燃料燃烧排放污染物物料衡算方法总结(20200524194709)

燃料燃烧排放大气污染物物料衡算方法

工业锅炉、采暖锅炉、家用炉等纯燃料燃烧装置使用煤、液体燃

料（重油、轻油）、燃气（煤气、液化石油气、天然气）等燃料在燃

烧过程中产生大量的烟气、烟尘、粉煤灰和炉渣。烟气中主要污染物

有二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳等。由于纯燃料燃烧过程使用的燃

料一般不与物料接触，因此燃料燃烧产生的污染物就是燃料本身燃烧

所产生的污染物。根据《排污费征收使用管理条例》（国务院令第369号）中关于通过物料衡算方法进行排污申报核定的规定特制定本办

法，本办法主要适用于不具备监测条件的或者具备监测条件但未提供

监测数据的排污者进行排污申报核定和收费。

一、燃料燃烧产生烟尘量的物料衡算方法

燃料燃烧时产生的烟尘中包括黑烟和飞灰两部分，黑烟是未完全燃烧的物质，以游离态碳（即碳黑）和挥发物为主，绝大部分是可燃

物质，黑烟的粒径一般在0.01—1微米之间。飞灰是烟尘中不可燃矿物灰分的微粒，粒径一般在1微米以上，它们的产生量与燃料成分、设备、燃烧状况有关。常用的烟尘量测算办法有燃煤—飞灰计算法和

林格曼黑度与烟尘浓度对照法。

1、燃煤—烟尘计算法，公式如下：

G sd=1000×B×A×d fh×(1-η)/(1-C fh)

Gsd——烟尘排放量，kg;

B——耗煤量，T;

A——煤中灰分（含尘量），%；

dfh——烟气中烟尘占灰分量的比率，%；其值与燃烧与方式有关，常见的链条炉25%，可参考表1；

η——除尘系统除尘效率，%，各种除尘器效率可参考表2选取，未装除尘器时，η= 0；；

Cfh - 烟尘中可燃物的比率，%，烟尘中可燃物的含量Cfh 一般可取30%，煤粉炉可取8%，沸腾炉可取25%。

表1 烟尘中的灰占煤灰分之百分比d fh值

炉型dfh (%) 炉型dfh (%) 炉型dfh (%) 炉型dfh (%) 手烧炉25 抛煤机炉40 振动炉40 煤粉炉85 链条炉25 沸腾炉60 往复推饲炉20

表2 各类除尘器的除尘效率η表

除尘方式平均除尘效率（%）除尘方式平均除尘效率（%）干式沉降63.4 麻石水膜88.4

湿法喷淋、冲击、降尘76.1 静电85.1 旋风84.6 玻璃纤维布袋96.2

扩散式85.8 湿式文丘里水膜两级除尘96.8

陶瓷多管71.3 百叶窗加电除尘95.2

金属多管83.3 SW型加钢管水膜93.00

管式水膜75.6 立式多管加灰斗抽风除尘93.00

目前我市燃煤主要以丰城、新余的为主，其次有山西等地的煤，

其灰分在20%--40%之间，我市燃煤灰份（A）取28%，烟尘中可燃物

的百分含量（Cfh）取30%。在不考虑除尘效率情况下，锅炉不同燃

煤方式燃用时的烟尘产污系数见表3。

表3 锅炉不同燃煤方式燃用时的烟尘产污系数（kg/t煤）

炉型d fh（%）Gsd 炉型d fh（%）Gsd

手烧炉25 117 抛煤机炉40 187

链条炉25 117 沸腾炉60（25%）224

往复推饲炉20 93 煤粉炉85（8%）259

振动炉40 187

煤中灰分含量(A)

单位灰分（%）单位灰分（%）单位灰分（%）

鸡西35.61 鹤岗24.90 双鸭山22.49

烟尘中可燃物含量（Cfh）

炉型Cfh（%）炉型Cfh（%）炉型Cfh（%）

一般炉型45 煤粉炉8 沸腾炉25

2、林格曼黑度与烟尘浓度对照法

根据《排污费征收标准管理条例》的规定，烟尘和黑度只能选择

收费最高的一项。因此在不能确定这两种污染物收费额高低时使用林

格曼黑度与烟尘浓度对照法估算两种污染物的收费额确定收费项目，

见表4。

表4 林格曼黑度与烟尘浓度对照表

黑格占背景百分比（%）黑度级别烟尘颜色烟尘浓度g/立方米

0 0级全白0—0.2

20 1级微灰0.25

40 2级灰0.70

60 3级深灰 1.20

80 4级灰黑 2.30

100 5级全黑 4.0—5.0 经测算可知，当林格曼黑度达到2级以上时，按黑度收费额将高

于按烟尘收费额，因此，当林格曼黑度达到2级以上时按照林格曼黑

度计征。

二、燃料燃烧产生二氧化硫量的物料衡算方法

1、煤炭中硫的成分可分为可燃硫和非可燃硫，可燃硫约占全硫

分的80%。煤燃烧后产生的二氧化硫的排放量计算公式如下：

G

SO2

= 2×80%×1000×B×S×(1-脱硫效率%)

