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物质与煤共燃减少污染物排放

信息来源:eoozoo.com  时间:2006-06-29  浏览次数:195

  1、 CO2 等温室气体的减排
  由于生物质在燃烧过程中排放出的CO2 与其生长过程中所吸收的一样多,所以生物质燃烧对空气CO2 的净排放为零。同时由于燃烧生物质剩余物减少了其自然腐烂所产生的CH4,进一步减少了温室气体的排放,通常认为CH4气体的温室效应是CO2 的21 倍。在减排CO2 的成本上,相对来说燃烧生物质发电也是非常低的,因而它是目前最经济可行的减排CO2 手段之一。
  2、 NOX 的排放
  燃煤过程中NOx的生成主要有3 条途径:①热生成。在1300 ℃的温度下,由空气中N2与O2 反应生成;②间接生成。空气中氮先与烃类自由基反应生成氰化物,然后转化成NO;③由燃料中的氮转化而来。加入生物质与煤共燃能够降低NOx 的排放浓度主要原因:①生物质含有大量挥发分,在低温下迅速析出进而燃烧,形成生物质挥发分与煤抢氧燃烧,从而形成较低氧气浓度,有利于还原物质(C 和CO 等)对NOx的还原分解反应,减少NOx的生成;②生物质本身N 含量比煤少得多,故生物质与煤O2 共燃过程中生成NOx的数量也会降低;③燃烧过程中生物质释放出的挥发分与煤相比更富NH3,而后者则更富HCN。NH3 能够分解成NH2和NH,它们能够将NO还原成N2,从而起到降低NOx作用;而HCN 能在O2 的作用下分解成NCO,它进一步与NO反应会生成污染物N2O。值得注意的是,生物质与煤共燃对降低燃烧过程中排放NOx的作用会因生物质本身的含N 量、煤种(灰成分)以及燃烧方式的不同而差别较大。
  3、 SO2 的排放
  SO2 的排放量主要决定于燃料中S 的输入量,因为在煤的燃烧过程中80%~100%的燃料S 会转变成SO2。据研究,大部分生物质含硫量极少或不含硫(如木质燃料的S 含量约为0.01%~0.04%,谷壳为0.05%,花生壳为0.02%),因而通过将生物质与煤共燃能够有效降低SO2 的排放量,减排的效果因共燃生物质和煤种S 含量的不同而不同。同时,多数生物质灰分中含有大量碱金属或碱土金属的氧化物,能够与SO2 反应生成硫酸盐,起到固硫剂的作用。
  4、 重金属污染物排放评价
  研究表明,煤中含有多种微量元素,如:As、Hg、V、Pb、Zn、Se、Co、Ni、Cr 等,其中许多是有毒、有害的重金属元素。尽管它们在煤中的含量不高于0.02%~0.005%,但是由于煤的燃烧和利用规模庞大,其总量仍是可观的。煤中所含的重金属元素来自于地下煤层,燃烧过程中所含的重金属微量元素会通过挥发进入大气形成气溶胶,或富集于灰分中,然后再通过降雨或淋滤作用进入土壤或地下水,改变了表生地球化学环境,危害动植物和人体健康。而生物质所含的重金属元素主要是在生长过程中从土壤中吸收而来,不会在表生作用带形成积累,因而危害较小。列出煤与生物质灰分中所含微量元素的对比情况,可以看出硬煤灰分中所含的微量元素远大于稻草和芒属植物。虽然木质材料灰分中所含微量元素与硬煤相当,但木质材料的灰分仅0.34%,远小于硬煤灰分含量8.25%。由此可见,在电厂与煤混燃生物质能大大降低电厂重金属排放量。

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