燃?xì)忮仩t的環(huán)境效益

段樹毅

山西晉城環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站，山西晉城 048000

近年來，晉城市大力普及燃?xì)忮仩t的使用，為晉城市環(huán)境質(zhì)量的改善起到了積極的作用。晉城市燃?xì)忮仩t的氣源來自沁水煤田的煤層氣。煤層氣俗稱“瓦斯”，主要成分是甲烷，甲烷含量一般可達(dá)90%以上，燃燒熱效率高，用途廣泛。其可以用作民用燃料、工業(yè)燃料、發(fā)電燃料、汽車燃料和重要的化工原料。煤層氣的開發(fā)具有一舉多的功效，一是可以提高“瓦斯”事故的防范水平；二是可以有效減排溫室氣體；三是作為一種高效的清潔能源，有著巨大的經(jīng)濟(jì)效益。把鍋爐的燃料由 煤變成煤層氣，既節(jié)約能源，又減少了污染物的排放，收到了很好的環(huán)境效益。

現(xiàn)對燃煤鍋爐和燃?xì)忮仩t排放的污染物進(jìn)行一下比較、分析，以下數(shù)據(jù)由晉城市環(huán)境保護(hù)監(jiān)測站監(jiān)測。

1 監(jiān)測結(jié)果

1.1 監(jiān)測項(xiàng)目

鍋爐燃燒后產(chǎn)生的煙塵、煙氣和風(fēng)機(jī)噪聲。煙氣中主要污染物包括二氧化硫和氮氧化物。

1.2 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

鍋爐在市區(qū)一般執(zhí)行國家規(guī)定的一類區(qū)和二類區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，表1為GB13271-2001《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的燃煤和燃?xì)忮仩t2001年1月1日起執(zhí)行的一類區(qū)和二類區(qū)煙塵、二氧化硫和氮氧化物最高允許排放濃度值。表2為 GB12348-2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的一類區(qū)和二類區(qū)噪聲排放限值

表1 鍋爐煙塵、煙氣最高允許排放濃度值[4]

表2 工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放限值[5] dB∶（A）

1.3 采樣和分析方法

依據(jù)GB 5468-91《鍋爐煙塵測試方法》、GB/T 16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》、《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》、《環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》進(jìn)行采樣。在鍋爐的排放煙囪上布設(shè)采樣孔和采樣點(diǎn)。采樣孔應(yīng)優(yōu)先選擇在垂直管段，避開煙道彎頭和斷面急劇變化的部位。當(dāng)現(xiàn)場不符合技術(shù)要求時(shí)，應(yīng)選擇比較適宜的管段采樣，并適當(dāng)增加測點(diǎn)的數(shù)量[1-3]。

煙塵采樣為等速采樣法[1-3]，分析方法為重量法，用玻璃纖維濾筒采集煙道中的顆粒物，回到實(shí)驗(yàn)室后用分析天平稱量，計(jì)算煙塵濃度。

煙氣采樣為儀器分析方法[1-3]，即定電位電解法。煙氣采樣時(shí)，煙道中的氣態(tài)或蒸汽態(tài)有害物質(zhì)分布均勻，可在煙道中心位置采樣。

噪聲監(jiān)測依據(jù)GB12348-2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》監(jiān)測[5]。

1.4 監(jiān)測儀器

煙塵采樣使用武漢天虹公司生產(chǎn)的TH-880F型微電腦煙塵平行采樣儀；煙氣采樣使用英國凱恩公司生產(chǎn)的KM9106多組分煙氣分析儀；噪聲監(jiān)測使用杭州愛華產(chǎn)的AWA6218B噪聲統(tǒng)計(jì)分析儀。監(jiān)測時(shí)儀器的校準(zhǔn)值如下：

表3 儀器校準(zhǔn)表

表4 聲級計(jì)儀器校準(zhǔn)結(jié)果一覽表

1.5 監(jiān)測要求

依照GB 5468-91《鍋爐煙塵測試方法》、GB12348-2008《工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)》、《環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》和GB/T16157-1996《固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法》中的規(guī)定，鍋爐監(jiān)測時(shí)間不少于1個(gè)生產(chǎn)周期，采集多個(gè)樣品，計(jì)算其濃度平均值，以小時(shí)濃度均值進(jìn)行評價(jià)[1-3]。噪聲監(jiān)測結(jié)果以等效連續(xù)A聲級計(jì)。

1.6 監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計(jì)

表5 燃煤鍋爐煙塵、煙氣排放數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

煙塵濃度（mg/m3） 657 48.3 692 60.4 1477 96.8 1356 70.9煙塵放量（kg/h） 2.38 0.185 2.42 0.219 10.88 0.777 10.58 0.577二氧化硫濃度（mg/m3） 336 285 315 276 328 287 301 260二氧化硫排放量（kg/h） 1.22 1.09 1.10 1.00 2.42 2.30 2.35 2.11氮氧化物濃度（mg/m3） -- 179 -- 210 -- 201 -- 207氮氧化物排放量（kg/h） -- 0.684 -- 0.762 -- 1.61 -- 1.68

