源清單的建立

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

中國(guó)當(dāng)前面臨的區(qū)域復(fù)合型大氣污染問(wèn)題

復(fù)合型大氣污染的控制+揚(yáng)塵顆粒物污染嚴(yán)重大氣氧化性增強(qiáng)以城市為中心，呈區(qū)域性若不及時(shí)加以控制勢(shì)必更加惡化酸雨形成機(jī)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(zhì)量管理成效評(píng)估及控制策略研究

2.空氣污染管理應(yīng)用工具

對(duì)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(bào)、空氣污染物排污收費(fèi)、

總量控制及排放交易等B.新增污染源：環(huán)境影響評(píng)價(jià)或許可申請(qǐng)階段的擴(kuò)散模式模擬

，評(píng)價(jià)空氣質(zhì)量濃度增量的影響

燃燒煙塵NoxSO2有機(jī)物重金屬燃料煤炭油氣生物質(zhì)垃圾燃燒排放燃燒產(chǎn)生的污染物

燃料燃燒過(guò)程并不是那么簡(jiǎn)單，還有分解和其他的氧化、聚合過(guò)程。燃燒煙氣主要由懸浮的少量顆粒物、燃燒產(chǎn)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(lèi)、醛、酮和綢環(huán)碳?xì)浠衔锏?。這些都是有害物質(zhì)，它們的形成與燃燒條件有關(guān)。燃燒產(chǎn)物與溫度的關(guān)系不燃燒排放的源生物揚(yáng)塵方法大氣污染源及其分類(lèi)按社會(huì)功能的不同可分為天然源和人為源；人為源：工業(yè)污染源，農(nóng)業(yè)污染源，生活污染源，交通污染源；按污染物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分：固定污染源和流動(dòng)污染源按污染物影響范圍分：點(diǎn)污染源、線污染源、面污染源大氣污染物分類(lèi)污染物排放量

通過(guò)測(cè)定煙氣中污染物的濃度，根據(jù)實(shí)際排煙量，很容易計(jì)算污染物的排放量。但在很多情況下，需要根據(jù)同類(lèi)燃燒設(shè)備的排污系數(shù)、燃料組成和燃燒狀態(tài)，預(yù)測(cè)煙氣量和污染物濃度。各種污染物的排污系數(shù)由其形成機(jī)理和燃燒條件決定。對(duì)各污染源詳細(xì)調(diào)查，根據(jù)各源的基本工況和排放因子模型，建立污染源清單和數(shù)據(jù)庫(kù)，據(jù)此可以分析各源排放對(duì)排放量的貢獻(xiàn)及對(duì)空氣質(zhì)量的相對(duì)影響，確定重點(diǎn)污染源。測(cè)量與調(diào)查測(cè)什么?如何測(cè)量?計(jì)算物料衡算排放因子計(jì)算（1）根據(jù)實(shí)測(cè)的污染物濃度和排煙量

（2）根據(jù)燃燒設(shè)備的排污系數(shù)、燃料組成和燃燒狀況預(yù)測(cè)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(dòng)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(cè)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(zhì)量平衡法：由物質(zhì)輸入與輸出間的平衡關(guān)系估算3.工程計(jì)算方法：利用物質(zhì)成份特性及理論公式估算4.間接估算方法：即排放系數(shù)估算法，利用一具代表性的

系數(shù)因子配合活動(dòng)水平估算。不確定性分析排放源清單的估算分析過(guò)程中不可避免地存在著監(jiān)測(cè)誤差、隨機(jī)誤差、關(guān)鍵數(shù)據(jù)缺乏以及數(shù)據(jù)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(shí)別和量化，將有可能導(dǎo)致對(duì)排放趨勢(shì)、排放源分配、重要不確定性源的識(shí)別以及污染源與空氣質(zhì)量關(guān)系等產(chǎn)生錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，甚至可能因此而制定錯(cuò)誤的空氣污染控制策略。不確定性定量方法涉及到對(duì)排放源清單模型輸入(排放因子和活動(dòng)水平)的不確定性識(shí)別,以及通過(guò)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?yún)?shù)的不確定性分析：統(tǒng)計(jì)分析或?qū)＜遗袛?；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(qiáng)而得到廣泛使用，從模型輸入中隨機(jī)抽取1個(gè)值，計(jì)算相應(yīng)的模型輸出大小，經(jīng)過(guò)n次重復(fù)抽樣，由n個(gè)模型輸出構(gòu)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(guān)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(yīng)方程式完全燃燒所需要的空氣量稱(chēng)為理論空氣量，由燃料的組成決定，可根據(jù)燃燒方程式計(jì)算求得。建立燃燒化學(xué)方程式時(shí)，通常假設(shè)：

