生物质燃料锅炉废气量的计算审批稿

1)锅炉燃烧废气排放量的计算
①理论空气需要量（V0）的计算a. 对于固体燃料，当燃料应用基挥发分Vy>15%（烟
煤），为：V0=0.251 ×QL/1000+0.278[m3(标）/kg]
当Vy<15%（贫煤或无烟煤），
V0=QL/4140+0.606[m3(标）/kg]
当QL<12546kJ/kg（劣质煤），V0=QL//4140+0.455[m3(标)/kg)
式中：V0—燃料燃烧所需理论空气量，m3(标)/kg或m3/m3；
QL—燃料应用基低位发热值，kJ/kg或kJ/（标）m3。

各燃料类型的QL值对照表
（单位：千焦/公斤或千焦/标米3）
燃料类型QL
石煤和矸石8374
无烟煤22051
烟煤17585
柴油46057
天然气35590
一氧化碳12636
褐煤11514
贫煤18841
重油41870
煤气16748
氢10798
②实际烟气量的计算 a.对于无烟煤、烟煤及贫煤：Qy=1.04 ×QL/4187+0.77+1.0161(α-1) V0[m3(标）/kg]
当QL<12546kJ/kg（劣质煤），
Qy=1.04 ×QL/4187+0.54+1.0161(α-1) V0[m3(标）/kg]
式中：Qy—实际烟气量，m3(标)/kg;
α —过剩空气系数，α = α 0+Δ α
炉膛过量空气系数。

生物质直燃锅炉设计计算生物质直燃锅炉设计计算3.1锅炉设计时主要的结构尺寸1）炉膛净空尺寸：250×250×14002）炉排有效面积250×600，共做3块，炉排小孔4mm，开孔率40%，炉排下两侧装导轨，机械传动3）前拱高200，长50；4）后拱高180，长3003）炉顶出口：天圆地方结构，出口60mm4）点火炉门80×80，装在侧强5）看火孔42mm6）炉前装料斗7）料层厚度60mm6）炉顶装省煤器，管子18mm，前后各布置测点一个。

8）每隔300mm一个测点，测点预留孔14mm，烟囱上布置一个测点9）支架高度800mm10）炉膛内衬80mm厚，布置抓钉11）整体用不锈钢外包装12）支架高度800mm13）整体外形长宽高：760×410×22003.2试验原料本试验是采用生物质颗粒燃料（玉米秸秆颗粒燃料），是由生物质燃料成型机压制而成的。

其尺寸是圆柱形，直径是8mm，燃料颗粒自然堆积密度为554.7kg/m3，其颗粒密度为1200kg/m3。

实验前用氧弹式量热仪测定玉米颗粒燃料的收到基净发热量qnet,ar ， qnet,ar=15132kJ/kg。

由燃料元素分析仪分别测定其收到基中C，H，N，S，O的含量，得到：Car=44.92%，Har=5.77%，Nar=0.98%，Sar=0.21%，Oar=31.26%。

