大氣污染源清單的建立謝紹東300MW、600MW燃低揮發份無煙煤鍋爐焚燒秸桿

中國當前面臨的區域復合型大氣污染問題

復合型大氣污染的控制+揚塵顆粒物污染嚴重大氣氧化性增強以城市為中心，呈區域性若不及時加以控制勢必更加惡化酸雨形成機制為什么需要建立源清單?8排放量估算目的與用途1.空氣質量管理成效評估及控制策略研究

2.空氣污染管理應用工具

對既有污染源及新增污染源有不同的管理方式：

A.既有污染源：

包括空氣污染許可排放量核定、空氣污染排

放量定期申報、空氣污染物排污收費、

總量控制及排放交易等B.新增污染源：環境影響評價或許可申請階段的擴散模式模擬

，評價空氣質量濃度增量的影響

燃燒煙塵NoxSO2有機物重金屬燃料煤炭油氣生物質垃圾燃燒排放燃燒產生的污染物

燃料燃燒過程并不是那么簡單，還有分解和其他的氧化、聚合過程。燃燒煙氣主要由懸浮的少量顆粒物、燃燒產物、未燃燒和部分燃燒的燃料、氧化劑以及惰性氣體（主要是N2）等組成。燃燒可能釋放出的污染物有：CO2、CO、SOx、NOx、煙、飛灰、金屬及其氧化物、金屬鹽類、醛、酮和綢環碳氫化合物等。這些都是有害物質，它們的形成與燃燒條件有關。燃燒產物與溫度的關系不燃燒排放的源生物揚塵方法大氣污染源及其分類按社會功能的不同可分為天然源和人為源；人為源：工業污染源，農業污染源，生活污染源，交通污染源；按污染物運動狀態分：固定污染源和流動污染源按污染物影響范圍分：點污染源、線污染源、面污染源大氣污染物分類污染物排放量

通過測定煙氣中污染物的濃度，根據實際排煙量，很容易計算污染物的排放量。但在很多情況下，需要根據同類燃燒設備的排污系數、燃料組成和燃燒狀態，預測煙氣量和污染物濃度。各種污染物的排污系數由其形成機理和燃燒條件決定。對各污染源詳細調查，根據各源的基本工況和排放因子模型，建立污染源清單和數據庫，據此可以分析各源排放對排放量的貢獻及對空氣質量的相對影響，確定重點污染源。測量與調查測什么?如何測量?計算物料衡算排放因子計算（1）根據實測的污染物濃度和排煙量

（2）根據燃燒設備的排污系數、燃料組成和燃燒狀況預測煙氣量和污染物濃度

排放因子（EmissionFactor）因此，最重要的工作就成為：尋找排放因子；尋找活動水平。19排放量推估算方法空氣污染物排放量的估算方法：1.直接估算方法：由測量排放污染物的濃度及體積流量估算，

用在工廠煙囪/排放口的排放量估算2.質量平衡法：由物質輸入與輸出間的平衡關系估算3.工程計算方法：利用物質成份特性及理論公式估算4.間接估算方法：即排放系數估算法，利用一具代表性的

系數因子配合活動水平估算。不確定性分析排放源清單的估算分析過程中不可避免地存在著監測誤差、隨機誤差、關鍵數據缺乏以及數據代表性不足等固有的不確定性因素,如果這些不確定性因素不能被正確識別和量化，將有可能導致對排放趨勢、排放源分配、重要不確定性源的識別以及污染源與空氣質量關系等產生錯誤認識，甚至可能因此而制定錯誤的空氣污染控制策略。不確定性定量方法涉及到對排放源清單模型輸入(排放因子和活動水平)的不確定性識別,以及通過該模型將不確定性傳播到模型的輸出,以量化排放源清單不確定性的大小。輸入參數的不確定性分析：統計分析或專家判斷；排放源清單模型中的傳播分析：蒙特卡羅模擬法分析。該法因靈活性較強而得到廣泛使用，從模型輸入中隨機抽取1個值，計算相應的模型輸出大小，經過n次重復抽樣，由n個模型輸出構成的概率分布代表了模型輸出的不確定性，從而量化了排放源清單的不確定性。

