生物質(zhì)顆粒鍋爐的煙塵成分與原因有哪些
生物質(zhì)鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙塵成分較為復(fù)雜,主要包括以下幾類:
顆粒物:
未完全燃燒的生物質(zhì)固體顆粒,如細(xì)小的木屑、秸稈碎屑等。
灰分,這是生物質(zhì)中不可燃的礦物質(zhì)在燃燒后形成的固體殘余物。
氣態(tài)污染物:
一氧化碳(CO):燃燒不完全時產(chǎn)生,對人體有毒害作用。
二氧化硫(SO?):部分生物質(zhì)中含硫,燃燒時會生成 SO?。
氮氧化物(NO?):主要包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO?),高溫燃燒條件下氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)生成。
有機(jī)化合物:
多環(huán)芳烴(PAHs):具有潛在的致癌性和致畸性。
揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOCs):如苯、甲苯、二甲苯等。
重金屬:
某些生物質(zhì)中可能含有微量的重金屬元素,如汞、鎘、鉛等,在燃燒過程中可能會以顆粒物或氣態(tài)形式存在于煙塵中。
例如,在以農(nóng)作物秸稈為燃料的生物質(zhì)鍋爐中,由于秸稈中含有一定量的氮、硫和礦物質(zhì),燃燒產(chǎn)生的煙塵就可能包含較多的氮氧化物、二氧化硫和灰分。而以木材廢料為燃料時,由于木材的成分差異,煙塵中的成分也會有所不同,但通常也會存在上述提到的各類物質(zhì)。
生物質(zhì)鍋爐燃燒產(chǎn)生煙塵的原因主要有以下幾個方面:
燃料特性:
生物質(zhì)燃料的成分復(fù)雜且不均勻。不同種類的生物質(zhì),如秸稈、木材、稻殼等,其含有的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、水分、灰分以及各種有機(jī)和無機(jī)成分的比例存在較大差異。這些成分在燃燒過程中的反應(yīng)和轉(zhuǎn)化特性不同,容易導(dǎo)致不完全燃燒,從而產(chǎn)生煙塵。
生物質(zhì)燃料中的水分含量較高。水分蒸發(fā)會吸收熱量,降低燃燒溫度,不利于燃燒的充分進(jìn)行,增加了煙塵的產(chǎn)生。
燃燒條件:
燃燒溫度不足。如果燃燒區(qū)域的溫度不夠高,燃料中的有機(jī)物不能完全分解和氧化,容易產(chǎn)生未燃盡的顆粒物質(zhì),形成煙塵。
空氣供應(yīng)不合理??諝饬坎蛔銜?dǎo)致缺氧燃燒,使燃料不能充分燃燒;而空氣量過大則可能會降低燃燒溫度,同樣影響燃燒效率,產(chǎn)生煙塵。
燃燒設(shè)備和操作:
鍋爐設(shè)計不合理。例如爐膛結(jié)構(gòu)、通風(fēng)系統(tǒng)等設(shè)計不佳,無法為燃料的充分燃燒提供良好的條件。
操作不當(dāng)。如燃料添加速度不均勻、燃燒時間控制不當(dāng)?shù)?,都會影響燃燒的穩(wěn)定性和充分性,導(dǎo)致煙塵生成。
燃料預(yù)處理不足:
生物質(zhì)燃料在燃燒前如果沒有經(jīng)過充分的干燥、粉碎等預(yù)處理,較大的顆粒和不均勻的尺寸會影響燃燒效果,增加煙塵排放。
舉例來說,如果在燃燒生物質(zhì)時,一次性加入過多的潮濕燃料,會使局部溫度降低,燃燒不充分,從而產(chǎn)生大量煙塵。又比如,一個設(shè)計不合理的生物質(zhì)鍋爐,爐膛過小或通風(fēng)不暢,也會造成燃燒不充分,進(jìn)而產(chǎn)生更多的煙塵。