燃煤锅炉烟气达标排放下的地面浓度分析

锅炉是日常生活和工业生产中用途最广的辅助设施之一，从环保角度讲，锅炉又是分布范围最广、涉及面最大的大气污染源之一。为了确保锅炉在使用过程中不对大气环境造成明显的影响，我国早在80年代初就颁发了锅炉烟气的排放标准以后在1991年又作了进一步的修改完善，对二氧化硫（SO2）和烟尘的排放浓度进行了严格的限制。在最近发布的GWPB3-1999锅炉大气污染物排放标准中，对燃油锅炉又增加了氮氧化物（NOx）的控制要求因而在建设项目的环境影响评价中，凡涉及锅炉的建设项目，烟气达标分析已成了必做内容之一另外我们也看到，在许多环评项目中几乎都要对锅炉烟气排放进行地面浓度预测，列出一大堆模式和参数，并把预测结果列成许多表，占了很大篇幅，重复率比较高按照我国“一控双达标”方针，到2000年底所有工业污染源都要求做到达标排放在此背景条件下，锅炉烟气排放将对环境产生何种影响，这将是新形势下人们所关心的问题本文试图对常规中、小型燃煤锅炉烟气排放的共性进行分析，计算归纳出达标排放条件下的地面浓度分布特点和普遍规律，以使管理部门、设计部门和环评单位在锅炉烟气达标排放条件下的地面浓度分布有一个概括性的了解，同时也可避免环评第一作者：金均，男，1957年生，1982年南京大学获得学士学位，中一些不必要的重复劳动1基本条件设定1.1锅炉参数常用的中、小型锅炉一般是指20t/h以下的锅炉，选择较有代表性的4种规模（2410和20t/h）进行分析。在设定锅炉达标排放前提下，可不考虑锅炉的具体燃烧方式，只需考虑其规模和煤质参数。
　　1.2排放参数锅炉排放高度以国标中规定的最低限度为要求，其出口内径按平均值考虑（表1）排放因子考虑受控的烟尘和S2两项，同时对NOx作性分析。其源强按最高允许排放浓度限值（除NOx外）进行换算计算烟气抬升高度的参数如烟气量烟气温度按偏保守取值，例如考虑湿法除尘情况下的烟气温度等各排放参数列入表1 1.3气象参数气象参数主要是指风速、大气稳定度和相应的扩散参数。一般气象台的年均风速为1.5-3.0m/s文中考虑4种风速进行计算分析，即1. 0m/s，大气稳定度取稳定、中性和不稳定三档。
　　85年获中山大学环境科学系硕士学位。高级工程师ax一表1不同规模锅炉的典型排放参数参数锅炉规模/h-i烟囱高度/m烟囱出口处内径/m耗煤量/kg°h-烟气量/Nm3.s-烟尘排放源强/mg.s-1 1.4其他锅炉用煤煤质按含硫量小于2%考虑，达标是以国家环境空气质量标准的二级标准为控制依据。
　　2计算方法地面浓度计算采用高斯高架点源模式，计算时只考虑地面最大落地浓度及其所出现的距离，计算模式如下：强/mg.s-、Xm为最大落地浓度点与烟囱之间的距离/m；He为烟气抬升有效高度/m；u为烟囱高度处的风速/m.s-1；TTYiY为扩散参数系数计算中扩散参数取平原条件下的PiT扩散参数，并换算成1h平均由于源强与浓度成一次正比，从等标负荷分析，烟尘等标负荷远小于S2，加上烟尘浓度已取消一次值标准，因此这里不作计算，在后面将作一般性分析。而NOx作为烟气中的主要污染物将作必要的计算和分析，其源强用常用的系数法进行计算3计算结果分析各种参数情况下的地面最大落地浓度计算结果列于表2根据表2的计算结果，可看出达标排放条件下废气地面浓度分布的一些基本特点：表2各种条件下S2和NOx最大落地浓度及下风向距离计算结果/mg.m-3风速锅炉稳定度（1）在达标排放条件下，锅炉烟气的各项污染因子均不会使地面浓度出现超标锅炉规模越小，地面浓度的贡献率越小，例如，20t/h锅炉的S2最大浓度贡献率为28%（占国标比例，下同），而2t/h锅炉的最大浓度贡献率仅为12%.（2）在达标排放要求下，烟尘和S2的排放量得到了有效控制，反映在环境浓度上，其影响已不明显。
　　而NOx由于未受排放浓度限制（燃煤锅炉），且其环境浓度控制绝对值小于前者，因此在锅炉烟气排放中，从气象因素的影响来分析，大气稳定度越不稳定，地面浓度贡献率越大；风速越大，地面浓度贡献率越小（这里没有考虑静风情况）由于烟尘没有环境浓度一次值（1h）控制标准，因此这里没作计算，但在达标排放情况下，因为其等标污染负荷仅是S2的1A0，故其环境浓度的贡献率比S2更小，可予忽略不计对于燃用含硫量大于2%的煤种，在达标排放情况下，其地面浓度将比表2中的浓度增加1/3，但NOx的环境浓度贡献率显得比较突出。对燃油锅炉而其对地面浓度的最大贡献率也仅在37%以下。
　　在达标排放情况下，NOx的地面浓度贡献率与综上所述，在锅炉烟气达标排放情况下，烟尘和SO2相近SO2对环境浓度的贡献率已经很小，（下转第43页）比色皿的校正系数。
　　表2回收率测定结果配制值/mg.L-1厂方提3次测定均值/mg°L-1供的校相对标准偏差正系数回收率/%实测校3次测定均值/mg°L-I相对标准偏差正系数回收率/%注：使用4cm比色皿表3回收率测定结果配制值/mg°L- 3次测定均值/mg°L-相对标准偏差回收率注：使用1cm比色皿，根据实测校正系数，按测油仪规定，混合烃浓度小于100mg/L时，使用4cm比色皿，其测定效果最佳。
　　22使用不同光程比色皿的测定使用4cm和1cm比色皿分别测定混合经系列溶验结果见表2表3，使用4cm比色皿，混合烃测定值的回收率在100.0%~1064%范围内，而使用1cm比色皿，混合烃测定值的回收率在6 1%~107.3%范围内，因此，测定不同浓度范围的混合烃时，应注意与不同光程的比色皿相匹配，同时测量相应光程23不同比例混合烃的测定用正十六烷异辛烷和苯按表4配制成不同比例的混合烃，以四氯化碳为溶剂配成不同浓度值，然后进行测定，试验结果见表4芳烃极端比例（100%苯），且浓度较低时，回收率较差，说明仪器对低浓度芳烃适应性较差，而其他比例混合烃回收率在97.5%~ 109.4%范围内，均能达到分析方法要求表4不同比例混合烃测定结果烃组成配制值/mg°L- 2次测定均值/mg°L-相对偏差回收率/%注：烃组成（V/V）为正十六烷：异辛烷：苯；混合烃浓度值为2.使用红外测油仪时，应重新进行校正系数测定，并通过检验，测定不同浓度范围的混合烃时，应注意匹配使用相应先程的比色皿