（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(tài)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(jì)算理論空氣量時(shí)可以忽略；（5）燃料中的氮在燃燒時(shí)轉(zhuǎn)化為N2和NO，一般以N2為主；（6）燃料的化學(xué)式為CxHySzOw，其下標(biāo)x、y、z、w分別代表碳、氫、硫和氧的原子數(shù)于是，理論空氣量

例1計(jì)算辛烷(C8H18)在理論空氣量條件下燃燒時(shí)的燃料/空氣質(zhì)量比，并確定燃燒產(chǎn)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(zhì)量為114，于是理論空氣量下燃燒時(shí)燃料/空氣的質(zhì)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(chǎn)物的總摩爾數(shù)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(xué)組成以質(zhì)量計(jì)為：C:77.2%，H:5.2%，N:1.2％，S:2.6%，O:5.9%，灰分:7.9%。試計(jì)算這種煤燃燒時(shí)的理論空氣量。解：首先確定煤的摩爾組成。為計(jì)算簡(jiǎn)便，相對(duì)于單一原子標(biāo)準(zhǔn)化其摩爾組成。％(以質(zhì)量計(jì))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(duì)于該種煤，其組成可表示為:CH0.808N0.013S0.013O0.057燃料的摩爾質(zhì)量，即相對(duì)于每摩爾碳的質(zhì)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(guò)剩系數(shù)一般把超過(guò)理論空氣量多供給的空氣量稱(chēng)為過(guò)?？諝饬?，并把實(shí)際空氣量Va與理論空氣量Va0之比定義為空氣過(guò)剩系數(shù)α，即

通常α〉1，α值的大小取決于燃料種類(lèi)、燃燒裝置形式及燃燒條件等因素?？杖急龋ˋF）

單位質(zhì)量燃料燃燒所需要的空氣質(zhì)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(duì)含量的減少，碳相對(duì)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(jì)算一、煙氣體積計(jì)算1.理論煙氣量與實(shí)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(chēng)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(shí)際煙氣量＝理論煙氣量＋過(guò)?？諝饬縑fg=Vfg0+(α-1)Va0理論煙氣量可由燃燒方程計(jì)算，如CH4燃燒：1mol的CH4完全燃燒產(chǎn)生10.52mol的煙氣。根據(jù)理想氣體定律，近似認(rèn)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(chǎn)生10.52m3的煙氣，假設(shè)空氣過(guò)剩系數(shù)為1.05，則Vfg=Vfg0+(α-1)Va0=10.52+(1.05-1)×9.52=10.996

燃燒裝置產(chǎn)生的煙氣的溫度和壓力總是高于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（273K、1atm），煙氣體積和密度往往需要換算成為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。假設(shè)煙氣體積和密度可應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程換算。于是，對(duì)于溫度Ts、壓力Ps的煙氣，其體積Vs、密度ρs，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下（溫度Tn、壓力Pn）煙氣的體積為Vn，密度為ρn，

則標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)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(guó)、日本和國(guó)際全球監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)是指出298K和1atm，在作數(shù)據(jù)比較或校對(duì)時(shí)需要注意。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下煙氣的密度：

空氣過(guò)剩系數(shù)的確定

實(shí)際燃燒過(guò)程是有過(guò)?？諝獾?，所以燃燒過(guò)程中的實(shí)際煙氣體積應(yīng)為理論煙氣氣體與過(guò)?？諝饬恐?。用奧氏煙氣分析儀測(cè)定干煙氣中CO2、O2和CO的含量，就可以確定燃燒設(shè)備運(yùn)行時(shí)的煙氣成分和空氣過(guò)剩系數(shù)。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(guò)剩，則燃燒方程式變?yōu)?/p>

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

a是過(guò)剩空氣中O2的過(guò)剩摩爾數(shù)。根據(jù)定義，空氣過(guò)剩系數(shù)：要計(jì)算α,必須知道過(guò)剩氧的摩爾數(shù)。若燃燒是完全的，過(guò)?？諝庵械难鮾H能夠以O(shè)2的形式存在，假如燃燒產(chǎn)物以小標(biāo)P表示C+（1+a）O2+（1+a）3.78N2——CO2p+O2p+N2p其中，O2p=aO2，表示過(guò)剩氧量，N2p為實(shí)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(shí)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(guò)剩系數(shù)：假設(shè)燃燒過(guò)程產(chǎn)生CO，過(guò)剩氧量必須加以校正，即從測(cè)得的過(guò)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(cè)得的各組分的百分?jǐn)?shù)。例如，奧薩特儀分析結(jié)果為：CO2=10%，O2=4%，CO=1%，那么N2=85%，則考慮過(guò)?？諝庑Ｕ?，實(shí)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(jié)果如下（按質(zhì)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(zhuǎn)化為SOx（其中SO2占97％），試計(jì)算空氣過(guò)剩系數(shù)為1.20時(shí)煙氣中SO2及SO3的濃度，以10－6表示，并計(jì)算此時(shí)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(chǔ)，則重量（g)摩爾數(shù)（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