用燃料工业分析仪分别测定其收到基水分含量（Mar），收到基挥发分含量（Var），收到基固定炭含量（Far），收到基灰分含量（Aar）。

如下：Mar= 9.15%，Var= 75.58%，Far= 7.56%，Aar= 7.71%。

3.3直燃锅炉设计的相关参数1）锅炉功率要求：10 kW；2）温度：查阅暖通空调设计指南（P63）可以得到室内空气温度在16-24℃范围内[2]，在试验期间实际测得当时温度为16℃，室外环境温度t0=10℃，排烟温度tpy低于烟气露点，150℃左右 [20]，tpy =165℃；3）热负荷：查相关锅炉设计手册得炉排单位面积热负荷经验值700~1050kW/m2 [3-8]，由于低温及燃料易燃尽时取上限，所以取qF= 1050 kW/m2；炉膛单位容积热负荷经验值235~350kW/m3 [3-8]，因为低温及燃料易燃尽时取取上限，所以取qV= 350 kW/m3；4）过量空气系数：炉门和进料槽漏风系数△α= 0.2；炉膛进口空气过量系数α1= 1.5，炉膛出口空气过量系数α2,= α1+△α= 1.7；5）热损失：固体未完全燃烧损失q4=3.56%，CO未完全燃烧损失q3=2.5%，侧壁散发到室内的热量q5=0%；6）大气压力P=1atm总结以上数据绘制成下表1表1 直燃锅炉主要设计参数序号主要设计参数符号参数来源数值单位燃料参数1 燃料种类给定玉米桔杆2 燃料颗粒大小燃料测定 8 mm3 燃料颗粒自然堆积密度燃料测定 554.7 kg/m34 灰渣自然堆积密度燃料测定 1200 kg/m35 收到基碳含量 Car 燃料元素分析仪测定 44.92 %6 收到基氢含量 Har 燃料元素分析仪测定 5.77 %7 收到基氮含量 Nar 燃料元素分析仪测定 0.98 %8 收到基硫含量 Sar 燃料元素分析仪测定 0.21 %9 收到基氧含量 Oar 燃料元素分析仪测定 31.26 %10 收到基水分含量 Mar 燃料工业分析仪测定 9.15 %11 收到基挥发分含量 Var 燃料工业分析仪测定 75.58 %12 收到基固定炭含量 Far 燃料工业分析仪测定 7.56 %13 收到基灰分含量 Aar 燃料工业分析仪测定 7.71 %14 收到基净发热量 qnet,ar 氧弹式量热仪测定 15132 kJ/kg直燃锅炉参数15 功率 W 10 kW16 温度 thot,2 30-50℃，不超过70℃ [1] 50℃17 室内空气温度 thot,1 在16-24℃范围内选取[2] 16 ℃18 炉排单位面积热负荷 qF 经验值700~1050kW/m2 [3-8] 1050kW/m2低温及燃料易燃尽时取上限19 炉膛单位容积热负荷 qV 经验值235~350kW/m3 [3-8] 350 kW/m3低温及燃料易燃尽时取取上限20 炉门和进料槽漏风系数△α参照文献[9]选取 0.221 炉膛出口空气过量系数α2 α1+△α 1.722 炉膛进口空气过量系数α1 参考文献[10-13] 1.523 固体未完全燃烧损失 q4 参考文献[14-16] 3.56 %24 CO未完全燃烧损失 q3 参照文献[14-16]选取 2.5 %25 侧壁散发到室内的热量 q5 参考文献 [17-19] 0 %26 室外环境温度 t0 给定10 ℃27 排烟温度 tpy 低于烟气露点，150℃左右[20] 165 ℃28 压力 P 给定 1 atm3.4烟气量的计算（1）二氧化物量vRO2二氧化物是指烟气中的量，其计算如下：vRO2=0.01866(Car+0.375Sar)=0.01866（44.92+0.375×0.21）=0.839676675Nm3/kg（2）理论空气量va,0理论空气量是指每千克固体、液体燃料或每标准立方米气体燃料在化学当量比之下完全燃烧所需的空气量。

生物质燃料锅炉风量计算
@理论空气需要量（V0）的计算
a. 对于固体燃料（由于生物质颗粒燃料原料不同热值、成分均不同，目前国家标准及科研成果尚未得出生物质颗粒的燃煤兑换当量及理论空气需要量，所以无法准确计算。

）
当
当
QL
@
1t
2t
3t
@
C+O2=CO2（氧化燃烧——放热反应）
H2O=H2O（物态变化——汽化）
依据物质守恒，其中生物质燃料物质摩尔量不变：
一吨生物质燃烧，按含水率10%计。

（不考虑其他成分的杂质）
产生的气态物质摩尔量为：
N CO2=900*1000/12=75000mol
N H2O=100*1000/18=5555.6mol
总计摩尔量为：80555.6mol
按照摩尔体积计22.5L/mol（国标）：
燃烧生成的烟气总体积为：80555.6*22.5L/mol=1812.5m3
3
3/h （风速
参考对照《工业锅炉配套风机型号表》，发现1t燃煤锅炉风机配套风量取值为6000m3/h，由于生物质燃料颗粒热值低于燃煤，所以锅炉燃烧需消耗更多燃料及氧气，
而现行标准中均为燃煤的匹配计算，所以，本计算结果可作为生物质燃烧颗粒锅炉风量计算及风机配型的选型依据。

1t生物质燃料引风机风量：8523m3/h
参考文献：
《锅炉送、引风机的参数确定》
《生物质颗粒燃料的规格参数》
《锅炉房实用设计手册》
《工业锅炉配套风机型号》。

