小型燃煤鍋爐改造為生物質(zhì)成型燃料鍋爐的可行性分析

黃芳芳

江門市環(huán)境科學(xué)研究所，廣東江門529000

　　摘要：過理論計算、類比等方法。從大氣污染物排放量、改造技術(shù)、經(jīng)濟成本等方面分析燃煤鍋爐改造成生物質(zhì)成型燃料鍋爐的可行性。

　　一、概述

　　我國擁有大量的生活和T業(yè)燃煤鍋爐，燃煤鍋爐使用過程中產(chǎn)生的SO2、煙今等污染物，對大氣環(huán)境造成較大的污染。為加強大氣環(huán)境的綜合整治，許多城市已逐步對巾小型燃煤鍋爐進行淘汰或改造(改燃清潔燃料)。將運行中的中小型燃煤鍋爐改造成生物質(zhì)成型燃料鍋爐，一方面能有效降低SO2、煙塵的排放量，另一方面可避免改用燃油(氣)鍋爐帶來的經(jīng)濟負擔，還對促進可再生能源的發(fā)展、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)和林業(yè)有機廢棄物的綜合利用、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)具有重要作用。

　　二、鍋爐改造大氣污染物排放量分析

　　(1)生物質(zhì)成型燃料的特點

　　生物質(zhì)成型燃料是指采用農(nóng)作物剩余物(秸稈、稻殼等)、林業(yè)剩余物(采伐加工剩余物、枯枝等)等為原料，通過專門設(shè)備在特定工藝條件下壓縮成棒狀、塊狀或顆粒狀等的燃料。

　　從表1生物質(zhì)成型燃料與一般工業(yè)用煤的主要特性比較可以看出：生物質(zhì)成犁燃料的熱值稍低于煤，1噸生物質(zhì)成型燃料相當于0.73—0.97噸煤的熱值；生物質(zhì)成型燃料的硫含量大大低于煤，氮和灰份的硫含量稍低于煤，燃燒時產(chǎn)生的SO2大大減少，NOx和煙塵較少。

　　(2)鍋爐改造大氣污染物排放情況

　　以1臺1t／h燃煤鍋爐改造成生物質(zhì)成型燃料鍋爐為例，采用《環(huán)境統(tǒng)計手冊》的鍋爐煙氣中大氣污染物排放理論計算公式，分別預(yù)測鍋爐在達到相同丁作出力情況下，鍋爐改造前、后煙氣中大氣污染物排放情況，燃料特性取均值計算，預(yù)測結(jié)果見表2。并參考河南省環(huán)境槍測中心站對某0.8t／h燃煤鍋爐改造成生物質(zhì)成型燃料鍋爐后，鍋爐煙氣經(jīng)濕式噴淋除塵后大氣污染物濃度監(jiān)測結(jié)果見表2。

　　從表2鍋爐改造前、后的預(yù)測結(jié)果比較可以看出：鍋爐在達到相同工作出力情況下，鍋爐改造后燃用生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)生的SO2和煙塵均有一定程度的降低，SO2產(chǎn)生量和產(chǎn)生濃度分別減少93％和94％，煙塵產(chǎn)生蹙和產(chǎn)生濃度分別減少29％和42％；NOx污染與改造前相差不大。從鍋爐改造后的預(yù)測結(jié)果和監(jiān)測結(jié)果可以看出：鍋爐改造后燃用生物質(zhì)成型燃料，SO2濃度大大低于《鍋爐大氣污染物排放標準》(GB13271—2001)Ⅱ時段的最高允許排放濃度。

　　煙塵濃度超標4.86倍，經(jīng)濕式噴淋除塵，除塵率達83％以上時?？蛇_到排放標準。

　　三、鍋爐改造技術(shù)性分析

　　生物質(zhì)成型燃料經(jīng)壓縮而成。密度高、揮發(fā)份溢出速度慢、水分含量人，若現(xiàn)運行中的燃煤鍋爐不加改造直接使用生物質(zhì)成型燃料，鍋爐容易出現(xiàn)出力小穩(wěn)、容易冒黑煙、粉，疊污染等現(xiàn)象。

　　通過改造燃煤鍋爐燃燒室和輔助供風系統(tǒng)，主要是采用強制機械通風方式，在鍋爐下部增加布風室、增加爐膛二次供風、調(diào)節(jié)進料斗燃料層厚度等，町解決卜.述不良現(xiàn)象，滿足牛物質(zhì)成型燃料的充分燃燒。經(jīng)試驗，燃煤鍋爐改造成生物質(zhì)成型燃料鍋爐后可達到相同的工作出力，鍋爐熱效率達58％以上。

　　四、鍋爐改造經(jīng)濟性分析

　　鍋爐在達到付j同下作}H力情況下運行的經(jīng)濟性主要取決于燃料的熱值、價格和鍋爐的熱效率，從表3比較鍋爐分別以牛物質(zhì)成型燃料、煤、柴油和天然氣為燃料的運行成本得出：天然氣>柴油>生物質(zhì)成刪燃料>煤。雖然鍋爐燃用牛物質(zhì)成型燃料的運行成本稍高于燃煤，考慮到燃用生物質(zhì)成犁燃料產(chǎn)生的SO2有較大程度的降低.可減少煙氣脫硫的成奉；另一方面，煤炭、柴油、天然氣等化石能源隨著需求持續(xù)增長，以及大量開采而逐步衰歇，必然導(dǎo)致價格不斷上揚，會帶來的一定經(jīng)濟負擔。綜合比較燃煤鍋爐改造成生物質(zhì)成型燃料鍋爐在經(jīng)濟上有一定的競爭優(yōu)勢。

　　五、生物質(zhì)成型燃料的發(fā)展前景及存在問題

　　日前我國農(nóng)作物秸稈町收集量為6.87億噸，約3.43億噸可作為燃料使用；林業(yè)剩余物可獲得量在8—10億噸，約3億噸可作為能源利用。將其兩者壓縮加工成牛，物質(zhì)成型燃料折合可達約3.72億噸標準煤，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)和林業(yè)有機廢棄物的綜合利用。具有一定的社會和經(jīng)濟效益。同時，促進可再生能源的發(fā)展，對緩解能源緊張、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)具有重要作用，資源潛力大、發(fā)展前景好。

　　但由于我國生物質(zhì)成型燃料產(chǎn)業(yè)正處在發(fā)展初期，市場尚未成熟，質(zhì)鼉、價格相差較人，供求不穩(wěn)定，行業(yè)標準還小健全。需要國家有關(guān)部門制定相應(yīng)的配套政策扶持和推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　六、結(jié)論

　　將運行中的中小型燃煤鍋爐改造成燃生物質(zhì)成型燃料鍋爐在經(jīng)濟和技術(shù)上可行；可有效降低SO2的排放，煙氣經(jīng)除塵可達到國家排放標準。具有明顯的環(huán)境效益；可促進可再生能源的發(fā)展，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)和林業(yè)有機廢棄物的綜合利用具有一定的社會和經(jīng)濟效益。