生物质锅炉与燃煤锅炉颗粒物排放特征比较

陈跃飞，陈凯清

(浙江省特种设备检验研究院 浙江杭州 310012)

　　摘要：将生物质能源作为燃料的锅炉称之为生物质锅炉。将生物质锅炉同燃煤锅炉的颗粒排放进行对比，对2个结构不同的锅炉进行试验分析，生物质锅炉采用的是秸秆和木质，对其燃烧排放的颗粒物特点作分析，同时同燃煤锅炉颗粒排放特点作对比，分析两者的差异。

　　目前，我国对生物质能源的利用主要体现在家用燃烧和锅炉燃烧方面。提倡生物质锅炉燃烧可以控制污染总量，降低燃煤产生的污染物排放。我国很多地区已经限制燃煤锅炉的使用，且于一定范围中禁止使用燃煤锅炉。这些措施促使一些地区已经从燃煤锅炉转向到生物质锅炉的使用，不但为生物质锅炉提供了发展空间，而且推动了生物质锅炉技术的发展队因为生物质锅炉发展的时间相对较短，对其排放的颗粒物特征研究也不多。对此，对2台结构不同的生物质锅炉，对其颗粒排放特征进行分析，同燃煤锅炉颗粒排放进行对比，总结两者颗粒排放特点的差异。

　　1研究对象与方法

　　1.2研究对象

　　两台生物质锅炉，BB1(DZM2.l-0.7/95/70-M)、BB2(CDZLl.4-0)。一台燃煤锅炉CB(TRZL-2.0-0)，测定其烟气排放。三台锅炉都进行间歇式丁作模式，基于供暖和供水需要设定启炉和停炉时间，每日燃烧时间为十小时。BB1额定热功率为3t/h，为燃油锅炉改造，炉排为往复式。BB2额定热功率为2t/h，使用链条炉排。CB额定热功率为3t/h，采用链条炉排。

　　1.2方法

　　燃料选择：生物质燃料通常选择木质生物质燃料和秸秆燃料，燃料为条状，直径0.7cm，长4m。燃煤使用散煤，块状，直径低于4cm。要避免因燃料不同而导致烟气排放不同影响比较，两台生物质锅炉使用同质燃料。

　　采集样品：使用自动烟尘烟气分析仪对锅炉烟气的基本参数进行测定，包括烟气中S02、N0x以及烟尘浓度等。

　　建立烟气稀释采样系统。系统由颗粒物稀释器和滤膜采样器组成。稀释过程分为两级，一级通过加热后的零空气进行初步稀释，二级通过室温下的零空气进行进一步稀释。

　　2结果对比

　　2.1烟尘达标情况

　　通过烟气分析仪测定是三台锅炉烟气中的S02、N0x以及烟尘浓度。具体结果见表1。

　　从表1中可知，生物质锅炉产生的烟尘量要髙于污染物排放限值10。生物质锅炉燃烧木质燃料时，烟气中的SO₂含量要低于规定含量20，使用秸秆燃料燃烧时，则烟气中的502含量高于100，属严重超标。燃煤锅炉产生的烟气中的502达1354，严重超标，且超高于两台生物质锅炉燃烧烟气中的S02含量。

　　对比氮氧化物含量发现，三台锅炉中仅有非燃煤锅炉改造的生物质锅炉采用木质燃料燃烧时产生的氮氧化物含量达标，其他两台均超标。对比燃煤锅炉和生物质锅炉产生的氮氧化物含量可见，燃煤锅炉相对较少。三台锅炉的林格曼黑度均低于1，均达标。

　　2.2除尘效果

　　生物质锅炉的除尘效果要好于燃煤锅炉。而两台结构不同的生物质锅炉除尘效果也存在差异。采用往复式炉排的生物质锅炉因在炉排中运动中会出现空气干扰，悬浮颗粒会随烟气排出，而使用链条式炉排的生物质锅炉无扰动现象，炉渣可直接被冷却，因此颗粒度浓度也会被降低。

　　3结果分析

　　生物质锅炉产生的污染物排放量没有达到限值，烟尘超标，二氧化硫同燃料存在相关性，木质燃料产生的二氧化硫含量接近限值，秸秆燃料产生的二氧化硫含量严重超标。NO_x排放除BB2达标外，其他两台均超标。

　　木质燃料燃烧的生物质锅炉除尘效果要好于其他两台。排除燃料选择，2台生物质锅炉除尘效果均好于燃煤锅炉。

　　两台生物质锅炉颗粒排放存在差别主要是因为其结构设计不同。BB1为炉排炉，炉排会产生扰动，导致颗粒物浓度较高。而链条炉生物质锅炉因扰动下，烟气中的颗粒物质浓度也相对较低。

　　4结语

　　生物质能源有可再生性，有着环境友好的特点，是我国第四大能源，目前全球约有一半人口将生物质能源作为生活能源。为实现环境保护和可持续发展，加强生物质能源的利用十分必要。

　　但要实现生物质锅炉的高效利用，使得污染物排放达标，可应加强监管，确保除尘装置等能随锅炉运转，在有效利用生物质能源的同时减少大气污染。

　　参考文献

　　[1]耿春梅，陈建华，王歆华，等.生物质锅炉与燃煤锅炉颗粒物排放特征比较[J].环境科学研究，2013，06：666-671.

　　[2]朱志飞，王礼鹏，祁慧，等.660MW燃煤机组锅炉飞灰颗粒物排放特征研究[J].燃料化学学报，2014，03：323-328.