1•工业废水排放量=工业新鲜用水量X80 %2. 燃煤废气量计算公式：V=（ a +b） XK XQ低XB 出0000式中：V —燃煤废气量（万标立方米）a—炉膛空气过剩系数（见表1）b —燃料系数（见表2）K= 1.1Q低一煤的低位发热值，取2低= 5200大卡B—锅炉耗煤量（吨）3. 燃煤二氧化硫排放量计算公式：G= 2X0.8 XB XS X （1 - n）式中：G —燃煤二氧化硫排放量（吨）B—锅炉耗煤量（吨）S —煤中全硫分含量。

n—二氧化硫脱除率。

4. 煤粉炉、沸腾炉和抛煤机炉燃煤烟尘产生量计算公式：G = （BXA Xd fh ） / （1-C fh ）X 1000 其他炉型燃煤烟尘产生量计算公式：G=B XA Xd fh X1000燃煤烟尘排放量=6 X （1 - n）燃煤烟尘排放量=6 Xn式中：G —燃煤烟尘产生量（千克）E—锅炉耗煤量（吨）A—煤的灰份，有化验的取实测值、无化验的取A= 26.99 %d fh —烟气中烟尘占灰份量的百分数（见表3），取中间值C fh —烟尘中可燃物的百分含量，煤粉炉取4〜8 %、沸腾炉取15〜25 %n—除尘器的除尘效率。

5. 燃煤氮氧化物产生量计算公式：GNOX= 1630X B（10-6 XV y XCNOX）式中：GNOX —燃煤氮氧化物产生量（千克）B—锅炉耗煤量（吨）B—然料氮向燃料型NO的转变率（％）;与燃料含氮量n有关。

普通燃烧条件下，燃煤层燃炉为25 50%，燃油锅炉32〜40%，煤粉炉20〜25%。

n—燃料中氮的含量（％），见表4V y—1千克燃料生成的烟气量（标米3/千克），取7.8936标米3/千克。

CNOX —燃烧时生成的温度温度型NO的浓度（毫克/标米3），通常可取70ppm，即93.8毫克/标米3。

6. 燃煤炉渣产生量啕耗煤量七7. 对于一般锅炉燃烧一吨煤，约产生下列污染物：I产生0.78936万标立方米燃料燃烧废气；H产生32.00千克二氧化硫；山产生0.33333吨炉渣；W产生53.98千克烟尘；V产生9.08千克氮氧化物。

锅炉燃烧废气排放量的计算①理论空气需要量（V0）的计算a.对于固体燃料，当燃料应用基挥发分Vy>15%（烟煤），计算公式为：V0=0.251 ×QL/1000+0.278[m3(标）/kg]当Vy<15%（贫煤或无烟煤），V0=QL/4140+0.606[m3 (标）/kg]当QL<12546kJ/kg（劣质煤），V0=QL//4140+0.455[m3 (标)/kg)b. 对于液体燃料，计算公式为：V0=0.203 ×QL/1000+2[m3 (标）/kg]c. 对于气体燃料，QL<10455 kJ/（标）m3时，计算公式为：V0= 0.209 ×QL/1000[m3/ m3]当QL>14637 kJ/（标）m3时V0=0.260 ×QL/1000-0.25[m3/ m3]式中：V0—燃料燃烧所需理论空气量，m3 (标)/kg或m3/ m3；QL—燃料应用基低位发热值，kJ/kg或kJ/（标）m3。

a.对于无烟煤、烟煤及贫煤：Qy=1.04 ×QL/4187+0.77+1.0161(α-1) V0[m3(标）/kg]当QL<12546kJ/kg（劣质煤），Qy=1.04 ×QL/4187+0.54+1.0161(α-1) V0[m3(标）/kg]b.对于液体燃料：Qy=1.11 ×QL/4187+(α-1) V0[m3(标）/kg]c.对于气体燃料，当QL<10468 kJ/（标）m3时：Qy=0.725 ×QL/4187+1.0+(α-1) V0(m3/ m3)当QL>10468 kJ/（标）m3时，Qy=1.14 ×QL/4187-0.25+(α-1) V0(m3/ m3)式中：Qy—实际烟气量，m3 (标)/kg;α—过剩空气系数，α = α 0+Δα炉膛过量空气系数锅炉类型烟煤无烟煤油煤气手烧炉及抛机煤炉 1.40 1.65 1.20 1.10链条炉 1.35 1.40煤粉炉 1.20 1.25沸腾炉 1.25 1.25备注:其它机械式燃烧的锅炉，不论何种燃料，α均取1.3。

