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国内外中小型生物质燃烧设备排放标准比较研究

2020-08-10 09:31来源:山东理工大学学报作者:张政清 张毅 高振强 王伟 张艳玲 何芳关键词:生物质燃烧设备中小型生物质燃烧设备中小型锅炉收藏点赞

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国内外现有生物质燃烧设备排放情况及与小型煤炉对比

1.国外生物质锅炉排放现状

Williams总结了世界各国生物质燃烧设备排放情况,如表5所示。从表5中可以看出,采用成型燃料燃烧的锅炉以及稍大规模带有除尘设备的锅炉,可以大大减少颗粒物以及未完全燃烧气体的排放。小型燃烧设备CO排放值较高,这是由于碳的未完全氧化导致的。 

2. 国内生物质燃烧设备排放现状

我国生物质锅炉排放数据较少,本文收集列举了部分文献中的数据,如表7所示。本文作者于2015年12月份检测了山东师范大学历山学院7MW生物质热水锅炉;于2016年5月份检测了潍坊博泰能源科技有限公司4kW小型生物质供暖炉和1MW生物质山楂食品干燥炉的排放。设备如图1所示。检测设备均采用德国ecom-J2kn型烟气分析仪,经多次检测,平均结果列于表7中。

从表7可以看出,我国小型生物质燃烧设备的排放并不明显比国外高或超出国外排放限值,这是由生物质本身低硫低氮的成分特性决定的。


3. 小型生物质锅炉和煤炉排放对比

我国传统小煤炉应用较多,特别是农业生产用能和北方农村地区冬季家庭供暖。Wang等的研究表明,采用柳林煤和临汾煤的传统小煤炉(10kW以下)的SO2排放可高达1300mg/m³和1200mg/m³,NOx排放约为100mg/m³,数据见表8。Mitch-ell等对比了采用同样的小型固定床燃烧设备,波兰煤和生物质的排放情况,结果也列于表8中。表7中4kW、8kW小型生物质炉排放值和表8中数据对比表明,小型煤炉的SO2排放远高于生物质炉,NOx排放也相对偏高。

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煤的大型燃烧已经非常成熟,辅以各种烟气处理设备,可以实现高效率、低排放燃烧。然而,对于小型燃煤设备,烟气处理设备结构复杂、价格高、运行费用高,目前难以推广。和煤相比,小型生物质锅炉排放明显低,特别是SO2的排放。而且生物质在农村的分散应用会大大降低收集、运输、储存成本。因此,国家可以制定相关政策,鼓励农村小型供热、供能设备采用生物质燃烧的方式,用来代替小型燃煤设备,这样可以大大降低环境污染。

结语

通过总结分析欧美及我国生物质燃烧设备排放标准、对比小型生物质和燃煤燃烧设备的排放现状可知:欧美排放标准多根据设备规模大小不同而有所不同,越小规模的设备,排放要求越松;目前我国生物质燃烧设备排放标准不完善,主要借鉴其他相关标准,排放要求普遍较高,不利于中小型生物质燃烧技术的发展和应用;生物质燃烧设备的颗粒物、NOx、SO2等的排放相对低于燃煤燃烧设备。

生物质燃烧应用对我国节能减排和农村可持续发展都具有重要意义。为了发展我国中小型生物质燃烧设备行业,根据我国现有技术情况应当完善并适当放宽中小型燃烧排放标准,根据设备规模及可能采取的排放措施,制定合理的颗粒物、SO2、NOx及CO的排放限值。


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