煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成。故其燃烧后会产生SO2、NOx等大气污染物。又由于煤做为固体燃料,若其燃烧时与空气接触不充分会导致燃烧不完全,会造成CO气体产生。
砖瓦行业目前的燃烧工艺以内燃为主,由于行业缺少这方面的数据,下面的计算参考《煤气规划设计手册》中相关计算方法,并按每标立方米天然气完全燃烧产生1.843kg二氧化碳,计算出替代1吨标煤所减少的大气污染物排放量。
1、天然气燃烧产生的二氧化碳
天然气做为绿色能源,其在上游就已经过净化,几乎不含硫。其完全燃烧后的产物可近似认为仅含二氧化碳和水。经计算:1标立方米的天然气(甲烷含量按96%计算,其余4%按杂质考虑;天然气密度为0.6980kg/Nm3),完全燃烧将产生1.843kg二氧化碳。
2、减少SO2排放量计算
年减少二氧化硫排放量=1.6×年替代煤量×煤的平均含硫量。硫的含量根据煤种不同而定,国家标准规定煤的含硫量1%为低硫煤,则:替代1吨标煤可减少0.016吨(16千克)SO2排放。
3、减少飞灰量计算
砖瓦行业是内燃烧砖为主,没有计算公式,参考锅炉行业的计算公式:年减少飞灰量=年替煤量×煤平均灰分×烟气中烟尘占灰分量的比率×(1-除尘器的总效率)。根据各种炉型的不同,其产生的烟气中烟尘占灰分量的比率达范围为0.15~0.4(煤粉炉为0.7~0.8);除尘率按85%计算,煤的平均灰分按20%计算。则:替代1吨标煤可减少0.0045~0.012吨(煤粉炉为0.021~0.024吨)飞灰的排放。
4、减少炉灰量计算
年减少炉灰量=年替煤量×煤平均灰分×(1-烟汽中烟尘占灰分量的比率)则:替代1吨标煤可减少0.12~0.17吨(煤粉炉为0.04~0.06吨)炉灰的排放。
5、减少CO排放量计算
年减少CO排放量=年替煤量×CO生成量,采用与标煤相近的焦煤的不完全燃烧值3%,含碳量85%来计算,则:替代1吨标煤可减少0.0595吨CO的排放。
6、减少NOX排放量计算
NOX排放量(吨)=1.63×耗煤量(吨)×(燃煤中氮的含量×燃煤中氮的NOX转化率%+0.000938)。
其中耗煤量以1吨标煤为基准,标煤中氮的含量取1.5%标煤中氮的转化率取25%。则:替代1吨标煤可减少0.0076吨(7.6公斤)NOx排放。
7、减少CO2排放量计算年减少CO2排放量=年替煤量×CO2生成量
采用与标煤相近的焦煤的不完全燃烧值3%,按含碳量85%;每标立方米天然气完全燃烧产生1.843kg二氧化碳来计算。则:替代1吨标煤可减少1.4935吨CO2的排放。通过以上比较不难看出,仅从经济角度比较,煤炭较天然气更具优势。但综合环境保护这一方面考虑,若以煤炭为燃料,则用户需在环境保护方面投入不少资金及人力资源。
综合比较:以天然气做为燃料较煤炭更环保。同时由于天然气燃烧时的火焰及温度都较燃煤稳定,且易于控制,对烧结砖等产品质量更有保证,同时由于煤炭价格的上涨,经济性的差异在逐渐缩小。
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