GSO2——SO2排放量，kg；

B ——耗煤量，T； S ——燃煤全硫分含量，%。

燃煤全硫分含量（S）

矿区名称煤种名称全硫分（%）矿区名称煤种名称全硫分（%）

鸡西矿区1/3焦煤0.53 双鸭山矿区集贤

区

长焰、气煤0.30

鹤岗矿区1/3焦煤0.5

七台河矿区气煤0.24

双鸭山矿区

气煤0.25 焦、瘦煤0.53 长焰、气、

焦、贫煤

0.36 瘦煤0.36

2、燃油燃烧后产生的二氧化硫的排放量计算公式如下：

C so2 = 2×B×S×(1 - η)

GSO2——SO2排放量，kg

B –消耗的燃料煤（油）量，kg；

S –燃料中的全硫分含量，%；

η- 脱硫装置的二氧化硫去除率，%；

表5 各种脱硫技术的平均效果

技术类型脱硫工艺脱硫效率（%）备注

洗选脱除黄铁矿30 产生固体废物

干法选煤分风力选、空气中介硫化床选、摩擦选、磁选、

电选等

20

燃烧过程脱硫燃烧时加入固硫剂，加碳酸钙粉吸收剂注入等50

烟气脱硫碱性烟气脱硫；加石灰浆干法涤气脱硫60 适用与高硫煤煤中的硫分一般为0.2—5%，燃煤中硫分高于 1.5%的为高硫煤，

在城市中使用的燃煤含硫量高于1%的也视为高硫分煤；液体燃料主

要包括原油、轻油（汽油、煤油、柴油）和重油。原油硫分为0.3%，

原油中的硫常富集于釜底的重油中，重油的硫分为 3.5%，一般轻油

中的硫分要低于0.1%，在不考虑脱硫效率的情况下，不同燃料燃烧

时的二氧化硫产污系数见表6。

表6 不同燃料燃烧时二氧化硫产污系数（kg/t煤）燃料种类S（%）C so2燃料种类S（%）C so2

煤炭0.8 12.8 重油 3.5 70

原油0.3 6 轻油0.1 2

3、天然气中硫化氢燃烧时二氧化硫的产生量

G SO2=2.857×V×C H2S

GSO2——SO2排放量，kg；

V——燃气耗量，m3；

CH2S——燃气中H2S体积含量，%。

燃气中H2S体积含量（CH2S）

燃气种类H2S体积含量（%）燃气种类H2S体积含量（%）

哈依煤气0.05 天然气0.05

三、燃料燃烧产生氮氧化物量的物料衡算方法

燃料（固体和液体燃料）中的N和输入空气中的N，在燃烧时会产生NOｘ，一般在燃烧时产生的NOｘ中的约90% 为NO，其余主要是NO2。燃料燃烧时产生氮氧化物量可用下列公式估算：

G NOX=1630×B×（N×?+0.000938）

GNOX—氮氧化物排放量，kg ；

B –消耗的燃煤（油）量，T ；

N –燃料中的含氮量，%，见表7 ；

β—燃料中氮的转化率，%，见表8。

表7 燃料中氮的含量；表8 燃料中氮的NOｘ转化率

燃料名称含氮质量百分比（%）炉型

NOｘ的转化率

（%）数值平均值层燃炉50

煤0.5—2.5 1.5 煤粉炉25 劣质重油0.2—0.4 0.2 燃油炉40 一般重油0.08—0.4 0.14

劣质轻油0.005—0.08 0.02

四、燃料燃烧产生一氧化碳量的物料衡算方法

1、燃料燃烧后产生的一氧化碳的排放量计算公式如下：

G

CO

=2330×B×C×Q

GCO——一氧化碳排放量，kg ；

B –消耗的燃料量，T；

C –燃料中的含碳量，%，见表10 ；

Q –燃料的燃烧不完全值，% ，见表10 。

2、燃气燃烧后产生的一氧化碳的排放量计算公式如下：

G CO=1.25×V×Q×(V CO+V CH4+13V CmHn)

GCO——CO排放量，kg；

V——燃气耗量，m3；

Q——燃气燃烧不完全值，%；

VCO——燃气中CO体积含量，%；

VCH4——燃气中CH4体积含量，%；

VCmHn——燃气中其他烷烃类体积含量，%。

表10 燃料的燃烧不完全值表（%）

燃料种类Q C 燃料种类Q C 木材 4 50 焦碳 3 85 泥煤、混煤 4 60 重油 2 90 褐煤 4 70 人造煤气 2 20 烟煤 3 80 天然气 2 75 无烟煤 3 90 轻油 1 90

