燃煤工业锅炉污染物排放特征及节能减排措施研究

【摘要】：我国工业锅炉年耗煤4亿t,每年向大气排放600万t SO_2、800万t烟尘,是我国大气污染的重要来源。开展燃煤工业锅炉大气污染物排放特征和节能减排研究,对我国未来大气污染控制和能源、环境与社会发展的综合决策具有重要意义。 现场测试结果表明,燃煤工业锅炉气态污染物TSP、SO_2、NO_X、CO的排放水平分别为283～350 mg/m~3、914.6～1245.7 mg/m~3、64.2～136.6mg/m~3、109.9～890 mg/m~3。TSP、SO_2、NO_X、CO的排放因子分别为3.849～20.38 g/kg、16.83～54.01 g/kg、1.441～3.791 g/kg、1.509～52.56 g/kg。测试锅炉二价汞、元素汞和颗粒汞的排放水平分别为0.3～5.7μg/m~3、1.5～3.8μg/m~3、0.008～0.023μg/m~3。湿式除尘脱硫设施对TSP和SO_2、的去除效率分别为54.2～73.8%、13.0～32.6%,去除效率低,燃煤工业锅炉污染物超标严重。 沈阳工程技术处采暖期内单位面积耗标煤量为33.5kg/m~2,而沈阳市内仅为30 kg/m~2,通过能耗对比,发现燃煤工业锅炉节能潜力较大。通过分层燃烧技术改造、减少锅炉内部阻力两项节能技术措施和湿式除尘废水回用和旋流板塔双碱法脱硫两项减排技术措施的实施,节煤900 t,节电20万kWh,TSP排放浓度从348mg/m~3降低到176mg/m~3,SO_2排放浓度从1274mg/m~3降低到815mg/m~3,提高了锅炉运行效率,减少污染物排放。 通过提高锅炉操作技能和管理水平、强化用煤管理、强化水质管理、及时调整锅炉燃烧、强化除尘脱硫装置、及时清除受热面积灰等管理措施,进一步提高了锅炉效率,节煤200 t,降低了燃煤消耗和污染物排放。 通过经济效益和环境效益两方面对沈阳工程技术处燃煤工业锅炉采取措施后节能减排效益进行了分析。经济效益中节能项目需要投资49万元,节能效益为76.8万元,投资回收期为0.638年。环境治理项目需要投资216万元,环境效益为40万元,投资回收期为5.4年。以沈阳市为例进行了外延分析,计算表明,如果采取节能措施,沈阳市每年可以节约燃煤32.67万t,显著降低运行成本,减少污染物排放。 【关键词】：工业锅炉 排放特征 节能减排 效益分析
【学位授予单位】：清华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TK227;X51
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-10
• 第1章 引言10-19
• 1.1 研究背景10-12
• 1.1.1 燃煤工业锅炉概述10-11
• 1.1.2 燃煤工业锅炉污染物及其影响11-12
• 1.2 研究意义12-13
• 1.3 国内外研究现状13-17
• 1.3.1 排放特征方面研究13-16
• 1.3.2 燃煤工业锅炉节能减排方面的研究16-17
• 1.4 本课题研究内容17
• 1.5 研究方案和技术路线17-19
• 1.5.1 研究方案17
• 1.5.2 技术路线17-19
• 第2章 气态污染物排放特征研究19-31
• 2.1 测试燃煤工业锅炉的选择19-21
• 2.1.1 锅炉类型19
• 2.1.2 锅炉容量19-20
• 2.1.3 燃料类型20
• 2.1.4 燃烧方式20
• 2.1.5 污染控制设施20-21
• 2.2 测试方法和测试流程21-22
• 2.2.1 测试方法21
• 2.2.2 测试流程21-22
• 2.3 气态污染物测试22-23
• 2.3.1 测试仪器22-23
• 2.3.2 测试计算23
• 2.4 总烟尘（TSP）测试23-27
• 2.4.1 测试仪器23-25
• 2.4.2 等速采样25
• 2.4.3 采样步骤25-26
• 2.4.4 测试计算26-27
• 2.5 质量保证与质量控制（QA/QC）27
• 2.6 测试结果27-29
• 2.6.1 气态污染物排放水平27-28
• 2.6.2 除尘脱硫装置对气态污染物去除效率28
• 2.6.3 排放因子28-29
• 2.7 本章小结29-31
• 第3章 汞排放特征研究31-40
• 3.1 烟气中汞采样方法31
• 3.2 汞样品采集和回收31-37
• 3.2.1 仪器装置31-33
• 3.2.2 主要试剂药品33-34
• 3.2.3 测试准备34-35
• 3.2.4 测试过程35-36
• 3.2.5 样品回收36-37
• 3.3 固液样品的采集和回收37
• 3.4 样品分析37-38
• 3.4.1 F732-V 智能型测汞仪37-38
• 3.4.2 DMA-80 直接测汞仪38
• 3.5 测试结果38-39
• 3.5.1 各类汞的排放水平38
• 3.5.2 除尘脱硫装置对各类汞的去除效率38-39
• 3.5.3 各类汞的排放因子39
• 3.6 本章小结39-40
• 第4章 节能减排技术研究40-56
• 4.1 分层燃烧节能技术40-45
• 4.1.1 分层燃烧技术的应用意义40
• 4.1.2 链条锅炉燃烧主要缺陷40-41
• 4.1.3 分层燃烧的工作原理41-44
• 4.1.4 分层燃烧主要优点44-45
• 4.1.5 运行操作要求45
• 4.2 减少锅炉内部阻力节能技术45-49
• 4.2.1 锅炉内部阻力产生的主要原因45-47
• 4.2.2 阻力过大产生的危害47
• 4.2.3 锅炉内阻过大的原因47-49
• 4.2.4 减少内部阻力的方法49
• 4.3 湿法除尘废水循环回用减排技术49-53
• 4.3.1 湿法除尘废水水质特点49-50
• 4.3.2 湿法除尘废水治理技术50-51
• 4.3.3 除尘废水回用与烟气脱硫相结合51-53
• 4.4 旋流板塔双碱法脱硫技术53-55
• 4.4.1 基本原理53
• 4.4.2 工艺流程53-54
• 4.4.3 运行注意事项54
• 4.4.4 除尘脱硫的安全性增强54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第5章 节能减排管理措施研究56-61
• 5.1 提高锅炉操作技能和管理水平56-57
• 5.2 强化用煤的管理工作57
• 5.3 强化水质管理57-58
• 5.4 及时调整锅炉燃烧58-59
• 5.5 强化除尘脱硫装置日常管理59
• 5.6 及时清除受热面积灰59-60
• 5.7 本章小结60-61
• 第6章 节能减排措施的经济效益和环境效益分析61-64
• 6.1 经济效益分析61-62
• 6.2 环境效益分析62-63
• 6.2.1 节能的环境效益62-63
• 6.2.2 减排的环境效益63
• 6.3 本章小结63-64
• 第7章 结论与建议64-66
• 7.1 结论64-65
• 7.2 建议65-66
• 参考文献66-68
• 致谢68-69
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果69

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