杨超
[摘 要]为了研究工业链条炉燃用型煤与原煤颗粒物的排放特征，选取一台链条炉，对型煤与原煤颗粒物例如PM10，PM2.5以及其他金属元素的排放特征进行分析。 结果显示，原煤燃烧排放的细颗粒物所占比例比型煤燃烧排放的细颗粒物所占比例要低。燃用型煤时在各粒径段As、Pb质量比都高于原煤。而且燃用型煤可吸入颗粒物排放比例变大，增加了在烟尘上附着、包含的金属元素排放量。
[关键词]工业链条炉;型煤;原煤;可吸入颗粒物
中图分类号：D550 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0015-01
社会的发展、经济的进步离不开能源，且能源是人类赖以生存的基础。我国是能源消费大国，随着经济不断发展，人们对能源的需求日益提高，我国能源消耗总量仅次于美国。受能源贮存条件、科技水平、经济水平等因素的影响，使得我国能源消费结构以煤炭为主。我国是煤炭燃烧大国，到2020年，我国煤炭消耗量预计将达6.2*109t[1]。
我国热能动力设备中发挥主要作用的是工业锅炉，这些的锅炉一般容量不大于65t/h，压强不高2.45MP[2]，其主要特点是容量不大、效率较低且污染物排放量较大，燃煤工业锅炉主要有链条锅炉、悬浮燃烧锅炉以及循环流化床锅炉等，其中链条炉所占比例最大。我国工业锅炉数量较多，其中链条炉占4/5左右，工业锅炉燃烧的主要能源就是煤炭，但是大多锅炉容量不大，燃烧效率较低，耗费了大量煤炭，污染较大[3]。煤炭燃烧时排放主要污染物是颗粒物，而且颗粒物中痕量元素含量较多，且具有毒性，容易侵入呼吸道，危害人们的身体健康。国内外学者对燃煤颗粒物的排放特征研究较少，尤其研究PM10排放特征的更少[4]。本文选取了一台链条炉对型煤与原煤颗粒物排放特征进行分析，为控制颗粒物排放提供有效支持。
1 测试对象与方法
1.1 测试对象
选取一台链条炉，测定原煤、型煤燃烧后颗粒物。测试过程中各个生产设备秀都需保持正常稳定，且锅炉负荷、燃烧工况以及燃料等都不需要发生改变。试验锅炉情况见表1，煤质化验和烟气排放的测试结果见表2
1.2 方法
烟气中颗粒物采样使用的是自制的稀释采样系统。使用自动烟尘测试仪（崂应3012H型）对烟气中烟气参数和总烟尘进行采样。使用尘粒分析仪（WY-1型）对PM粒径分布进行测量，并对颗粒物进行分级采样。
1.3 测点设置
采样位置设置和《固定源排气中颗粒物测定方法与污染物采用方法》有关要求相符。旋风除尘器的出口、进口应分别设置采样点，用来表示煤炭燃烧时产生的颗粒物以及经过旋风除尘后排放到大气中的颗粒物。
2 结果
2.1 除尘器进口、出口烟尘粒度分布情况
由表3可知，燃用型煤PM排放量比燃用原煤PM排放量少很多，且型煤燃烧在除尘器进口、出口排放量和原煤锅炉相比明显要少，燃用型煤排放的污染物中，细颗粒物所占比例增加明显，且除尘器出口以及进口PM2.5质量比明显比燃用原煤要大。产生这一现象的原因是型煤中加入了助燃催化剂，使燃烧性能得到了改善，煤炭得到充分燃烧增加了PM2.5排放比例。并且型煤添加剂中也含有不可燃的细颗粒物，从而使得M2.5排放比例增加。当粒径大于10μm时旋风除尘器烟尘去除效果较佳，然而却无法去除PM10和PM2.5。所以PM10和PM2.5所占PM的比例在除尘器出口增加较多。要改善这一情况，应该使用更高去除率的净化设备。
2.2 PM10和PM2.5中污染物的含量
燃用型煤时各粒径段As、Pb质量比都大于原煤，说明燃用原煤可以减少污染物中As和Pb含量。
燃用型煤时，在PM2.5粒径段，Cd、Ni以及Hg质量比都小于原煤，而在PM10粒径段，却大于原煤。由此可知，燃用原煤粒径越大，颗粒物中所含的重金属越低，二者是呈反比的。而且燃用型煤可吸入颗粒物排放比例变大，增加了在烟尘上附着、包含的金属元素排放量。
3 讨论
颗粒物指的是在大气中悬浮的除了气体之外所有的固体、液体颗粒状的物质[5]。颗粒物最为关键的一个属性是颗粒物粒径，颗粒物粒径越小，沉积在人体内的部位越深，有的甚至会通过皮肤、肺泡等进入血液循环对大脑、心脏等造成影响。且颗粒物粒径和表面积是呈反比的，这就加大了其吸附能力，使得吸附的空气中的有毒物质更多，使大气能见度下降，极易引发交通事故[6]。可吸入颗粒物不仅易引发呼吸系统疾病、心脑血管疾病等，还会对人体的内分泌系统、中枢神经系统、免疫系统等产生影响，情况严重时还会威胁人们的生命安全。可吸入颗粒物还会使胎儿出现先天缺陷，严重时还会造成不孕不育。不管可吸入颗粒浓度高低都会都人体健康造成危害。
本次研究结果显示，原煤燃烧排放的细颗粒物所占比例比型煤燃烧排放的细颗粒物所占比例要低。燃用型煤时在各粒径段As、Pb质量比都高于原煤。旋风除尘器去除PM10和PM2.5效果不佳，使得除尘器出口PM10和PM2.5所占PM比例升高明显。燃用型煤时各粒径段As、Pb质量比都大于原煤，说明燃用原煤可以减少污染物中As和Pb含量。燃用型煤时，在PM2.5粒径段，Cd、Ni以及Hg质量比都小于原煤，而在PM10粒徑段，却大于原煤。燃用型煤可吸入颗粒物排放比例变大，增加了在烟尘上附着、包含的金属元素排放量。燃煤消耗的能量较大，而除尘设备效果几乎无法去除PM10、PM2.5，应该把其作为重点研究对象进行控制。
参考文献：
[1]朱玲，闫荣馨，王同健等.工业链条炉燃用型煤与原煤颗粒物排放特征[J].环境监控与预警，2016，8（2）：52-54.
[2]朱志飞，王礼鹏，祁慧等.660 MW燃煤机组锅炉飞灰颗粒物排放特征研究[J].燃料化学学报，2014，42（3）：323-328.
[3]梁云平，王则武，马召辉等.燃煤锅炉湿法脱硫烟气中颗粒物排放特征[J].中国环境监测，2016，32（5）：35-39.
