馬文超,臺凌宇,陳冠益2,,何 超,關(guān)亞楠,宋光武,顏蓓蓓,程占軍*

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天津地區(qū)典型家用生物質(zhì)顆粒采暖爐污染物排放分析

馬文超1,臺凌宇1,陳冠益2,1,何 超3,關(guān)亞楠1,宋光武3,顏蓓蓓1,程占軍1*

(1.天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院,天津 300350；2.西藏大學(xué)理學(xué)院,西藏 拉薩 850000；3.北京市環(huán)境保護科學(xué)研究院,北京 100037)

為調(diào)查研究天津市家用生物質(zhì)顆粒采暖爐的污染物排放性狀,同時為政府的政策制定提供技術(shù)依據(jù),研究了天津地區(qū)生物質(zhì)燃料成分和采暖爐不同運行負(fù)荷對污染物排放的影響.結(jié)果表明:稻桿和棉桿兩種成型燃料在同一采暖爐的相同工況下燃燒時,稻桿灰分含量較棉桿高,造成較高的煙塵和CO排放,同時稻桿較棉桿S元素含量低,導(dǎo)致SO2排放較低.棉桿成型燃料在同一容量的采暖爐上燃燒時,隨著燃燒器負(fù)荷的增加,CO和SO2的排放增加,NO的排放減少.兩種生物質(zhì)成型燃料在該采暖爐上燃燒排放的揮發(fā)性有機物的主要種類均依次為酮類、苯系物、醛類.本工作試驗用家用生物質(zhì)顆粒采暖爐運行過程中NO、CO、SO2、煙塵的平均排放值分別為672.70,2297.94,124.00,109.35mg/m3,存在污染物排放超標(biāo)的現(xiàn)象,可通過增添水浴除塵設(shè)施,合理調(diào)節(jié)不同燃燒負(fù)荷下的風(fēng)機送風(fēng)量,維持適宜過量空氣系數(shù),以降低污染物排放.同時還需制定合理的標(biāo)準(zhǔn)和政策加強對家用采暖爐和成型燃料質(zhì)量的監(jiān)管.

天津；生物質(zhì)成型燃料；家用生物質(zhì)顆粒采暖爐；污染物排放

生物質(zhì)能是全球第四大能源,占世界一次能源總消耗的14%[1].生物質(zhì)資源具有地域便利性,也有低硫、適度氮以及基于生命周期的二氧化碳零排放的優(yōu)點,是節(jié)能減排政策下,化石燃料的良好替代品[2].我國每年產(chǎn)生農(nóng)林廢棄物約12億t,除還田、飼料等用途,仍有近50%露天焚燒或廢棄,導(dǎo)致嚴(yán)重環(huán)境污染和能量浪費.

生物質(zhì)成型燃料是將生物質(zhì)原料經(jīng)干燥、粉碎等預(yù)處理之后,在特定設(shè)備中加工成具有一定形狀、一定密度的固體燃料.在京津冀地區(qū)限制燃煤的政策下,生物質(zhì)成型燃料應(yīng)用于農(nóng)村家庭采暖日益增多,大量氮氧化物(NO)、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO2)、可揮發(fā)性有機物(VOCs)和煙塵排入空氣中,易造成嚴(yán)重空氣污染及霧霾等災(zāi)害性天氣,但我國及相關(guān)地方仍缺乏對其燃燒污染物排放的管控.國標(biāo)和一些地方標(biāo)準(zhǔn)中一般簡單參照燃煤、燃?xì)忮仩t標(biāo)準(zhǔn),較少根據(jù)生物質(zhì)成型燃料燃燒的特點和排放水平提出針對性控制要求,不利于對其排放的管控.

目前生物質(zhì)成型燃料燃燒污染物排放研究多集中在實驗室燃燒平臺下,NO、SO2和CO等常規(guī)污染物的排放規(guī)律上[3-6],難以反映市場在售生物質(zhì)鍋爐的污染物排放水平與規(guī)律.生物質(zhì)燃燒是環(huán)境VOCs污染的重要來源[7-11],但國內(nèi)外對于生物質(zhì)成型燃料VOCs排放的研究較少.國內(nèi)學(xué)者多研究生物質(zhì)直燃的VOCs排放規(guī)律[12-14],較少關(guān)注成型燃料;國外研究者主要對木質(zhì)生物質(zhì)燃燒VOCs的排放進行研究[15-16].