xxxxxxxxx 项目非重大变更情况说明目录1 项目概况 (1)2 项目建设内容 (2)2.1 项目选址及平面布置 (2)2.2 工作制度 (2)2.3 产能规模变化情况 (6)2.4 主要生产设备变化情况 (7)2.5 主要原辅材料变化情况 (8)2.6 项目组成变化情况 (8)3 生产工艺流程及产污情况分析 (9)4 蒸汽平衡和水平衡 (12)4.1 蒸汽平衡 (12)4.2 水平衡 (13)5 运营期采取的环境保护措施 (14)5.1 废水 (14)5.2 废气 (14)5.3 噪声 (15)5.4 固体废物 (15)5.5 环境保护措施对比分析 (15)6 结论 (16)附件清单：附件1 企业营业执照；附件2 企业建设项目申建报告表及审批意见（增环建〔2001〕204 号）；附件3 增城市环境保护局关于中华洗漂厂补办生产设备申请的拟办意见；附件4 环境保护设施竣工验收申请表及验收意见（增环管验字〔2004〕135 号）；附件5 企业国家排污许可证（编号为92440101X185270462001P）；附件6 广州市增城区环境保护局行政处罚决定书（增环罚〔2018〕131 号）；附件7 专家评审意见及修改索引。

1 项目概况xxxxxxxxx 项目成立于1990 年，经原增城市环保局增环管控字〔1994〕104 号文批准建设，位于广深铁路北侧。

后因美化铁路沿线景观及经济发展需要，2001 年经原增城市环保局同意（见“xxxxxxxxx 项目（搬迁）申建报告表”及“增环建〔2001〕204 号文”），厂址搬迁至沙埔工业开发区，设有60 台洗水机，10 吨、2 吨和4 吨的燃煤锅炉各一台，60 台烘干机，40 套夹机。

根据《关于要求委托违规企业依法补办环保手续申请的批复意见》（穗环管〔2002〕142 号），2002 年企业向原增城市环保局提交《xxxxxxxxx 项目建设项目环境影响报告书》及补办生产设备的申请，2003 年4 月获得原增城市环保局的批准（见“关于中华洗漂厂补办生产设备申请的拟办意见”）。

目前中国尚未制定燃用生物质燃料的锅炉、窖炉烟气排放标准和污染物排放检测方法及标准，因此，也无法出台鼓励生物质燃料推广应用的激励政策，难以调动化石能源用能企业利用生物质能源替代燃料的积极性，造成了“市场虽大、但大门紧闭”的局面，阻碍了生物质成型燃料替代化石燃料技术的商业化推广应用。

不过环发有文《关于界定生物质成型燃料类型有关意见的复函》，内容如下：
一、根据《关于划分高污染燃料的规定》（环发〔2001〕37号），未将“生物质成型燃料”划分为高污染燃料。

近年来，生物质成型燃料技术发展迅速，在使用专用锅炉并配套袋式除尘器的条件下，烟尘、二氧化硫和氮氧化物等污染物排放浓度较低，可以达到相关标准的限值要求。

二、生物质成型燃料在燃烧不完全或污染治理设施运行不正常的情况下，都有可能造成一定程度的空气污染。

考虑到部分城市目前在燃煤锅炉清洁能源改造工作中存在的清洁能源保障不足问题，我部原则同意在使用专用锅炉并配套袋式除尘器的条件下，由城市政府结合本行政区实际情况决定是否允许生物质成型燃料在高污染燃料禁燃区内使用。

三、生物质成型燃料属于可再生能源，是一种较好的煤炭替代燃料。

我部将与相关部门密切配合，进一步完善技术标准和政策法规，促进生物质燃料的推广使用。

根据上级的要求，方城县三利热能开发有限公司对运行的生物质锅炉排放尾气进行了检测，数据达到环保规定的排放标准，排放数据如下：
根据数据可见，生物质燃料在锅炉内燃烧后排放完全低于现在的锅炉排放标准，属于真正的清洁环保燃料。

生物质锅炉废气排放标准
生物质锅炉的废气排放标准主要受限于其中含有的各种污染物，例如颗粒物、二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）和一氧化碳（CO）等。

对于新建的生物质锅炉，其颗粒物的排放要求为20mg/m³，二氧化硫的排放要求为35mg/m³，氮氧化物的排放要求为150mg/m³，一氧化碳的排放要求为200mg/m³。

