关于市中小型燃煤锅炉污染治理对策的调研报告
关于市中小型燃煤锅炉污染治理对策的调研报告
市环境保护局污控一处
摘要：本研究报告对我市的中小型燃煤锅炉污染提出了综合防治对策。其中包括：禁止原煤直接燃烧和淘汰小锅炉；采用清洁燃料；以洁净配煤和型煤作燃料；应用型煤燃烧技术；采用高效烟气除尘技术。认真实施这些对策，可以大幅度削减中小型燃煤锅炉烟尘、so2的排放量，简便、经济、有效地控制中小型燃煤锅炉大气烟尘、so2污染，减少烟尘、so2对我市大气环境的污染。[那一世范文网-,nayishi.com,找范文请到那一世范文网.nayishi.com]
一、概述
自20世纪80年代初以来，随着市经济持续迅速发展，城市化进程加快，人口不断增加，煤炭
年消耗量逐年以3～9%的递增率大幅度增加，大气环境受到了严重污染。市是我国纬度最低的省会城市，冬季取暖期长达六个月，每年的供暖能源消耗折合标准煤500万吨，占能源年消耗总量的30%，为全国比重最大，其中消耗原煤400万吨/年，亦为全国之首。根据国家环保总局的统计，目前是全国47个环境保护重点城市中人均采暖用煤量最多的城市，每年冬季以燃煤烟尘为主的降尘大量降落到地面，平均每平方公里每月高达17吨之多。
通过对大气环境中污染物来源分析表明，市的大气污染属于煤烟型污染，其中so2和烟尘等污染物主要是由煤炭燃烧产生的。煤炭燃烧排放的so2和烟尘，分别占so2总排放量的90%和烟尘总排放量的70%。煤炭燃烧排放的co2，占co2总排入量的85%，而中小型燃煤锅炉排放的烟尘、so2，占煤炭燃烧排放量的50%。可见，控制中小型燃煤锅炉煤炭燃烧so2和烟尘排放量，对控制我市大气污染具有重要的意义。但中小型燃煤锅炉因其点源多、分布面广、低空排放、经济上投入多的特点，在污染控制技术上难度较大，如何采取切实、有效的治理举措，是治理中小型燃煤锅炉烟尘污染的关键。
多年来的大气污染控制实践表明，应用传统的方法，如单纯应用除尘和烟气脱硫技术及设备，燃煤锅炉烟尘、so2污染是难以控制的。只有从能源与大气环境问题入手，采用清洁燃料和洁净煤技术，才能简便、经济、有效地控制燃煤锅炉大气烟尘、so2污染。
二、中小型锅炉的现状与分析
市原有锅炉6000多台，近几年经过市环保局全面实施“蓝天工程”大力治理改造锅炉和全力推进集中供热项目，许多污染严重的锅炉得以更新改造和大面积拆除，但目前锅炉的治理情况仍不容乐观。
（一）燃料结构上仍以煤炭为主，清洁能源使用率偏低。
市区目前尚存各种类型的中小型锅炉2461台，其中燃煤锅炉1992台，约占锅炉总台数的81%，年耗原煤202万吨；型煤专用锅炉172台，燃油锅炉144台，电锅炉101台，燃气锅炉52台，清洁能源锅炉仅占总台数的19%，比例明显偏低。而国外燃油燃气锅炉占85～95%以上，锅炉容量越小，燃油燃气的比例越高。例如，美国工业锅炉和商业锅炉共有130多万台，燃煤的仅占5%左右，其他燃柴油和天然气等。到底，我市将有200多台燃煤锅炉改造为清洁能源锅炉，届时市的清洁能源使用率将达到27.2%，有助于进一步缓解市区空气污染程度。
（二）取暖锅炉比例偏重，季节性环境污染压力大。
作为北方典型的煤烟型污染城市，市的采暖锅炉在锅炉布局中占据比较显著的位置。目前市区有1825台中小型燃煤锅炉用于冬季取暖，占中小型锅炉总台数的74%，而其它用于日常的生产生活的各类中小型锅炉只有636台。取暖期采暖锅炉的大量集中使用，对市冬季取暖期的大气环境质量形成了很大的压力，冬季的大气污染指数较其他季节明显偏高（见图2）。因此，采暖锅炉的治理改造应作为我市中小型燃煤锅炉改造的重中之重。
（三）锅炉平均吨位小，燃烧技术落后，除尘设备效率低下。