本研究運用天津地區(qū)銷售的某家用生物質(zhì)顆粒采暖爐,對比不同工作負(fù)荷,不同生物質(zhì)成型燃料,以及有無煙氣處理設(shè)施條件下,采暖爐燃燒過程中常規(guī)污染物煙塵、SO2、NO和CO的排放特性,對比不同生物質(zhì)成型燃料的VOCs排放特性,為目前在用的家用生物質(zhì)顆粒采暖爐的改造提供試驗依據(jù).同時,本文實地監(jiān)測的天津地區(qū)家用生物質(zhì)顆粒采暖爐污染物排放數(shù)據(jù)對政府相關(guān)政策及標(biāo)準(zhǔn)的制定具有參考意義.

1 試驗部分

1.1 試驗材料

天津地區(qū)稻桿和棉桿產(chǎn)量豐富.選取稻桿成型燃料和棉桿成型燃料進行測試并分析,其中兩種生物質(zhì)成型燃料的工業(yè)分析、元素分析和熱值測量如表1所示.

表1 兩種生物質(zhì)成型燃料的工業(yè)分析、元素分析和發(fā)熱量(空氣干燥基)

注*表示固定碳含量由差減法獲得,**表示氧含量由差減法獲得.

1.2 儀器與設(shè)備

1.2.1 家用生物質(zhì)顆粒采暖爐 實驗采用的天津某廠家家用生物質(zhì)顆粒采暖爐為生物質(zhì)顆粒燃燒器與鍋爐一體式設(shè)計,屬自動進料式固定爐排鍋爐.燃燒器部分包括:料倉、進料攪龍、風(fēng)機和控制臺.燃燒過程中可以實現(xiàn)自動除渣,具有很好的原料適應(yīng)性.通過控制臺可以改變進料攪龍的轉(zhuǎn)速,控制燃燒器負(fù)荷,風(fēng)機的送風(fēng)量為固定值,其結(jié)構(gòu)如圖1所示.本試驗共采用3種不同家用生物質(zhì)顆粒采暖爐進行監(jiān)測.其中爐型1鍋爐容量為0.2t/h,矩形煙道,尺寸為0.16×0.125m,不含水浴除塵器;爐型2鍋爐容量為0.02t/h,圓形煙道,直徑為0.1m,含水浴除塵器;爐型3鍋爐容量為0.02t/h,圓形煙道,直徑為0.2m,不含水浴除塵器.

水浴除塵器原理為含塵氣體從進氣管高速噴出,對水面產(chǎn)生沖擊進入水體,大部分塵粒與水黏附后留在水中.在沖擊水浴作用后,仍有部分塵粒隨氣體運動.該部分塵粒在水面上部由沖擊作用形成的沖擊水滴和泡沫的混合區(qū)域內(nèi)得到進一步凈化.凈化氣體中的含塵水滴經(jīng)過脫水濾網(wǎng),實現(xiàn)了水滴與氣流的分離,干凈的氣體經(jīng)排氣管排出.

1.2.2 testo 350煙氣分析儀 NO、NO2、CO、SO2和O2的體積分?jǐn)?shù),以及排煙溫度,煙道氣體流量等數(shù)據(jù)由testo 350煙氣分析儀測得.配有各種傳感器,標(biāo)配的煙槍探針長700mm,耐溫500℃.

1.2.3 嶗應(yīng)3012H型自動煙塵(氣)測試儀 嶗應(yīng)3012H型自動煙塵(氣)測試儀包括測試主機、煙塵多功能取樣管、煙氣含濕量檢測器、高效氣水分離器、煙氣取樣器等組成部分.將煙塵采樣管由采樣孔放入煙道內(nèi),將采樣嘴置于監(jiān)測點上,正對氣流方向,按等速采樣要求抽取一定量的含塵氣體,根據(jù)濾筒捕集的煙塵重量以及抽取的氣體體積,計算煙塵的排放濃度.

圖1 家用生物質(zhì)顆粒采暖爐結(jié)構(gòu)示意

1.排液管;2.水箱;3.排氣管;4.脫水濾網(wǎng);5.進氣管;6.進液管;7.爐體;8.觀火孔;9.出渣口;10.燃燒爐盆;11.風(fēng)機;12.進料攪龍;13.控制臺;14.料倉.左側(cè)虛線框內(nèi)為水浴除塵器

1.2.4 真空罐-氣袋采樣系統(tǒng) 使用真空罐、抽氣泵等設(shè)備,將生物質(zhì)顆粒采暖爐排放的廢氣直接采集并儲存在PVF聚氟乙烯薄膜氣袋中.氣袋放置于黑色聚氯乙烯塑料袋內(nèi),避光保存直至實驗室檢測.

