降低燃煤污染物的最佳选择

2014-3-18 16:06:16      点击:

----轻烃混空燃气

北京市公用事业研究所研究员  张榕林

    近来无论网上还是人们茶余饭后的聊天都在谈论PM2.5,据报道它又称为入肺颗粒物,这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液,其中的有害气体、重金属等溶解在血液中,而人体的生理结构对PM2.5没有任何过滤及阻拦能力,因此会严重影响人体健康,从而引起人们对其产生的原因、所含组分、如何防控和检测等问题进行热议和思考。

    据介绍PM2.5产生的主要来源,是日常发电、工业生产、汽车尾气排放等过程中经过燃烧而排放的残留物,大多含有重金属等有毒物质。一般而言,粒径2.5微米至10微米的粗颗粒物主要来自道路扬尘等;2.5微米以下的细颗粒物(PM2.5)则主要来自化石燃料的燃烧(如机动车尾气、燃煤)、挥发性有机物等。为了减低大气的污染首先应从燃料结构上进行调整,降低污染物产生的源头,即采用清洁能源替代燃煤,其次才是对已产生的污染源进行清除,在控制污染的同时离不开对于污染物的检测,以检查是否达标排放。

    下面介绍轻烃混空燃气在减排中的作用

    轻烃燃料的成分主要是C5的烷烃,之所以在上世纪的90年代被开发采用,是因为:

  • 这种组分天然气田或油气田开采时多为放空而被白白烧掉;
  • 这种组分因其辛烷值太低不适合作为汽油的主要组分;
  • 如果用于生产化工原料则需将其变成不饱和烃,即烯烃后才能加工;
  • 由于国内能源的紧张所以这种原料被开发补充替代清洁能源的需要。

    于是为了满足市场的需求,国家有关部门制定了《轻烃民用燃料》(NY313-1997)标准。在这个标准中对轻烃的组分分为两类。主要以C5为主,可含少量C6,特别是对双烯烃、总硫、硫化氢及杂质提出严格要求。

    国内轻烃制气企业经过10多年的技术开发、示范、提高,总结出以下经验:

    1.轻烃因在常温下是液态,它不能像液化石油气那样使用,为了使沸点36.1℃的C5及沸点64.2℃的C6在使用前由液态变成气态,一些企业在轻烃与空气混合上又进行了10多年的研究与探索,并与2010年制定了《混空轻烃燃气》CJ/T341-2010标准。

    2.在这个标准中除了对轻烃燃料组分、技术要求做了规定外,重点是对混气中的热值、爆炸极限等技术指标使其靠近城市燃气的分类,以便于在国内中小城镇作为主气源或作为中等城市的补充气源。

    新的CJ/T341-2010混空轻烃燃气标准颁布后,坚持近20年研发的企业在新建的轻烃混气工程中严格执行新标准。但是多年来我们关心的主要是工程的混气质量、工程造价、运行成本及混气售价,而对其环境效益考虑不多。近年来国际国内对大气污染的重视,使我们重新考虑轻烃燃气在排放方面对环境的影响。

    下面举例说明轻烃混空燃气在减排方面的实测结果。表1列举了有关标准,表2是已建轻烃混气站锅炉排放实测结果。

  锅炉大气污染物排放标准                          1

 

标准名称

烟 尘

(mg/m3

二氧化硫

(mg/m3

氮氧化物

(mg/m3

烟气黑度

(林格曼,级)

过剩空气

系数α

烟气

不透光率(%)

锅炉大气污染物排放

标准GB13271-2001

燃煤80

燃气50

燃煤900

燃气100

燃煤—

燃气400

1级

1级

燃煤烟尘初始1.7烟尘二氧化硫1.8燃气1.2

锅炉大气污染物

排放标准

 DB11/ 139—2007

10

20

150

1

 

10

民用生物质固体成型燃料采暖炉具技术条 件NB/T34006-2011

≤50

≤30

≤150

≤1

CO≤0.2%

注:DB11/ 139—2007北京市地方标准适用于燃煤、燃油、燃气、生物质燃料锅炉和其他燃料锅炉大气

污染物的排放控制。

 

  已建轻烃混气站锅炉排放实测结果                        2

 

单位

燃气实际流量m3/h

过剩空气系数α

烟气含氧量%

烟尘浓度

(mg/m3)

SO2浓度

(mg/m3)

NOX浓度

(mg/m3)

实测

折算

实测

折算

实测

折算

爱迪

国际学校

250

1.44

6.4

2

2

〈1

〈2

116

139

爱迪

国际学校

230

1.47

6.7

3

4

〈1

〈2

110

135

丰台环卫中心机扫队

260

2.52

12.6

3

6

〈1

〈3

50

105

注:1测试单位:北京市环境保护研究院

    2测试时间:200534

    与上述国标、地标比较,所测轻烃混气设备燃烧后的烟气中各项指标均远远低于国标或地标的标准值,这充分说明轻烃混气的使用对降低大气污染的贡献。

    分析轻烃混空燃烧后烟气之所以排放很低,主要是因为:

     1.对轻烃燃料中的总硫及硫化氢、双烯烃及杂质都进行了严格控制。

     2.此外,由于预混了一定比例有利于气化燃烧的空气,因此燃烧后产生的烟气绝大多数为CO2和水蒸气,及极少量的未燃尽的CO,SO2,NOx等。

     3.这种物理混气方法是将干燥的空气通过混气装置内的轻烃液体而形成气态混合气,全套设备采用自动控制,并已在线监测其热值,保证输出的混气质量与流量的稳定。这也再次证明北京新晔路盛燃气公司的成熟技术及全套设备的可靠性。该公司是两次标准的主要起草单位,他们严格执行标准中的有关规定,通过工程的实际运行也证明了标准的可行性及实用性。

    轻烃混空燃气经过十多年的运行考验,除了性能上的安全可靠,它还具有

    1.供气规模可大可小,针对不同用户满足其工艺及流量的要求;

    2.适用于当前天然气管道达不到的地区,混气的质量特点有利于今后过渡到天然气置换;

    3.具有工程占地面积小,施工周期短,运行安全等特点;

    4.是替代燃煤、柴油、电等锅炉及工业窑炉的清洁能源。