目前市的中小型锅炉单机容量小，平均吨位只有1.9吨/台，其中1吨以下锅炉767台，1～4吨锅炉1221台，4～10吨锅炉357台，10吨以上锅炉121台（见图3）。这些锅炉中的燃煤锅炉多为链条炉、往复炉排式层燃锅炉，其中，层燃式炉排锅炉占90%，悬燃式锅炉和沸腾床锅炉等占10%。层燃式锅炉中，链条炉排锅炉占2/3，往复炉排锅炉占1/4，大多燃用混合煤，虽然助燃剂的添加在一定程度上促进了燃烧，提高了煤炭的利用效率，但由于锅炉吨位较小、燃烧方式低下，多为层燃式，燃烧效率低，污染物排放强度高。锅炉烟尘排放浓度一般为250～300mg/m3，而国外为50～100mg/m3；锅炉平均热效率只能达到50%～60%，较国外低20～30个百分点。同时，由于多数手烧锅炉未安装或仅安装了简单低效的除尘设施，烟尘的排放没有得到相应的技术和设施加以有效遏制，市区冒黑烟的现象屡有发生。二氧化硫的治理长期以来也没有得到足够的重视，由于中小型燃煤锅炉先进脱硫技术的开发一直处在矛盾之中，在技术和成本没有达到合理平衡的情况下，推广上存在较大难度，无法得到治理企业的积极响应和支持，进展一直十分缓慢。
三、治理措施可行性研究
目前，无论从国外还是国内治理比较好的城市的治理情况来看，中小型燃煤锅炉的治理多是从调整燃料结构、改进燃烧方式入手，将原有的燃煤锅炉更新改造为燃油锅炉、燃气锅炉、电锅炉或使用成熟的洁净煤技术，成效较为明显，值得借鉴。但是，由于我市实际情况不同，无法完全照搬成型的经验，应根据本地情况，从实际出发，既要照顾到区域经济的发展，又要在保证区域经济可持续发展的基础上摸索出有效的治理举措，逐步、分阶段、高起点的进行治理。
（一）煤炭、石油和天然气燃烧的影响及评价
1、煤炭、石油和天然气污染物排放评价
煤炭燃烧过程中排放出多种污染物，如烟尘、so2、no、co2、co、烃类、醛类、痕量金属、放射性物质，以及大量的灰渣。其中痕量元素包括砷、铍、铅、汞及放射性等有毒有害的痕量元素；灰渣包括底渣和除尘器收集的飞灰。
石油和重油燃烧不良时，会产生少量黑烟污染环境。但除了钒等痕量金属元素外，没有其它粉尘排放到大气中，所以比燃煤要干净得多。石油中的硫化物大都残留在重油里，不易脱除，燃烧后变成so2，但其排放量要比燃煤少得多。另外，油燃烧时还会排放出co2、no、co、烃类、醛类等污染物，其中co2的生成量要比煤炭燃烧时少得多。
天然气是一种高热值的清洁燃料，燃烧时产生的污染物很少，基本上可视为洁净燃烧，so2生成量极少，燃烧时no、co2、co等。co2的生成量也比煤炭要少得多。
2、煤炭、原油和天然气燃烧影响评价
以1000mw发热量采用不同能源时的“三废”排放量（如表1所示）。由表1可见，采用原煤为燃料时，每年排放的烟尘、so2、废渣最多，对环境污染危害也最大；以石油油品、型煤产品为燃料时居中；而以天然气为燃料时污染物排放量最少，对环境污染危害最小，近似清洁生产。
表11000mw发热量采用不同燃料的三废排放量
项目
能源种类
废气
m3/yr
so2
t/yr
废水中污物含量
t/yr
废渣
t/yr
微量元素①
t/yr
放射物质
ci/yr
健康危害
(过早死亡人数)
原煤
烧油
烧天然气
型煤
142103
63.1103
20.8103
102103
11104
3.7103
20
4.1103
1028.7
1017
1051
1020
36105
9.2104
0
36103
20.8
91.2
17810-3
20
6
0.004
7
①包括砷、镉、铬、铅、锰、汞、镍、钒