燃气中主要物质体积含量（V）

燃气种类体积含量（%）燃气种类体积含量（%）

哈依煤气CO:10;CH4:25;CmHn:1 天然气CO:5;CH4:95 表11 不同燃料燃烧时一氧化碳产污系数（kg/t）

燃料种类C（%）Gco 燃料种类C（%）Gco 木材50 46.6 焦碳85 59.4 泥煤60 55.9 重油90 41.9 褐煤70 65.2 人造煤气20 9.32 烟煤80 55.9 天然气75 35.0 无烟煤90 62.9

五、燃料燃烧产生粉煤灰和炉渣的物料衡算方法

煤炭燃烧形成的固态物质，其中从除尘器收集下的称为粉煤灰，从炉膛中排出的称为炉渣。锅炉燃烧产生的灰渣量与煤的灰分含量和锅炉的机械不完全燃烧状况有关。

灰渣产生量常采用灰渣平衡法计算，由灰渣平衡公式可导出如下计算公式：

锅炉炉渣产生量：Gz = dz×B×A/(1 - Cz)

锅炉粉煤灰产生量；Gf = dfh ×B×A×η/(1 - Cf)

Gz –炉渣排放量，kg ；

Gf –粉煤灰排放量，kg ；

B –耗煤量，kg ；

A –煤中灰分含量，% ；

η- 除尘系统的除尘效率，% ；

Cz、Cf --分别为炉渣、粉煤灰中可燃物百分含量，% 。一般Cz 可取25%，煤粉悬燃炉可取5%；Cf可取45%；

dz、dfh--分别为炉渣中的灰分，烟尘中的灰分各占燃煤总灰分

的百分比，%， dz =1- dfh ，dfh 值见表1。

锅炉不同燃煤方式燃用时的炉渣、粉煤灰（除尘效率按80%计算）产污系数见表12。

表12 锅炉不同燃煤方式燃用时的炉渣、粉煤灰产污系数（kg/t）炉型炉渣粉煤灰炉型炉渣粉煤灰手烧炉280 101.8 抛煤机炉224 162.9 链条炉280 101.8 沸腾炉149 244.4

往复推饲炉299 81.5 煤粉炉44.2 346.2 振动炉224 162.9

六、水泥行业SO2排放量

Gso2=2000(B×S-0.4M×n1-0.4G d×n2)

Gso2——SO2排放量，kg;

B ——烧成水泥熟料的耗煤量，T；

M ——熟料产量，T;

n1 ——水泥熟料中SO32-含量，%;

Gd ——水泥熟料生产中粉尘量，T;

n2 ——粉尘中SO32-含量，%。

表15 水泥熟料和粉尘中SO32-含量（n1、n2）

水泥熟料中SO32-含量（%）0.4 粉尘中SO32-含量（%）4.38

1.工业废水排放量＝工业新鲜用水量×80％

2.燃煤废气量计算公式∶

Ｖ＝（α＋ｂ）×Ｋ×Ｑ低×Ｂ÷10000

式中：Ｖ—燃煤废气量（万标立方米）

α—炉膛空气过剩系数（见表１）

ｂ—燃料系数（见表２）

Ｋ＝1.1

Ｑ低—煤的低位发热值，取Ｑ低＝5200大卡

Ｂ—锅炉耗煤量（吨）

3.燃煤炉渣产生量≈耗煤量÷3

4.对于一般锅炉燃烧一吨煤，约产生下列污染物：

Ⅰ产生0.78936万标立方米燃料燃烧废气；

Ⅱ产生32.00千克二氧化硫；

Ⅲ产生0.33333吨炉渣；

Ⅳ产生53.98千克烟尘；

Ⅴ产生9.08千克氮氧化物。

5.对于废水中污染物的排放量：

排放量（千克）＝废水量（吨）×浓度（毫克／升）÷1000

表1、炉膛空气过剩系数α值表

炉子型式手烧炉链条炉振动炉排往

复炉排

煤粉炉沸腾炉油炉

α 1.40 1.30 1.2～1.25 1.05～1.1 1.15～1.2

表2、燃料系数ｂ值表

燃料烟煤无烟煤褐煤油

ｂ0.08 0.04 0.16 0.08

表3、各种炉型ｄfh值表

炉型ｄfh（％）炉型ｄfh（％）

手烧炉15～25 往复炉15～20

链条炉15～25 化铁炉25～35

抛煤机炉25～40 振动炉20～40

沸腾炉40～60 油炉0

煤粉炉70～80 天然气炉0