1.2.5 Agilent 7890A-5975C型氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀 采用GC/MS法對氣袋內(nèi)煙氣VOCs含量進行檢測,定量檢測煙氣中104種VOCs濃度.

1.3 試驗參數(shù)與試驗設(shè)計

1.3.1 試驗參數(shù) 測試參數(shù)為煙道氣體中主要氣體組成NO、NO2、CO、SO2和O2的體積分?jǐn)?shù),用于計算煙氣中主要污染物的排放量.測定煙氣中104種VOCs濃度,計算燃料的VOCs排放系數(shù)和臭氧生成潛勢.通過測試煙塵多功能取樣管內(nèi)濾筒的增重和抽取的氣體體積,計算煙塵濃度.

1.3.2 試驗設(shè)計 在爐型1上燃燒棉桿生物質(zhì)成型燃料,通過改變進料攪龍的進料速度來控制燃燒器負(fù)荷,共試驗3種不同的燃燒器負(fù)荷, 100%(進料軸轉(zhuǎn)速50r/min),80%(進料軸轉(zhuǎn)速40r/min)和60%(進料軸轉(zhuǎn)速30r/min).

在爐型3上采用70%燃燒器負(fù)荷(進料軸轉(zhuǎn)速35r/min),分別燃燒稻桿和棉桿成型燃料以對比不同組分燃料燃燒時污染物排放的異同;在同一負(fù)荷、同一爐型、同一類型燃料條件下,驗證燃料燃燒在有無除塵器時煙塵排放的異同.

2 結(jié)果與討論

2.1 不同燃燒器負(fù)荷下的常規(guī)污染物排放

如圖2所示,棉桿在不同燃燒器負(fù)荷下的NO、CO和SO2排放量差異明顯.隨著燃燒器負(fù)荷的增加,NO排放量減少,CO和SO2排放量增加.

圖2 在不同燃燒器負(fù)荷下棉桿燃燒的污染物排放量

2.1.1 不同燃燒器負(fù)荷下NO的排放 生物質(zhì)成型燃料燃燒的NO排放主要分為熱力型、快速型和燃料型3種.一般認(rèn)為生物質(zhì)成型燃料燃燒排放的NO主要為燃料型NO,其中以揮發(fā)分氮為主,少量來源于焦炭氮[17-18].由揮發(fā)分直接析出和焦油熱解產(chǎn)生的NH3、HCN和HNCO,在氧化氣氛下被氧化生成NO和N2O;同時在碳?xì)浠衔锖徒固康淖饔孟?NO和N2O也可以被還原成N2.焦炭中的N可以被氧化生成NO和N2O,同時焦炭也對NO和N2O進行還原,生成N2[19].

通過對比棉桿在爐型1不同負(fù)荷下NO的排放數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),隨著負(fù)荷的增加,NO的排放量呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(圖2).隨著棉桿生物質(zhì)成型燃料進料量的增多,燃燒器負(fù)荷增加,而風(fēng)機不能隨進料量的增加提高送風(fēng)量,過量空氣系數(shù)變小,并且短時間內(nèi)大量揮發(fā)分從成型燃料中析出,從而消耗大量氧氣,導(dǎo)致爐膛中貧氧氣氛.揮發(fā)分中的NH3、HCN和HNCO,由于氧氣量的減少,難以被氧化生成NO和N2O;同時揮發(fā)分與焦炭對NO和N2O的還原作用增強,導(dǎo)致煙氣中NO含量的減少[20].

2.1.2 不同燃燒器負(fù)荷下CO的排放 隨著家用生物質(zhì)顆粒采暖爐燃燒器負(fù)荷的增加,煙氣中CO含量升高.如圖2所示,當(dāng)燃燒器負(fù)荷從60%增加到80%時,煙氣中的CO含量升高了19%;繼續(xù)增加進料量,將燃燒器負(fù)荷增加到100%時,CO含量急劇增加,100%燃燒器負(fù)荷下CO排放量比80%負(fù)荷下CO排放量增加了73%,是60%負(fù)荷下CO排放量的2.1倍.

由于家用生物質(zhì)顆粒采暖爐的空氣供應(yīng)量固定,當(dāng)進料量增加時,過量空氣系數(shù)減少,造成爐膛嚴(yán)重缺氧,大量的揮發(fā)性有機物還未得到充分氧化,就被氣流吹出,導(dǎo)致CO排放量的增加.

