陕西省民用燃煤燃烧颗粒物排放清单的建立及评估研究

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煤炭在我国一次能源消费量中占比近70%,其在燃烧过程中排放的污染物是我国大气污染的重要来源之一。为控制燃煤颗粒物污染物排放量,我国在煤电行业提高排放标准,要求加装先进的除尘等高效环保设施。近年来,冬季我国几次持续的雾霾天气,表明一些污染源被忽略,人们开始关注民用燃煤燃烧这一现象对环境造成的污染。目前,在我国农村能源结构中占主导地位的仍然是煤炭,所占比例近80%,据统计,全国每年仅民用燃煤消耗2亿吨左右,占全国总煤炭消耗量的4.7%左右,但由于民用燃煤燃烧炉具热效率低,仅有15%-30%,且燃烧过程难以控制,缺乏后期烟气的治理,因此从污染物的排放强度角度看,燃煤燃烧产生的大气污染物排放系数比集中燃煤设施高很多。我国能源结构变革需要一个漫长的过程,因此在较短时间内,无法消除民用燃煤的使用,因此,关注燃煤燃烧,有效合理地控制燃煤燃烧颗粒物的产生,对我国的雾霾治理有极其重要的作用。本文以陕西省为研究对象,研究其民用煤在该地区燃烧排放颗粒物的贡献。获取民用煤燃烧颗粒物排放因子的方法有两种,一是文献调研法,二是实验检测法,由于燃煤燃烧受不同地方民用煤成分以及燃烧条件影响,文献调研法获取会对准确性存在一定的偏差,本文选择实验检测法获取陕西省民用燃煤燃烧颗粒物排放因子。研究过程大体分为三步,第一步调查并搜集陕西地区使用的民用煤以及家庭炉具;第二步通过模拟家庭燃煤炉的燃烧过程,设计专门的稀释通道采样系统,测算陕西省民用煤燃烧颗粒物排放因子;第三步计算近几年陕西省民用燃煤燃烧颗粒物排放量,摸清陕西省民用燃煤污染的底数,并结合政策及客观条件,预测短期内民用燃煤燃烧颗粒物排放量变化趋势,从而对颗粒物减排提出建议。通过调查搜集取样分析,得知陕西省使用量最大的民用煤为烟煤,品质低劣,产地在榆林及其周边,其次是无烟煤,多数来自于宁夏、山西等地,蜂窝煤使用量较少。本文选择具有代表性的民用煤使用地:西安、宝鸡、榆林、高陵等,搜集并使用与燃煤燃烧相匹配的常用煤炉进行实验,结果显示陕西省4种民用燃煤燃烧后颗粒物的排放因子:榆林烟煤颗粒物排放因子为11.17g/kg,数值最大;延安烟煤颗粒物排放因子为7.96g/kg,高陵无烟煤为2.58g/kg,西安与宝鸡市民众使用的蜂窝煤燃烧排放因子较小,分别为1.19g/kg、1.37g/kg。2013-2016年陕西省民用燃煤燃烧颗粒物排放量分别为30449.66t,30635.35t,25979.35t,21178.64t,虽呈现下降趋势,但民用燃煤排放量依旧很大,其中烟煤燃烧颗粒物占民用煤颗粒物排放的92%,量化各地级市燃煤燃烧颗粒物贡献量,结合陕西省对燃煤的管控以及燃煤使用量趋势,预测2020年陕西省民用燃煤燃烧颗粒物排放量约为6336t。为减少陕西地区大气污染颗粒物排放量,需要对燃煤燃烧实施全过程管控。首先,从煤的生产源头上,需要对不同品质、用途的煤类严格把关,控制流通渠道,严防劣质煤流入农村市场,目前,排放系数最高的烟煤占民用煤的市场份额过大,因此在民用燃煤燃烧减排措施中,需要联合政府部门,严控民用煤煤质,逐渐淘汰挥发分含量高的烟煤在民用生活中的使用,同时需提高民众对无烟煤的认可与接纳,根据当地能源特点探索新型能源。第二可以从民用炉具上进行改进,使用新型的炉具是最直接有效的减排措施,市场上已渐渐有改进后的炉具,对民用煤减排提供支持。
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