爐具網(wǎng)訊：潔凈型煤配套專用爐具采暖可以顯著降低大氣污染物排放，是改善農(nóng)村地區(qū)清潔取暖現(xiàn)實有效途徑之一，可以解決暫時不具備實施“雙替代”的農(nóng)村地區(qū)散煤采暖帶來的嚴重污染問題，而其關鍵是要找到低成本-低排放的技術路徑。新型方型蜂窩煤配套專用爐具燃燒穩(wěn)定，燃燒效率高，可顯著降低多種污染物的排放。同時在經(jīng)濟上還大幅減輕了用戶冬季取暖的支出成本壓力，為我國受經(jīng)濟條件限制不具備其他清潔取暖形式的北方農(nóng)村地區(qū)燃煤清潔取暖工作提供了有效解決方案。

        民用方型蜂窩煤燃燒采暖的減排效果及經(jīng)濟性分析

        李志敏1，焦銘澤1，PRABIN Shrestha1，劉 誠2，薛春瑜1，劉廣青1

        1. 北京化工大學 化學工程學院

        2. 內(nèi)蒙古鑫泓慶能源科技發(fā)展有限公司

        創(chuàng)新點

        1） 對一種成本較低的新型民用型煤——方型蜂窩煤的污染排放和實際應用進行了系統(tǒng)評估。

        2）在研究燃料性質(zhì)、操作階段對其污染排放影響的基礎上，進一步對方型蜂窩煤的燃燒機理和配套專用爐具內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響進行了系統(tǒng)分析。

        研究背景

        我國北方農(nóng)村地區(qū)居民冬季大量使用燃煤分散取暖，排放大量污染物，危害環(huán)境和人體健康。采用低排放－低成本的潔凈型煤取暖技術路徑有效解決散煤燃燒取暖帶來的環(huán)境污染問題，是現(xiàn)階段實現(xiàn)我國欠發(fā)達農(nóng)村地區(qū)清潔取暖的有效舉措之一。方型蜂窩煤作為一種成本較低的新型民用型煤，其燃燒排放相關研究較少，實際應用缺乏系統(tǒng)評估，有必要對其燃燒采暖污染排放和經(jīng)濟性進行分析，為我國受經(jīng)濟條件限制不具備其他清潔取暖形式的北方農(nóng)村地區(qū)燃煤清潔取暖工作探索出一條環(huán)保經(jīng)濟的技術路徑。

        研究內(nèi)容

        通過模擬居民實際使用工況，采用煙道直接采樣法測試了2種低成本的新型民用方型蜂窩煤和1種散煤分別在其配套爐具中燃燒采暖的PM2.5、CO和NOx等污染物的排放以及這3種燃料的固硫率，同時結(jié)合燃料性質(zhì)、爐具結(jié)構(gòu)設計和操作方式等影響因素對其排放特征進行分析，系統(tǒng)評估了新型民用方型蜂窩煤配套專用爐具替代散煤燃燒采暖的減排效果和經(jīng)濟性。

        研究結(jié)論

        1)排放特征：在整個燃燒周期中，2種方型蜂窩煤和散煤產(chǎn)生的污染物排放濃度均發(fā)生了明顯變化。同種燃料在點火、旺火和封火等不同燃燒階段污染物排放趨勢不同，不同燃料在相同燃燒階段污染物排放特征大致相同。采用“上點火、橫向進料，橫縱混燒” 的燃燒方式，使方型蜂窩煤在整個燃燒過程中均勻、穩(wěn)定燃燒，大大提高了燃燒效率，高達97%，從而大幅減少了污染物排放。

        2)減排效果：無煙煤方型蜂窩煤和煙煤方型蜂窩煤基于單位燃料質(zhì)量的 PM2.5排放因子分別為0.09和 0.43 g/kg、CO排放因子為51.61 和 38.35 g/kg、NOx排放因子為 0.72 和 0.63 g/kg。2種方型蜂窩煤相對于散煤的 PM2.5排放因子降低了79.62% ~ 96.58%；CO排放因子降低了84.35% ~ 89.56%；NOx排 放 因 子 降 低 了46.27% ~ 65.19%。相對于散煤來說，方型蜂窩煤與配套專用爐具組合可有效降低污染物排放，減排效果顯著，同時相比散煤具有較好的固硫效果，可降低SO2排放。

        3)經(jīng)濟性：由于方型蜂窩煤生產(chǎn)原料來源廣泛，大大降低了生產(chǎn)成本。在居民整個采暖季，方型蜂窩煤與散煤取暖的運行費用分別為1 390 ~ 2 502元和1 348 ~ 2 156元，2種取暖方式的運行費用相接近。

        4)燃料適配爐具是一種清潔的取暖方式，將潔凈煤炭和配套清潔爐具作為實現(xiàn)我國北方地區(qū)清潔供暖工作的關鍵補充形式。對于無法實現(xiàn)“雙替代”的地區(qū)，如一些人口密度低、居住分散的農(nóng)村和山區(qū)，采用低成本的“方型蜂窩煤配合專用爐具”的清潔取暖技術路徑不僅可以減輕政府對用戶的財政補貼壓力和用戶運行成本壓力，又能滿足當下我國北方地區(qū)農(nóng)村清潔取暖的環(huán)保需求，可有效解決由于低效燃燒造成的農(nóng)村環(huán)境污染問題。

        重要圖表

        圖3、不同爐具燃料組合污染物實時質(zhì)量濃度

        圖4、不同爐具燃料組合污染物排放因子

        引用格式：

        李志敏，焦銘澤，PRABIN Shrestha，等.民用方型蜂窩煤燃燒采暖的減排效果及經(jīng)濟性分析[J].潔凈煤技術，2022,28(7):88-95.
        LI Zhimin,JIAO Mingze,PRABIN Shrestha,et al.Emission reduction effect and economic analysis of civil square honeycomb briquettes combustion heating[J].Clean Coal Technology，2022,28(7):88-95.

        通訊作者

        薛春瑜，博士，北京化工大學副教授，碩士生導師，清潔燃料及爐具研究室主任。兼任中國農(nóng)村能源行業(yè)協(xié)會民用清潔爐具專委會副秘書長。主要研究領域為農(nóng)村能源污染排放控制技術及其環(huán)境健康效益。先后多次主持參與國家重點研發(fā)計劃子課題及多項企業(yè)重點研發(fā)項目。在Atmosphere、Science of the Total Environment、Environmental Pollution、Atmospheric Environment等SCI期刊以通訊作者發(fā)表文章數(shù)余篇，授權(quán)或申請有關清潔爐具研發(fā)的專利多項，參與多項清潔采暖爐具測試及評價方法相關標準的編制。