2.1.3 不同燃燒器負(fù)荷下SO2的排放 生物質(zhì)燃燒過程中,SO2的排放來自于揮發(fā)分燃燒和焦炭燃燒兩個階段.前者主要來源于熱穩(wěn)定性差的有機硫,以H2S、COS(羰基硫)等形式分解析出,然后氧化生成SO2.后者主要來源于無機硫酸鹽的分解釋放[21],SO2可以進一步反應(yīng)生成堿金屬及堿土金屬硫酸鹽,并被固定于灰分中[22-24].

如圖2所示,當(dāng)燃燒器負(fù)荷為60%時,煙氣中SO2的排放量為零,隨著進料量的增加,當(dāng)燃燒器負(fù)荷達到80%時,煙氣中SO2的排放值為13.2mg/m3,繼續(xù)提高進料量,當(dāng)負(fù)荷達到100%時,SO2的排放值為39.5mg/m3.SO2的排放值隨燃燒器負(fù)荷的提升,顯著增加.

一方面由于進料量的增加,以H2S、COS(羰基硫)等形式隨揮發(fā)分一起排出的有機硫數(shù)量增多,有機硫進一步被氧化生成SO2,導(dǎo)致煙氣中SO2的排放量增加;另一方面,由于進料量增加、燃燒器負(fù)荷提升,導(dǎo)致過量空氣系數(shù)下降.貧氧燃燒條件下,由于氧氣量不足, SO2未能被進一步氧化與堿金屬生成硫酸鹽,剩余的SO2氣體隨煙氣排出,導(dǎo)致煙氣中SO2的排放量增加.

2.2 不同原料燃燒常規(guī)污染物排放

棉桿生物質(zhì)成型燃料和稻桿生物質(zhì)成型燃料在容量同為0.02t的家用生物質(zhì)顆粒采暖爐中燃燒的NO、CO、SO2和煙塵排放量,如圖3所示.稻桿成型燃料燃燒的CO和煙塵排放量明顯高于棉桿成型燃料,而SO2排放量低于棉桿,2種燃料的NO排放量無顯著差別.

圖3 棉桿和稻桿成型燃料相同條件下燃燒污染物排放量對比

如表1所示,稻桿成型燃料的灰分含量是棉桿成型燃料的1.6倍,明顯高于棉桿.灰分含量過高使其在燃燒過程中容易結(jié)渣,灰渣附著在固定碳表面,阻滯了氧氣與固定碳的接觸,導(dǎo)致燃燒不充分,CO排放量升高;同時灰分含量高也是造成其煙塵排放較高的原因.雖然稻桿成型燃料的N元素含量是棉桿成型燃料的1.1倍,但是由于固定碳燃燒不充分,導(dǎo)致爐膛處于還原性氣氛,揮發(fā)分N難以被氧化生成NO,所以稻桿成型燃料和棉桿成型燃料的NO排放量無顯著差別.棉桿成型燃料燃燒的SO2排放量高于稻桿成型燃料,前者是后者的1.2倍.一方面由于棉桿成型燃料的S元素含量明顯高于稻桿成型燃料(約1.4倍),導(dǎo)致棉桿成型燃料的SO2排放量較高;另一方面,由于稻桿成型燃料的灰分含量較高,其中的堿金屬和堿土金屬元素可以將SO2轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,固定在灰分中,減少SO2氣體的排放.

2.3 不同原料燃燒VOCs排放

2.3.1 VOCs組分排放分布 VOCs的排放系數(shù)指單位質(zhì)量的成型燃料燃燒生成的VOCs的質(zhì)量.在容量為0.02t的采暖爐,相同燃燒器負(fù)荷下棉桿成型燃料和稻桿成型燃料的VOCs排放系數(shù)分別為8.42mg/kg和11.96mg/kg.由于棉桿成型燃料揮發(fā)分和固定碳含量高,揮發(fā)分更易于在爐內(nèi)揮發(fā)燃燒,VOCs燃燒更充分,排放系數(shù)較稻桿成型燃料低.將棉桿成型燃料和稻桿成型燃料燃燒的VOCs排放組分,依據(jù)不同官能團分類,歸一化得到不同官能團種類的質(zhì)量分?jǐn)?shù),如圖4所示.兩種燃料排放最多的VOCs組分均為酮類,分別占棉桿成型燃料和稻桿成型燃料VOCs總排放系數(shù)的39%和48%.棉桿成型燃料和稻桿成型燃料燃燒除烷烴含量差異較大外,其余物種分布較為相似,VOCs排放主要種類均依次為酮類、苯系物、醛類.兩種成型燃料燃燒均未檢測出鹵代烴成分.