重要不確定性源分析：敏感性分析，相關性分析燃料燃燒的理論空氣量

理論空氣量燃料燃燒所需要的氧氣，一般是從空氣中獲得的；單位量燃料按燃燒反應方程式完全燃燒所需要的空氣量稱為理論空氣量，由燃料的組成決定，可根據燃燒方程式計算求得。建立燃燒化學方程式時，通常假設：

（1）空氣僅是由氮和氧組成的，其體積比為79.1:20.9=3.78；（2）燃料中的固態氧可用于燃燒；（3）燃料中的硫主要被氧化為SO2；（4）熱力型NOx的生成量較小，燃料中含氮量也較低，在計算理論空氣量時可以忽略；（5）燃料中的氮在燃燒時轉化為N2和NO，一般以N2為主；（6）燃料的化學式為CxHySzOw，其下標x、y、z、w分別代表碳、氫、硫和氧的原子數于是，理論空氣量

例1計算辛烷(C8H18)在理論空氣量條件下燃燒時的燃料/空氣質量比，并確定燃燒產物氣體的組成。顯然，燃燒1mol辛烷需要12.5×4.78＝59.75mol空氣。辛烷的摩爾質量為114，于是理論空氣量下燃燒時燃料/空氣的質量比為：氣體組成通常以摩爾百分比表示，它不隨氣體溫度和壓力變化。燃燒產物的總摩爾數為8＋9＋47.25＝64.25，因此煙氣組成為：xCO2=8/64.25=0.125=12.5%xH2O=9/64.25=0.140=14.0%xN2=47.25/64.25=0.735=73.5%例2假定煤的化學組成以質量計為：C:77.2%，H:5.2%，N:1.2％，S:2.6%，O:5.9%，灰分:7.9%。試計算這種煤燃燒時的理論空氣量。解：首先確定煤的摩爾組成。為計算簡便，相對于單一原子標準化其摩爾組成。％(以質量計)mol/100g(煤)mol/mol(碳)C77.2÷12＝6.43÷6.43＝1.00H5.2÷1＝5.2÷6.43＝0.808N1.2÷140.0857÷6.43＝0.013S2.6÷320.0812÷6.43＝0.013O5.9÷160.369÷6.43＝0.057灰分7.9÷6.43＝1.23對于該種煤，其組成可表示為:CH0.808N0.013S0.013O0.057燃料的摩爾質量，即相對于每摩爾碳的質量，包括灰分，為M=100g/6.43mol(碳)＝15.55g/mol（碳）一般煤的理論空氣量Va0＝4－9m3/kg，液體燃料的Va0=10-11m3/kg

空氣過剩系數一般把超過理論空氣量多供給的空氣量稱為過剩空氣量，并把實際空氣量Va與理論空氣量Va0之比定義為空氣過剩系數α，即

通常α〉1，α值的大小取決于燃料種類、燃燒裝置形式及燃燒條件等因素。空燃比（AF）

單位質量燃料燃燒所需要的空氣質量，可以由燃燒方程式直接求得。例如，甲烷燃燒：空燃比：隨著燃料中氫相對含量的減少，碳相對含量的增加，理論空燃比隨之減少。汽油（～C8H18）的理論空燃比為15純碳的理論空燃比約為11.5煙氣體積及污染物排放量計算一、煙氣體積計算1.理論煙氣量與實際煙氣量在理論空氣量下，燃料完全燃燒所生成的煙氣體積稱為理論煙氣體積，以Vfg0表示。煙氣成分主要是CO2、SO2、N2和水蒸氣，通常分為干煙氣（不含水蒸汽）和濕煙氣（含水蒸汽）。理論煙氣量＝干煙氣量＋水蒸氣體積