对于使用中的生物质锅炉，其颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳的排放要求因具体设备和使用条件而异，但一般仍需满足新建锅炉的相应标准。

另外，为了达到烟气排放标准，生物质锅炉必须配备相应的烟气处理设施，包括脱硫设施、脱硝设施和除尘设施等。

这些设施的设计、选型和运行都必须符合相应的技术要求，以确保烟气的排放达到标准。

目前中国尚未制定燃用生物质燃料的锅炉、窖炉烟气排放标准和污染物排放检测方法及标准，因此，也无法出台鼓励生物质燃料推广应用的激励政策，难以调动化石能源用能企业利用生物质能源替代燃料的积极性，造成了“市场虽大、但大门紧闭”的局面，阻碍了生物质成型燃料替代化石燃料技术的商业化推广应用。

不过环发有文《关于界定生物质成型燃料类型有关意见的复函》，内容如下：
一、根据《关于划分高污染燃料的规定》（环发〔2001〕37号），未将“生物质成型燃料”划分为高污染燃料。

近年来，生物质成型燃料技术发展迅速，在使用专用锅炉并配套袋式除尘器的条件下，烟尘、二氧化硫和氮氧化物等污染物排放浓度较低，可以达到相关标准的限值要求。

二、生物质成型燃料在燃烧不完全或污染治理设施运行不正常的情况下，都有可能造成一定程度的空气污染。

考虑到部分城市目前在燃煤锅炉清洁能源改造工作中存在的清洁能源保障不足问题，我部原则同意在使用专用锅炉并配套袋式除尘器的条件下，由城市政府结合本行政区实际情况决定是否允许生物质成型燃料在高污染燃料禁燃区内使用。

三、生物质成型燃料属于可再生能源，是一种较好的煤炭替代燃料。

我部将与相关部门密切配合，进一步完善技术标准和政策法规，促进生物质燃料的推广使用。

根据上级的要求，方城县三利热能开发有限公司对运行的生物质锅炉排放尾气进行了检测，数据达到环保规定的排放标准，排放数据如下：
根据数据可见，生物质燃料在锅炉内燃烧后排放完全低于现在的锅炉排放标准，属于真正的清洁环保燃料。

生物质燃料锅炉废气量的计算生物质燃料锅炉风量计算@理论空气需要量（V0）的计算a. 对于固体燃料（由于生物质颗粒燃料原料不同热值、成分均不同，目前国家标准及科研成果尚未得出生物质颗粒的燃煤兑换当量及理论空气需要量，所以无法准确计算。

）当燃料应用基挥发分Vy>15%（烟煤），计算公式为：V0=0.251 ×QL/1000+0.278[m3(标）/kg]当Vy<15%（贫煤或无烟煤），V0=QL/4140+0.606[m3(标）/kg]当QL<12546kJ/kg（劣质煤）， V0=QL//4140+0.455[m3(标)/kg] QL取1800，按无烟煤公式计算：V0=1800/4140+0.606@送风机送风量Vk=1.05*1.2*t*v01t锅炉vk=1311.52t锅炉vk=2622.773t锅炉vk=3934.16@引风机风量计算：气体的摩尔体积为：22.5L/mol;6.02*10^23选择主要化学反应：C+O2=CO2（氧化燃烧——放热反应）H2O=H2O（物态变化——汽化）依据物质守恒，其中生物质燃料物质摩尔量不变：一吨生物质燃烧，按含水率10%计。

（不考虑其他成分的杂质）产生的气态物质摩尔量为：N CO2=900*1000/12=75000molN H2O=100*1000/18=5555.6mol总计摩尔量为：80555.6mol按照摩尔体积计22.5L/mol（国标）：燃烧生成的烟气总体积为：80555.6*22.5L/mol=1812.5m3考虑VP=NRT，温度升高1.2系数，产生的烟气总量为：2175m3/t 由于O2来自于吸入（鼓风机）空气，按照国际标准占比21%体积。

则计算吸入空气量中氧气摩尔量为75000mol，则空气体积为：75000*22.5/1000/0.21*0.79=6348.2m3则，引风机所需排出的总风量为：2175+6348=8523m3/h该计算值与8月17日贝德罗1t锅炉工况正常，加热稳定状态下实测值10100m3/h（风速25m/s，管径400mm）及设备方提供参考值7000m3/h风量匹配。