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生物质燃烧烟气排放特性与污染物控制

时间:2019-07-10 09:50

来源:农业工程

作者:余有芳 尚鹏鹏等

3、进料系统对烟气污染物排放的影响

3.1进料方式的影响

进料方式主要包括上进料、下进料、水平进料方式以及特殊进料方式等。张学敏等研究表明在颗粒物排放总量上:上进料燃烧器<水平进料燃烧器<下进料燃烧器。不同燃烧器匹配不同的生物质燃料会有不同的排放效果,就PM2.5所占颗粒物比例来说,将玉米秸秆颗粒在下进料燃烧器中燃烧,棉杆颗粒在水平进料燃烧器中燃烧,木质颗粒在上进料燃烧器中燃烧,产生的PM2.5最少。

进料方式影响颗粒物排放特性的原因在于其结构设计的差异。上进料燃烧器的筒形进料结构与水平进料燃烧器的V字型进料结构,使得灰渣与原料有序横置排开,而下进料燃烧器的结构设计使得灰渣覆盖在燃料上,燃烧不充分,颗粒物排放增多。还有一个原因在于,上进料燃烧器的燃料直接进到高温的燃烧火焰上部,燃烧充分,而下进料燃烧器底部温度低,燃烧缓慢。在其他进料方式上,杨国锋副研制了一种间歇进料的方式,最后通过实验得出当选用进2s停19S的进料方式(平均进料速率为5.0kg/h)时,能够有效降低污染物的排放。

3.2进料量的影响

进料量过大或过小都不利于燃烧。进料量过大导致供氧不足,烟气中CO等污染物的排放量高,污染环境。进料量过小又会因为供入空气量过多,导致可燃气体在炉膛内的停留时间太短而且降低炉膛温度,不利燃烧。杨国锋研究发现在氧气浓度不变的情况下,进料速率(从进2S停13s到进2s停21S)的减少使得挥发分与氧气混合更加充分,CO与NO的排放量均减少。诸多研究表明在合理的进料范围内,进料速率的增加对NOx以及颗粒物的排放起到促进作用。Roy MM等副比较不同负荷下木质颗粒燃料燃烧情况,结果表明高负荷燃烧生成的NO排放量比低负荷增加20%左右。Johansson LS等叫在生物质锅炉中研究颗粒燃料燃烧时,发现随着锅炉负荷的增加,颗粒物质量浓度略有增加。

进料量对不同生物质燃烧烟气排放特性的影响差异很大。木质颗粒燃料燃烧排放的NO浓度随着进料量的增多而增大,而玉米秸秆、棉秆颗粒燃烧排放的NO浓度随着进料量的增加而先增大后减少,但是3种颗粒燃料的CO排放量均随着进料速率的增大而增大,当进料量增加到5kg/h时,CO2的排放量最高,因为此过程灰渣量增多,空气量减少,颗粒燃烧不充分。

4、结束语

生物质燃料的合理选择、进料系统以及供风系统的合理设置能有效减少烟气污染物的排放,保证生物质的高效燃烧环保利用,从而促进生物质锅炉及燃烧器的实际运行。在生物质燃烧烟气污染物排放特性的研究中需注意5个问题。①不同生物质混合燃烧,烟气污染物排放情况有较大差异,在生物质混合燃料燃烧的污染物排放方面还有待深入研究。②不同学者研究生物质含氮量对烟气中NOx的影响呈现相互矛盾结果,有待进一步探讨。③过量空气系数对烟气中NOx以及颗粒物排放的影响效果尚未阐明,还需加强这方面的研究。④不同生物质采用不同进料方式的燃烧器燃烧,烟气排放情况有很大差异,在实际运行过程中,如何匹配进料量等参数以减少烟气污染物生成有待探讨。⑤综合考虑不同工况参数对烟气污染物中颗粒物排放的影响,也值得深入研究。综上所述,通过综合考量各个控制参数在烟气污染物排放中的影响,并经过试验研究确定最优的燃烧工况参数,使烟气污染物超低排放,能有效促进生物质锅炉及燃烧器的推广应用。


编辑:李丹

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