè)備的除塵工作一直是環(huán)境保護(hù)工作中重要內(nèi)容之一。但是隨著認(rèn)識(shí)的不斷深入，人們已經(jīng)開(kāi)始注意起煙塵的組成和組分，研究不同粒徑塵粒的危害作用。隨之而來(lái)的有關(guān)煙塵中各種級(jí)別塵粒的組分，其分布特性等相關(guān)內(nèi)容愈來(lái)愈受到專業(yè)人士的關(guān)注。

顆粒的粒徑不同，其組分也有很大差異，由于小顆粒比表面積大，其活性和吸附力都比大顆粒強(qiáng)，所以一些有毒的無(wú)機(jī)物、有機(jī)物及“三致”物質(zhì)和多環(huán)芳烴等大多容易富集在小于 3μm的顆粒上。對(duì)人群健康可產(chǎn)生長(zhǎng)期性、隱發(fā)性危害。能夠真正找出 6 t工業(yè)煤粉鍋爐在煙塵污染、排放、治理等方面存在的重點(diǎn)問(wèn)題，研究總結(jié)煙塵排放的特點(diǎn)、特征，特別是在排放上的不足之處，做到有的放矢，找出最佳途徑，有針對(duì)性地提出具體的解決措施。

2 鍋爐對(duì)比實(shí)驗(yàn)

2.1 測(cè)試爐型的選擇

1)通過(guò)調(diào)查，選擇市內(nèi)工業(yè)企業(yè)中運(yùn)行正常、工況穩(wěn)定且管理狀態(tài)良好的小噸位鏈條鍋爐作為對(duì)比測(cè)試鍋爐。

2)在市內(nèi)熱電廠中選擇一臺(tái)運(yùn)行正常、工況穩(wěn)定且管理狀態(tài)良好的大噸位煤粉爐作為對(duì)比測(cè)試鍋爐。

3)在市內(nèi)選擇一臺(tái)小噸位的水煤漿鍋爐作為對(duì)比測(cè)試鍋爐。

4)新建一臺(tái)小型 6 t/h高效煤粉爐進(jìn)行測(cè)試。

鍋爐概況見(jiàn)表 1。

2.2 使用儀器

采用青島嶗山應(yīng)用技術(shù)研究所生產(chǎn)的 3012H型皮托管平行自動(dòng)煙塵采樣儀;中國(guó)預(yù)防醫(yī)學(xué)中心衛(wèi)生研究所研制生產(chǎn)的WY-1型沖擊式塵粒分級(jí)儀。

表1 測(cè)試鍋爐概況

2.3 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和采樣完全按照GB/T 16157-1996固定污染源排氣中顆粒物測(cè)定與氣態(tài)污染物采樣方法和GB 5468-91鍋爐煙塵測(cè)試方法進(jìn)行。

3 鍋爐對(duì)比測(cè)試結(jié)果分析

目前在用燃煤鍋爐都已安裝不同類型的除塵設(shè)施，因此煙塵中的粒度識(shí)別有兩個(gè)范疇，首先要研究除塵前即初始狀態(tài)的煙塵中粒度分布情況。另外還要研究經(jīng)除塵后排向大氣環(huán)境的煙塵中，不同顆粒物的組成與分布。

3.1 除塵前的粒度分布

本課題以沈陽(yáng)市普遍使用的各種鍋爐作為測(cè)試鍋爐，對(duì)不同種類鍋爐除塵前產(chǎn)生的煙塵中顆粒物進(jìn)行粒度分級(jí)測(cè)試，其測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)圖 1。

根據(jù)圖 1統(tǒng)計(jì)結(jié)果比較可看出:

1)目前沈陽(yáng)市普遍使用的小型燃煤鍋爐煙塵中，在未除塵狀態(tài)下的粒徑分布。粒徑不大于 10μm時(shí)，水煤漿爐 ＞煤粉爐 ＞鏈條爐;粒徑在 10μm～100μm時(shí)，煤粉爐 ＞鏈條爐 ＞水煤漿爐;粒徑大于 100μm時(shí)，鏈條爐 ＞煤粉爐 ＞水煤漿爐。

2)新研制的小型煤粉爐與原有大型煤粉爐相比，在未除塵狀態(tài)下的粒徑分布。粒徑不大于 10μm時(shí)，小型煤粉爐 ＞大型煤粉爐;粒徑在 10μm～100μm時(shí)，小型煤粉爐 ＞大型煤粉爐;粒徑大于 100μm時(shí)，小型煤粉爐 ＜大型煤粉爐。

