典型行业大气污染物排放浓度的换算

典型行业大气污染物排放浓度的换算

作者：王薇

来源：《科技视界》2014年第02期

【摘要】环境保护竣工验收（三同时）监测中，一些行业的大气污染物如烟尘、二氧化硫、氮氧化物的浓度值不能按照实测值报出，而应该针对不同行业，根据不同行业验收执行标准中的规定，根据氧含量或空气过剩系数进行换算后得出。本文介绍了火电厂、工业炉窑、锅炉、水泥厂、生活垃圾焚烧、危险废物焚烧这些行业在验收监测时烟尘等污染物的排放浓度的计算过程，并以实际监测数据为例，为环境保护提供参考。

【关键词】监测；氧含量；空气过剩系数；换算

1 火电厂排放浓度的计算

火电厂新标准发布后，根据《火电厂大气污染物排放标准》（GB13 223-2011）新标准，自2012年1月1日起，新建火力发电锅炉及燃气轮机组执行新标准中规定。自2014年7月1日之前的现有火力发电锅炉及燃气轮机组执行老标准中规定，自2014年7月1日起，现有火力发电锅炉及燃气轮机组执行新标准中规定。

1.1 根据《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2003）中规定，实测的火电厂大气污染物排放浓度，按如下公式（1）折算排放浓度。

c=c’× （α’/α）（1）

式中：c——折算后的烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放浓度，mg/m3；

c’——实测的烟尘、二氧化硫和氮氧化物排放浓度，mg/m3；

α’——实测的过量空气系数；

α——规定的过量空气系数。

燃煤锅炉按过量空气系数α=1.4进行折算；燃油锅炉按过量空气系数α=1.2进行折算；燃气轮机组按过量空气系数α=3.5进行折算。

例如，燃煤电厂通常废气处理工艺为“静电除尘器+石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺+OFA 低氮燃烧”。某燃煤火电厂在2007年验收监测中，除尘脱硫设施出口实测烟尘浓度为7mg/L，氧含量监测数据为O2’=6.4%，实测的过量空气系数α’=21/（21-O2’）=21/（21-6.4）=1.44，烟尘排放浓度c=c’×（α’/α）=7×（1.44/1.4）=7mg/L。

1.2 《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011），实测的火电厂烟尘、二氧化硫、氮氧化物和贡及其化合物排放浓度，按如下公式（2）折算为基准氧含量排放浓度。各类热能转化设施的基准氧含量按表1规定执行。

表1 基准氧含量

c=c’×[（21-O2）/（21-O2’）]

式中：c——大气污染物基准氧含量排放浓度，mg/m3；

c’——实测的大气污染物排放浓度，mg/m3；

O2’——实测的氧含量，%；

O2——基准氧含量，%。

2 工业炉窑排放浓度的计算

工业炉窑指在工业生产中用燃料燃烧或电能转换产生的热量，将物料或工件进行冶炼、焙烧、烧结、熔化、加热等工序的热工设备。工业炉窑排放废气执行《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）标准。根据《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996）中规定，实测的工业炉窑的烟（粉）尘、有害污染物排放浓度，应换算为规定的过量空气系数时的数值：工业炉窑过量空气系数规定为α=1.7。例如，某钢线公司生产复合金属线项目，在2008年验收监测中，在热处理工艺中使用燃煤加热炉，加热炉大气污染物排放废气中实测烟尘浓度为c’=19.0mg/m3，实测氧含量为O2’=17.8%，则实测的过量空气系数α’ =21/（21-O2’）=21/（21-17.8）=6.56，烟尘排放浓度为c=c’×（α’/α）=19.0 ×（6.56/1.7）=73.3mg/m3。

3 锅炉排放浓度的计算

锅炉指除煤粉发电锅炉和单台出力大于45.5MW（65t/h）发电锅炉以外的各种容量和用途的燃煤、燃油和燃气锅炉。根据《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2001）中规定，实测的锅炉烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度，应按表2规定的空气过剩系数α进行折算。例如，某化工企业自建1台4t/h燃煤锅炉，经1台水膜除尘器处理后由1根30米高排气筒排放。除尘器出口实测烟尘浓度为c’=27.8mg/m3，实测氧含量为O2’=15.2%，则实测的过量空气系数α’=21/（21-O2’）=21 /（21-15.2）=3.62，烟尘排放浓度为c=c’×（α’/α）=27.8×

（3.62/1.8）=55.9 mg/m3。

表2 各种锅炉过量空气系数折算值

4 水泥厂排放浓度的计算

根据《水泥工业大气污染物排放标准》（GB 4915-2004）中规定，窑尾颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、氟化物指烟气中O2含量10%状态下的排放浓度及单位产品排放量。水泥厂大气污染源主要为烧成系统窑头、窑尾废气和煤磨、库、转运站输送系统排放的粉尘。窑头、窑尾废气一般用静电除尘器处理，其余一般用布袋除尘器处理。例如，某水泥厂在2011年环境保护竣工验收监测中，窑尾静电除尘器出口的实测烟尘排放浓度c′=25.9mg/m3，实测氧含量为O2′=7.2%，c=c′×[（21-O2）/（21 -O2′）]=25.9×[（21-10）/（21-7.2）]=20.6mg/m3。

5 生活垃圾焚烧发电排放浓度的计算

根据《生活垃圾焚烧污染控制标准》（GB18485-2001）中规定，焚烧炉大气污染物排放限值，均以标准状态下含11%O2的干烟气为参考值换算。炉产生的烟气分别经过1套“半干法旋喷石灰浆脱酸+活性炭吸附+布袋除尘”的设备治理后，分别由1根80米高烟囱排放例如，某生活垃圾焚烧发电企业在2010年环境保护竣工验收监测中经废气处理设施后实测烟尘排放浓度c′=24.4mg/L，实测氧含量为O2′=4.1%，c =c′×[（21-O2）/（21-O2′）]=24.4×[（21-11）/（21-4.1）]=14.4mg/m3。

6 危险废物焚烧排放浓度的计算

根据《危险废物焚烧污染控制标准》（GB18484-2001）中的规定，在测试计算过程中，以11%O2（干气）作为换算基准。换算公式为c=10 /（21-OS）×cS

式中：c——标准状态下被测污染物经换算后的浓度（mg/m3）；

OS——排气中氧气的浓度（%）；

cS——标准状态下被测污染物的浓度（mg/m3）。

焚烧炉的尾气经过急冷加湿、消石灰喷入、活性炭喷射装置和布袋除尘工艺治理后由1根35米高排气筒排放。例如，某危险废物焚烧企业在2011年环境保护竣工验收监测中经“急冷加湿+消石灰喷入+活性炭喷射装置+布袋除尘”后实测烟尘排放浓度cS=26.0mg/L，实测氧含量为OS=9.7%，c=cS×[10/（21-OS）]=26.0×[10/（21-9.7）]=23.0mg/m3。

7 总结

在验收监测中，项目负责人首先要熟悉各行业的具体生产工艺，知道项目的废气治理措施及监测点位的布设。其次对照环境影响评价报告和相关标准需要明确基准氧含量或过量空气系数数值。最后根据换算公式，由实测值准确换算成排放浓度。

[责任编辑：丁艳]