圖4 生物質(zhì)成型燃料燃燒排放VOCs物種分布

2.3.2 VOCs排放的臭氧生成潛勢分析 由于不同VOCs物種的化學(xué)活性不同,影響其生成臭氧的潛勢.因此采用增量反應(yīng)活性指標(biāo),計算單個VOCs物種的臭氧生成潛勢(OFP)[25].公式如下:

OFP=MIR×EF

式中:OFP表示單位生物質(zhì)燃燒生成臭氧的量(mg/kg),MIR為單個VOCs物種的最大增量反應(yīng)活性(mg/kg),EF為單個VOCs物種的排放系數(shù).其中MIR取自Carter提供的數(shù)據(jù)庫,庫內(nèi)沒有的物種,取其相似物種的MIR值[26].

棉桿成型燃料和稻桿成型燃料的VOCs臭氧生成潛勢總量分別為27.20mg/kg和29.86mg/ kg,稻桿略高于棉桿,需著重關(guān)注.2種燃料燃燒排放VOCs臭氧生成潛勢質(zhì)量百分比分布如圖5所示.2種成型燃料燃燒臭氧生成潛勢較高的化合物種類依次是醛類、其他物種、烯烴/炔烴和苯系物.兩種成型燃料燃燒排放的VOCs中,臭氧生成潛勢較高的化合物依次是丙烯醛、四氫呋喃和丙烯.

圖5 生物質(zhì)成型燃料燃燒排放VOCs臭氧生成潛勢分布

2.4 煙氣凈化處理對污染物排放的影響

圖6 有無除塵設(shè)施下棉桿燃燒煙塵排放量對比

棉桿在主體部分一致的爐型2(水浴除塵)和爐型3(無除塵設(shè)施)上,相同負(fù)荷下燃燒的煙塵排放量對比,如圖6所示.添加水浴除塵煙氣處理設(shè)施的家用生物質(zhì)顆粒采暖爐,其煙塵排放量為109.35mg/m3比無除塵設(shè)施下的煙塵排放(214.85mg/m3)降低49%,水浴除塵效果明顯.

目前常用的除塵設(shè)施為水浴除塵和布袋除塵.相比于林業(yè)生物質(zhì)成型燃料,農(nóng)業(yè)生物質(zhì)成型燃料燃燒結(jié)焦結(jié)渣現(xiàn)象嚴(yán)重,少量灰渣與焦油隨煙氣到達布袋,造成布袋堵塞、破損,嚴(yán)重影響布袋的除塵效果.布袋除塵需要經(jīng)常更換布袋,增加了居民的用能成本,經(jīng)濟性較差.相比于布袋除塵,水浴除塵具有設(shè)備簡單、操作簡便和運行穩(wěn)定性高等優(yōu)點,且無需頻繁更換布袋,適用于小型家用生物質(zhì)顆粒采暖爐煙氣除塵.

2.5 與國標(biāo)/地標(biāo)污染物排放限值的對比

表2列舉了國內(nèi)與生物質(zhì)鍋爐大氣污染物排放限值相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn).天津市尚未出臺針對生物質(zhì)鍋爐的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn).根據(jù)中華人民共和國環(huán)境保護部關(guān)于執(zhí)行大氣污染物特別排放限值的公告,天津市被劃入《重點區(qū)域大氣污染防治“十二五”規(guī)劃》的重點控制區(qū),執(zhí)行大氣污染物特別排放限值.對比了實測排放數(shù)據(jù)(平均值)和國家標(biāo)準(zhǔn)中的特別排放限值.實測煙塵排放值為109.35mg/m3(水浴除塵后),超標(biāo)近3倍;NO平均值為672.70mg/m3,超標(biāo)2倍;SO2平均值達標(biāo).CO平均值為2297.94mg/m3,對比表2中最嚴(yán)限值(上海地標(biāo))100mg/m3,超標(biāo)22倍.

監(jiān)測結(jié)果表明,試驗用家用生物質(zhì)顆粒采暖爐污染物總體排放水平偏高.主要由于家用生物質(zhì)顆粒采暖爐的爐型小,揮發(fā)分停留時間過短,鍋爐設(shè)計參數(shù)不合理等原因造成.針對目前的污染物排放超標(biāo)問題,可以通過增添水浴除塵設(shè)施,改進水浴除塵器結(jié)構(gòu),減少煙塵排放;調(diào)整風(fēng)量,延長煙道燃燒回程,減少CO和SO2的排放量;增加二次配風(fēng),減少NO排放等手段,對家用生物質(zhì)顆粒采暖爐進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,使其污染物達標(biāo)排放.

