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燃煤工业锅炉污染物排放特征及节能减排措施研究

作　者: 孙德刚
导　师: 王书肖；高文全
学　校: 清华大学
专　业: 环境工程
关键词: 工业锅炉 排放特征 节能减排 效益分析
分类号: X51
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


我国工业锅炉年耗煤4亿t,每年向大气排放600万t SO2、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、SO2、NOX、CO的排放水平分别为283～350 mg/m3、914.6～1245.7 mg/m3、64.2～136.6mg/m3、109.9～890 mg/m3。TSP、SO2、NOX、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/m3、1.5～3.8μg/m3、0.008～0.023μg/m3。湿式除尘脱硫设施对TSP和SO2、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/m2,而沈阳市内仅为30 kg/m2,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/m3降低到176mg/m3,SO2排放浓度从1274mg/m3降低到815mg/m3,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。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-10
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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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 环境污染及其防治 > 大气污染及其防治
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