3.2 除塵后的粒度分布

不同種類鍋爐經(jīng)除塵后的煙塵中塵粒的分布情況見(jiàn)圖 2。

根據(jù)圖 2統(tǒng)計(jì)結(jié)果可看出:

1)沈陽(yáng)市普遍使用的小型燃煤鍋爐排放的煙塵中，在除塵后狀態(tài)下的粒徑分布。粒徑不大于 1μm時(shí)，煤粉爐 ＞鏈條爐 ＞水煤漿爐;粒徑在 1μm～3μm時(shí)，水煤漿爐 ＞煤粉爐 ＞鏈條爐;粒徑在 3μm～5μm時(shí)，煤粉爐 ＞水煤漿爐 ＞鏈條爐;粒徑在 5μm～10μm時(shí)，水煤漿爐 ＞煤粉爐 ＞鏈條爐;粒徑在 10μm～100μm時(shí)，鏈條爐 ＞水煤漿爐 ＞煤粉爐;粒徑大于 100μm時(shí)，鏈條爐 ＞水煤漿爐 ＞煤粉爐。

2)新研制的小型煤粉爐與原有大型煤粉爐相比，在除塵后狀態(tài)下的粒徑分布。粒徑不大于 10μm時(shí)，小型煤粉爐 ＞大型煤粉爐;粒徑在 10μm～100μm時(shí)，小型煤粉爐 ＜大型煤粉爐;粒徑大于 100μm時(shí)，小型煤粉爐 ＜大型煤粉爐。

4 鍋爐對(duì)比實(shí)驗(yàn)小結(jié)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果可以得出以下結(jié)論:

1)沈陽(yáng)市普遍使用的小噸位燃煤鍋爐中，鏈條爐產(chǎn)生的煙塵在未除塵狀態(tài)下含 10μm以下的塵粒占 27.82%(其中，≤1μm占 1.59%，1μm～3μm占 6.16%，3μm～5μm占 6.47%，5μm～10μm占 13.60%);10μm～100μm的塵粒平均占 55.20%;大于100μm的塵粒占 16.98%。

水煤漿爐產(chǎn)生的煙塵在未除塵狀態(tài)下含 10μm以下的塵粒占 47.65%(其中，≤1μm占 0.80%，1μm～3μm占 3.97%，3μm～5μm占 11.45%，5μm～10μm占 31.43%);10μm～100μm的塵粒平均占 52.22%;大于 100μm的塵粒占 0.13%。

煤粉爐產(chǎn)生的煙塵在未除塵狀態(tài)下含 10μm以下的塵粒占35.42%(其中，≤1μm占 0.82%，1μm～3μm占 2.48%，3μm～5μm占 8.78%，5μm～10μm占 23.34%);10μm～100μm的塵粒平均占 63.33%;大于 100μm的塵粒占 1.25%。

2)經(jīng)除塵后排放的煙塵中其塵粒組分發(fā)生了很大變化，10μm以下的粒徑鏈條爐占 69.36%、水煤漿爐占 78.49%、煤粉爐占 83.80%;10μm～100μm的塵粒鏈條爐占 29.38%、水煤漿爐占 21.40%、煤粉爐占 16.17%;而大于 100μm的塵粒鏈條爐僅占 1.26%、水煤漿爐僅占 0.11%、煤粉爐僅占 0.03%。

3)新研制的小型煤粉爐與原有大型煤粉爐相比，10μm以下的塵粒占有的百分?jǐn)?shù)，除塵前、后新型煤粉爐均大于舊式大型煤粉爐;10μm～100μm的塵粒占有的百分?jǐn)?shù)，新型煤粉爐由除塵前小于舊式大型煤粉爐變?yōu)槌龎m后大于舊式大型煤粉爐;而大于100μm的塵粒占有的百分?jǐn)?shù)，除塵前、后新型煤粉爐均小于舊式大型煤粉爐。這說(shuō)明新型煤粉爐配套高效袋式除塵器對(duì)小粒徑塵的去除好于舊式大型煤粉爐配套靜電除塵器，而對(duì)大粒徑塵的去除正相反。

4)本研究所獲得煙塵中粒度分布數(shù)據(jù)，均遵從對(duì)數(shù)正態(tài)分布規(guī)律，幾何標(biāo)準(zhǔn)差和相關(guān)系數(shù)均符合數(shù)理統(tǒng)計(jì)要求。

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