表2 國家及各省市生物質(zhì)鍋爐大氣污染物排放限值(mg/m3)

注:*表示參考燃煤鍋爐排放限值.

3 結(jié)論

3.1 家用生物質(zhì)顆粒采暖爐的NO排放量隨著燃燒器負(fù)荷的升高而減少,CO和SO2的排放量隨燃燒器負(fù)荷升高而增大.

3.2 在相同燃燒條件下棉桿生物質(zhì)成型燃料的CO和煙塵排放量顯著小于稻桿生物質(zhì)成型燃料,SO2排放量高于稻桿生物質(zhì)成型燃料,NO排放量與稻桿生物質(zhì)成型燃料無顯著差別.

3.3 棉桿成型燃料和稻桿成型燃料VOCs排放主要種類依次為酮類、苯系物、醛類.兩種成型燃料燃燒臭氧生成潛勢較高的VOCs物種依次是:醛類、其他物種、烯烴/炔烴和苯系物.

3.4 水浴除塵能夠明顯降低家用生物質(zhì)顆粒采暖爐煙氣排放中的煙塵濃度,除塵效率達49%,同時具有設(shè)備簡單,運行成本低,穩(wěn)定性好,操作簡便等優(yōu)點,適用于小型家用生物質(zhì)采暖爐的煙塵處理,但是需要改進其結(jié)構(gòu),以進一步提高除塵效率.

3.5 實地監(jiān)測的家用生物質(zhì)顆粒采暖爐NO、CO和煙塵的排放超標(biāo).其中NO平均值超標(biāo)2倍,CO平均值超標(biāo)22倍,煙塵排放超標(biāo)近3倍,SO2平均值排放達標(biāo).

3.6 應(yīng)根據(jù)天津地區(qū)家用生物質(zhì)顆粒采暖爐污染物排放特點,制定配套的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn),并合理調(diào)控不同燃燒負(fù)荷下的風(fēng)機送風(fēng)量以減少污染物排放.

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致謝：感謝北京市環(huán)科院紀(jì)寶鋼工程師等人的幫助.

Analysis of pollutant emission of typical domestic biomass pellet heating furnaces in Tianjin.

MA Wen-chao1, TAI Ling-yu1, CHEN Guan-yi2,1, HE Chao3, GUAN Ya-nan1, SONG Guang-wu3, YAN Bei-bei1, CHENG Zhan-jun1*

(1.Department of Environmental Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300350, China；2.School of Sciences, Tibet University, Lasha 850000, China；3.Beijing Municipal Research Institute of Environmental Protection, Beijing 100037, China)., 2018,38(3)：845~851

In order to investigate the pollutant emission status of Tianjin’s domestic biomass pellet heating furnaces and provide scientific support for the governments’ policy formulation, this study investigated the effect of the briquette fuel type and the furnace capacity on the pollutant emissions in Tianjin. The result showed that: rice straw contains more ash residues and less sulfur content than cotton straw, causing more smog and CO emissions, and less SO2emission. The emission amounts of CO and SO2increased, and that of NOdecreased with the increasing of the feed rate during the cotton straw combustion in the same furnace. The major components of volatile organic compounds (VOC) emission, during the combustion process of these two briquette fuels, were ketones, benzenes, and aldehydes. The average emission values of NO, CO, SO2, smog were 672.70, 2297.94, 124.00, 109.35mg/m3, respectively. It is necessary to reduce the pollution emission of domestic biomass heating furnaces by adding water-bath duster device, adjusting the supply air rate to match the feed rate, and maintaining an appropriately excessive coefficient. Appropriate standards and policies are also needed to control of the quality of the domestic biomass heating furnaces and briquette biomass fuels.

Tianjin；biomass briquette；domestic biomass pellet heating furnace；pollutant emission

X501

A

1000-6923(2018)03-0845-07

馬文超(1982-),女,黑龍江省鶴崗人,博士,主要從事生物質(zhì)資源化利用的相關(guān)研究.發(fā)表論文20篇.

2017-08-03

國家重點研發(fā)計劃資助(2016YFE0201800);天津市環(huán)保局課題(TGPC-2015-F-0215-1)

* 責(zé)任作者, 講師, zjcheng@tju.edu.cn