表5為2t和4t燃煤鍋爐的監(jiān)測數(shù)據(jù)，煙塵和煙氣經(jīng)過鍋爐后面的濕式除塵器凈化后排放。濕式除塵器對煙塵的去除率可達(dá)到90%以上，對二氧化硫的去除率只有百分之十幾，其不能去除氮氧化物，所以表中氮氧化物只有除塵器后面的數(shù)據(jù)。煙塵排放濃度為58.3mg/m3～96.8mg/m3，部分值達(dá)不到一類區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)；由于晉城地區(qū)為低硫煤，煤的含硫量大多小于0.5%，所以二氧化硫排放濃度僅為260mg/m3～287mg/m3，氮氧化物排放濃度為179mg/m3～207mg/m3。

表6 燃?xì)忮仩t煙塵、煙氣排放數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

表6為2t和4t燃?xì)忮仩t的監(jiān)測數(shù)據(jù)，煙塵和煙氣不經(jīng)過除塵器凈化直接排放。煙塵排放濃度為13.5mg/m3～14.7mg/m3，二氧化硫未檢出，氮氧化物排放濃度為22mg/m3～29mg/m3。

表7 噪聲監(jiān)測結(jié)果統(tǒng)計(jì)表 單位： dB（A）

表7為凱利華酒店燃煤鍋爐房其附近居民樓監(jiān)測數(shù)據(jù)，居民樓和鍋爐房之間距離約15m。鍋爐房內(nèi)風(fēng)機(jī)噪聲值達(dá)到88.1分貝，因鍋爐房無有效的降噪設(shè)施，如安裝消聲器和隔音門窗，鍋爐房外以及居民家中噪聲均超出國家標(biāo)準(zhǔn)。在居民家中監(jiān)測時(shí)，應(yīng)將表2中的限值減10 dB（A）作為評價(jià)依據(jù)。

2 環(huán)境效益分析

2.1 減少廢氣排放

由表4和表5得出，燃煤鍋爐和燃?xì)忮仩t相比，煙塵排放濃度是燃?xì)獾臄?shù)倍，氮氧化物排放濃度是它的十幾倍，燃煤鍋爐的二氧化硫排放濃度雖然達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，但燃?xì)忮仩t不排放二氧化硫。表8中以鍋爐每天工作8小時(shí)計(jì)，一年以365天計(jì)，計(jì)算得出兩種鍋爐的污染物年排放量?？梢钥闯鋈?xì)忮仩t每年向空氣中排放的污染物比燃煤鍋爐大大減少。2t燃煤鍋爐比2t燃?xì)忮仩t每年多排放0.536t煙塵，3.05t二氧化硫，2.01t氮氧化物；4t燃煤鍋爐比4t燃?xì)忮仩t每年多排放1.83t煙塵，6.44t二氧化硫，4.46t氮氧化物。

表8 污染物一年排放量對比統(tǒng)計(jì)表

2.2 減少固體廢物的排放

燃煤鍋爐產(chǎn)生的固體廢渣，而燃?xì)忮仩t不產(chǎn)生廢渣，減少了對環(huán)境的污染。表9為燃煤鍋爐年產(chǎn)爐渣的估算量。表中灰分為當(dāng)?shù)孛旱幕曳志?，約為20%，小時(shí)燃煤量是鍋爐燃燒效率為80%時(shí)的估算用煤量。

表9 燃煤鍋爐一年?duì)t渣產(chǎn)生量

2.3 減少噪聲的排放

燃煤鍋爐裝有鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)1m處噪聲值可以達(dá)到80分貝～90分貝，如果沒有降噪處理，鍋爐房外監(jiān)測的噪聲值達(dá)不到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)附近有居民居住，將會(huì)影響到他們的生活、學(xué)習(xí)和工作。而燃?xì)忮仩t則不需要安裝鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，鍋爐工作時(shí)噪音很小。

3 結(jié)論

總上所述，晉城市把燃煤鍋爐改為燃?xì)忮仩t，對原來容易引發(fā)煤礦事故的“瓦斯”進(jìn)行利用，即經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。首先，燃?xì)忮仩t不需安裝除塵、降噪設(shè)施，節(jié)約了資金；晉城市有豐富的煤層氣資源，不管汽車運(yùn)輸還是管道輸送，路程短，成本低。再者使用燃?xì)忮仩t減少了煙塵、煙氣、爐渣和噪聲的排放，改善了人們生活、學(xué)習(xí)和工作的環(huán)境，燃?xì)忮仩t的發(fā)展前景廣闊。

[1]王心芳，魏復(fù)盛，等.空氣和廢氣監(jiān)測方法[M].北京：中國科學(xué)環(huán)境出版社，2003，9：318-440.

[2]鍋爐煙塵測試方法 GB 5468-91.

[3]固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態(tài)污染物采樣方法GB/T16157-1996.

[4]鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) GB13271-2001.

[5]工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn) GB12348-2008.