理論水蒸氣體積＝燃料中氫燃燒后生成的水蒸氣體積＋燃料中所含的水蒸氣體積＋由供給的理論空氣量帶入的水蒸氣體積實際煙氣量＝理論煙氣量＋過剩空氣量Vfg=Vfg0+(α-1)Va0理論煙氣量可由燃燒方程計算，如CH4燃燒：1mol的CH4完全燃燒產生10.52mol的煙氣。根據理想氣體定律，近似認為煙氣中各組分的摩爾比等于體積比，所以1m3的甲烷完全燃燒產生10.52m3的煙氣，假設空氣過剩系數為1.05，則Vfg=Vfg0+(α-1)Va0=10.52+(1.05-1)×9.52=10.996

燃燒裝置產生的煙氣的溫度和壓力總是高于標準狀態（273K、1atm），煙氣體積和密度往往需要換算成為標準狀態。假設煙氣體積和密度可應用理想氣體狀態方程換算。于是，對于溫度Ts、壓力Ps的煙氣，其體積Vs、密度ρs，在標準狀態下（溫度Tn、壓力Pn）煙氣的體積為Vn，密度為ρn，

則標準狀態下的煙氣體積：不同溫度和壓力下煙氣體積和密度的換算

美國、日本和國際全球監測系統網的標準是指出298K和1atm，在作數據比較或校對時需要注意。標準狀態下煙氣的密度：

空氣過剩系數的確定

實際燃燒過程是有過剩空氣的，所以燃燒過程中的實際煙氣體積應為理論煙氣氣體與過剩空氣量之和。用奧氏煙氣分析儀測定干煙氣中CO2、O2和CO的含量，就可以確定燃燒設備運行時的煙氣成分和空氣過剩系數。以碳在空氣中完全燃燒為例：

C+O2+3.78N2——CO2+3.78N2

煙氣中僅含有CO2和N2，若空氣過剩，則燃燒方程式變為

C+（1+a）O2+（1+a）3.78N2——CO2+aO2+（1+a）3.78N2

a是過剩空氣中O2的過剩摩爾數。根據定義，空氣過剩系數：要計算α,必須知道過剩氧的摩爾數。若燃燒是完全的，過剩空氣中的氧僅能夠以O2的形式存在，假如燃燒產物以小標P表示C+（1+a）O2+（1+a）3.78N2——CO2p+O2p+N2p其中，O2p=aO2，表示過剩氧量，N2p為實際空氣量中所含的總氮量。假定空氣的體積組成為20.9%O2和79.1%N2，則實際空氣量中所含的總氧量為理論需氧量為0.264N2p－O2p，因此空氣過剩系數：假設燃燒過程產生CO，過剩氧量必須加以校正，即從測得的過剩氧中減去氧化CO為CO2所需要的氧。因此，式中各組分的量均為奧薩特儀所測得的各組分的百分數。例如，奧薩特儀分析結果為：CO2=10%，O2=4%，CO=1%，那么N2=85%，則考慮過剩空氣校正后，實際煙氣體積：例3某燃燒裝置采用重油作燃料，重油成分分析結果如下（按質量）：C88.3％，H9.5％，S1.6％，H2O0.05％，灰分0.10%。試確定（1）燃燒1kg重油所需要的理論空氣量；（2）若燃料中硫全部轉化為SOx（其中SO2占97％），試計算空氣過剩系數為1.20時煙氣中SO2及SO3的濃度，以10－6表示，并計算此時干煙氣中CO2的含量，以體積百分比表示。解：以1kg重油燃燒為基礎，則重量（g)摩爾數（mol)需氧量（mol)C88373.5873.58H9547.523.75S160.50.5H2O0.50.02780所以，理論需氧量為73.58＋23.75＋0.5＝97.83mol/kg重油假定干空氣中氮和氧的摩爾比(體積比)為3.78，則1kg重油完全燃燒所需要的理論空氣量為：97.83×（3.78＋1）＝467.63mol/kg重油即467.63×22.4/1000=10.47m3N/kg重油于是，理論空氣量條件下煙氣組成為(mol)為CO2:73.58，H2O：47.5＋0.0278SOx:0.5,N2:97