锅炉废气,计算方式总结
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1、燃煤锅炉废气污染源强
①过渡期燃煤锅炉废气污染源强
燃煤锅炉额定煤用量可根据下式计算:
B=(D×L)/(Q dw×η1)
式中:B——锅炉额定煤用量,t/h;
D——锅炉每小时产汽量(根据型号为4t/h);
L——锅炉锅炉工作压力下饱和蒸气焓(查有关锅炉手册为659.9kcal/kg);
Q dw——燃煤的低位发热值,(取5800kcal/kg);
η1——锅炉热效率(取80%)。
根据项目拟采用的龙岩无烟煤的煤质分析报告相关参数,含硫量0.72%,灰份21.8%,挥发份4.12%,低位发热值5487~6007kcal/kg。再由上式计算出一台4t/h蒸汽锅炉额定耗煤量为569kg/h。
a. 锅炉烟气排放量计算
燃煤锅炉的烟气量与锅炉型号、燃料的热值、燃烧方式以及配置的引风机型号均有密切关系。根据国家环境保护局科技标准司编写的《工业污染物产生和排放系数手册》计算公式对该项目燃煤烟气量、烟尘和SO2的产生量进行估算。
锅炉烟气量计算公式:
V o=1.01(QyL/1000)+0.5 (Nm3/ kg)
Vy=0.89(QyL/1000)+1.65+(α-1)V o (Nm3/ kg)式中:V o——燃料燃烧所需理论空气量,Nm3/kg;
Vy——实际烟气量,Nm3/kg;
QyL——燃煤的低位发热值,(取5800kcal/kg);
α——炉膛过剩空气系数,α=αo+Δα,αo取1.3,Δα取0.5。
由上式可计算出V o为6.358Nm3/kg,Vy为11.898Nm3/kg,4t/h蒸汽锅炉额定耗煤量为569kg/h,烟气排放量理论值为6770Nm3/h,即2.11×107 Nm3/a。
b. 烟尘产生量计算
G d =1000×A y
×a fh ×K C 11fh ⨯-)( 式中:G d ——烟尘产污系数,kg/t-煤;
A y ——煤中含灰量,%;
a fh ——烟尘中飞灰占灰分总量的百分比;
C fh ——烟尘中含碳量;
K ——锅炉出力影响系数。
公式中各项参数,按调查资料和实测数据确定如下:A y =21.8%,a fh =10%,
C fh =30%,K=1,计算出烟尘产污系数G d 为31.1 kg/t 。项目燃煤蒸汽锅炉每天运
行12小时,每年运行260日,预计煤用量为1775t/a (569kg/h ),则烟尘产生量
为55.2 t/a ,产生浓度为2616mg/Nm 3。
c. SO 2产生量计算
G SO 2=1.6×B×S
式中:G SO 2——SO 2产生量,kg/h ;
B ——耗煤量,kg/h ;
S ——煤中全硫份。
经计算项目燃煤的SO 2产生量为20.45t/a ,产生浓度为969mg/Nm 3。
对照《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2001)可知,燃煤烟气中SO 2
和烟尘排放浓度均超过相应标准(900mg/Nm 3、200mg/Nm 3),项目拟采用文丘
里—水膜(添加碱液)除尘设施对燃煤烟气进行净化,脱硫率按60%、除尘率按
94%计,则SO 2和烟尘实际排放量分别为8.18t/a 和3.32t/a ,实际排放浓度分别
为388mg/Nm 3和157mg/Nm 3。
② 过渡期之后的运营期燃气锅炉废气污染源强
当市政LNG 管网铺设至项目用地后,项目改燃煤锅炉为燃气锅炉。由莆田
市嘉能锅炉设备有限公司购置WNS 系列全自动燃气锅炉1台,根据锅炉厂家提
供的有关参数,额定蒸发量:4t/h ,锅炉效率:92.3%,天然气耗量:300 m 3/h 。
燃气过程产生的废气量可以采用系数推算法计算,公式如下:
V y =1.14× 4187
Q —0.25 + 1.0161(a-1)V 0 式中:Vy — 实际烟气量(Nm 3/m 3天然气);
Q — 天然气低位发热值,35590KJ/kg ;
a — 炉膛过剩空气系数,取1.35;
V 0 — 理论空气需要量,按下式计算;
V 0=0.260
1000
Q —0.25(m 3/m 3)= 9.0034 Nm 3/m 3; 则实际产生烟气量
V y =1.14×4187Q —0.25 + 1.0161(a-1)V 0= 12.6 Nm 3/m 3天然气 项目燃气锅炉每天运行12小时,每年运行260日,预计年耗天然气体积为
9.36×105m 3。根据上面计算出的天然气烟气量可以计算出项目废气排放总量为
1.18×107 Nm 3/a 。
根据中国海洋石油总公司福建LNG 站线项目执行办公室提供的资料,印尼
东固气田LNG 含总硫份为33.5mg/kg ,20℃天然气密度为0.6951kg/m 3。则天然
气含硫量为23.3 mg/m 3,以全部生成SO 2计,则天然气燃烧SO 2的产生系数为
46.6mg/m 3,则项目SO 2产生量为44kg/a ,燃气锅炉SO 2的产生浓度为3.7 mg/m 3。
根据《实用环境保护数据大全》(湖北人民出版社1999年4月),天然气燃
烧烟尘的产生系数为160mg/m 3,则项目烟尘产生量为150kg/a ,产生浓度为
12.7mg/m 3。
根据《实用环境保护数据大全》(湖北人民出版社1999年4月),天然气燃
烧NO X 的产生系数为1760mg/m 3,则项目NO X 产生量为1647kg/a ,产生浓度为
139.7mg/m 3。
综上可知,项目锅炉废气的产生情况详见表2.2-5。
表2.2-5 项目锅炉大气污染物浓度及排放标准对比表 类型 污染物
SO 2 烟尘 NO X 燃煤锅炉 污染物产生浓度(mg/m 3)
969 2616 / 污染物排放浓度(mg/m 3)
388 157 / 排放的最高允许浓度(mg/m 3)
900 200 / 污染物产生量(t/a )
20.45 55.2 / 污染物排放量(t/a )
8.18 3.32 / 燃气锅炉 燃烧天然气污染物的产生系数(mg/m 3) 46.6 160 1760 污染物产生浓度(mg/m 3) 3.7 12.7 139.7