从表中可以看出，以原煤为燃料时为了保护环境所要付出的代价相当沉重，而以清洁燃料天然气、柴油、型煤等为燃料时，成套除尘脱硫设备不需要安装，经济效益和环境效益最佳。
3、燃料价格
由表2可见，清洁燃料天然气、液化石油气、柴油等价格，要比煤炭贵得多。
表2主要燃料比价系数
序号
燃料
单位
价格
（元）
热值（大卡）
（低热值）
百万大卡热值价格（元）
gj热值价格
（元）
热值
价比系数
1
普通原煤
kg
0.22
5000
44
10.51
1
2
低硫洗煤
kg
0.3
6000
50.00
11.94
1.14
3
重油
kg
2
9800
204.08
48.74
4.64
4
柴油
kg
2.8
10302
271.79
64.92
6.18
5
液化石油气
kg
2.4
11650
206.01
49.20
4.68
6
煤气
m3
0.8
4500
177.78
42.46
4.04
7
发电天然气
m3
1.4
8400
166.67
39.81
3.79
8
民用天然气
m3
1.7
8400
202.38
48.34
4.60
9
工业天然气
m3
1.8
8400
214.29
51.18
4.87
10
商业天然气
m3
2.2
8400
261.90
62.55
5.95
11
合理用气价格
m3
1.11
8400
132.14
31.56
3.00
12
型煤
kg
0.3
6000
55.00
15.52
1.4
（二）电锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉和洁净煤技术产品比较分析
1、从环境效益的角度，燃烧设备的改造应保证治理后从根本上提高市区大气环境质量。
电锅炉是以电作为燃料来支持燃烧的，没有烟尘和二氧化硫排放方面的忧虑，应该说是最为环保的，符合环境效益上的要求。燃气锅炉使用天然气或煤气作为燃料，有其燃料上的优势，天然气或煤气燃烧产生的烟气基本上对环境不构成什么威胁。燃油锅炉从燃料上分为两种，一种是燃重油、渣油锅炉，这种锅炉所使用的重油、渣油往往含硫量很高，烟尘排放严重，约为燃煤的2倍，同时二氧化硫和二氧化氮的排放浓度也远远高于燃煤；另一种是燃用轻质油锅炉，这类锅炉主要使用轻质柴油、汽油支持燃烧，轻质柴油、汽油都是经过裂变后产生的优质油品，硫分含量相对较低，燃烧值很高，能够满足锅炉对热量的高要求，同时从环保的角度也保证了烟气排放的清洁度。
洁净煤技术是一种新兴的先进技术，早在90年代初就已经引起国家的高度重视，主要包括4个领域14个方面：一是煤炭加工领域，包括选煤、型煤、配煤、水煤浆技术；二是煤炭的高效洁净燃烧技术领域，包括先进的燃烧器、硫化床燃烧（fbc）技术、整体煤气化联合循环发电技术；三是煤炭转化领域，包括煤炭气化、煤炭液化、燃料电池；四是污染排放控制与废弃物处理领域，包括烟气净化、煤层气的开发利用、煤矸石、粉煤灰合煤泥的综合利用、工业锅炉和窑炉等技术。经过十几年的研发、实践，其中许多技术已经得到了不断的改进，具备了相当的实用性。
简言之，从环保的角度来说，除燃烧重油、渣油锅炉外，电锅炉、燃气锅炉、燃轻质油锅炉和洁净煤技术产品均能在不同程度上满足治理项目环境效益上的要求，改善大气环境质量。相对而言，电锅炉、燃气锅炉的环保效果最好，环境效益也是最大的，能够彻底的杜绝污染的产生，也便于管理，其他炉型和产品尽管能达到环保要求，但效果上要差一些。
2、从技术适用性的角度，燃烧设备的改造治理应在符合环保要求的前提下提高实用性。
目前，电锅炉、燃气锅炉和燃油锅炉的技术条件已经比较成熟了，能够满足取暖需求和工业生产上的要求，但在解决能耗方面一直没有取得突破性的进展，相对于燃煤锅炉而言，能耗还是比较高的，有待于进