生物质锅炉羰基化合物排放特征分析

为了探讨生物质锅炉羰基化合物的排放特征,采用气袋采样-PFPH衍生-GC/MS分析的方法测量了6台生物质锅炉排放烟气中的21种羰基化合物.结果表明,这些生物质锅炉的烟气中羰基化合物排放特征存在明显差异,总体而言,己醛和丙醛浓度在测定的21种目标化合物中比重最高,分别占总量的29%~47%和19%~31%,其次为甲醛和丙酮,乙醛和壬醛.通过羰基化合物排放量与消耗的燃料质量比值估算了排放因子,6台锅炉羰基化合物排放因子介于3.06~18.29mg/kg之间,平均为9.45±6.05mg/kg.采用最大增量反应活性法（MIR）评价了羰基化合物的化学反应活性及臭氧生成潜势（OFP）,平均总的臭氧生成潜势（以O₃计）为5.97gO₃/gVOCs;己醛、丙醛、甲醛对OFP的贡献尤为明显,丙酮虽然占有较高的质量浓度,但对OFP的贡献较低.     

生物质成型燃料锅炉挥发性有机物排放特征

以5台燃成型生物质燃料锅炉为研究对象,基于预浓缩-GC-MS/FID的测量方法,对成型生物质燃烧产生的烟气进行了挥发性有机物(VOCs)排放特征研究,同时还测定颗粒物、NO_x、SO_2和汞及其化合物的排放浓度.结果表明,5台锅炉所排放的SO_2和汞及其化合物均低于排放标准要求,而氮氧化物和颗粒物的排放存在高于国标排放限值现象.56种VOCs总质量浓度在(872.43±293.80)~(6 929.66±1 137.25)μg·m~(-3)之间,影响因素分析表明VOCs浓度与炉膛中心温度及负荷有较强负相关性.VOCs的排放中烯烃占比最大,达41%~59%,其次是烷烃和芳香烃,分别为27%~49%和6%~18%.烯烃的排放以乙烯、1-丁烯、顺-2-丁烯和1-己烯为主,烷烃以正己烷、异戊烷和环戊烷为主,芳香烃则以苯和甲苯为主.臭氧生成潜势采用最大增量反应活性法进行分析,5台锅炉的臭氧生成潜势贡献主要来自于烯烃,高达76%~90%,而烷烃也可占6%~19%.     

不同燃料类型锅炉羰基化合物的排放特征

为探究不同燃料类型锅炉羰基化合物排放特征，选取以煤、生物质、石油焦和天然气为燃料的14台工业锅炉和2台燃煤电站锅炉作为研究对象，采用气袋-PFPH衍生-GC/MS方法采集和分析烟气中的21种羰基化合物.结果表明，不同燃料类型锅炉烟气中羰基化合物呈现明显差异（One-way ANOVA，F=4.458，P=0.028<0.05），其中羰基化合物质量浓度（9%基准氧量）排序是石油焦 > 电站锅炉 > 煤 > 天然气 > 生物质，分别为（6306.25±1335.35），（5745.96±2864.62），（4784.85±1698.20），（3589.51±1534.676），（1341.18±616.46）μg/m³.不同燃料类型的锅炉烟气中羰基化合物组分特征有明显差异性，但甲醛、乙醛、丙酮和丙醛等低分子量的羰基化合物均占比较大，燃石油焦、燃煤电站、燃煤、燃天然气和燃生物质锅炉中低碳羰基化合物总占比分别达到87.56%，91.36%，92.94%，78.70%和45.84%.最后，采用最大增量反应活性（MIR）和OH消耗速率评价烟气中羰基化合物物种的化学反应活性，结果表明，甲醛、丙醛、乙醛等低碳羰基化合物为关键活性物种.