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摘要：本文分析了燃煤工业锅炉排放现状，探讨了燃煤工业锅炉PM2.5来源，就现有工业锅炉的环保监察、安全监察、节能监管的工作模式提出部门联动形成安全、节能、环保“三位一体”的工作新机制。
关键词：燃煤工业锅炉 PM2.5 工作机制
1 研究背景
通过使用锅炉，可以将煤炭的能量转化成热能。一般来说，锅炉可以分为居民采暖锅炉和工业锅炉两类。由于锅炉消耗的资源主要是煤炭，在目前的技术水平下，其排放的烟尘会带来大量的污染。比较明显的就是，我国北方用煤集中的地区，在冬季供暖时期，容易持续出现的大范围、长时间严重雾霾天气，严重影响公众身体健康，锅炉污染物大量低空排放是形成雾霾天气的主要原因之一。根据相关权威数据，2012年底，我国使用的燃煤工业锅炉共计46.7万台，总容量达178万蒸吨，年消耗原煤约7亿吨，占全国煤炭消耗的18%，其年排放烟尘、二氧化硫、氮氧化物分别占全国排放总量的33%、27%、9%[1]。2013年9月12日，国务院发布《大气污染防治计划》（国发〔2013〕37号）文提出的十项重点工作中将“全面整治燃煤小锅炉，加快重点行业脱硫、脱硝、除尘改造工程建设。”作为首要工作，同时国家环保部与各省政府签订了“大气污染防治目标责任书”，李克强总理2013年政府工作报告中提出“淘汰燃煤小锅炉5万台”的任务，为此锅炉节能减排形势严峻，任务迫切。
2 燃煤工业锅炉排放颗粒物概述及其危害
空气中悬浮的固体以及液体颗粒，按照其粒径的大小，一般划分为总悬浮颗粒物（TSP）和可吸入颗粒物（PM10及PM2.5）。从定义上来看，TSP是指空气动力学直径Dn≤100μm的颗粒物，这种颗粒的粒径相对较大，在传输过程中，比较容易沉降下来，并且其传输的距离也相对较短。可吸入颗粒，是指空气动力学直径Dn≤10μm和Dn≤2.5μm的颗粒物，从其性质上来看，此种颗粒可以在空气中传输较长的时间，在这个过程中，容易被人体或动物等吸入呼吸系统。从某种意义上看，这种颗粒会对呼吸系统造成一定的危害，这种颗粒就是可吸入颗粒物（以下统称为PM2.5）。PM2.5粒径较小，表面积稍大，它在空气中传输时有一种吸附性，在这种吸附性的作用下，会把空气中游离的一些重金属、病原菌和一些其他有害物质吸附在周围，在这种情况下，PM2.5颗粒被人体吸入后，不但在肺部沉积，还有很大的可能会穿过肺泡，从而会渗透到血液循环系统，其结果会影响人体的心脏、大脑等關键器官。同时，PM2.5颗粒能够降低大气能见度，危害人类健康，影响大气环境。比较明显的例子，就近些年，我国北方地区持续发生的重雾霾天气，对人体造成的危害及环境效应已经逐渐成为世界各国关注的焦点[2]。
燃煤锅炉无论在燃料运输、燃烧传热、燃烧产物处理等过程中都会生成大量的颗粒物。
①煤炭在开采过程中受到的冲击、挤压破碎而产生原煤，由于原煤煤块受力不均。过分碾压等原理产生少量的PM2.5颗粒。同时，目前在用锅炉以燃烧原煤为主，原煤在运输过程中，缺乏有效的防扬尘措施，导致产生的大量PM2.5颗粒卷扬到大气中，形成污染。
②燃煤锅炉在燃烧过程中，由于燃烧方式及燃料中灰分额的不同，其颗粒物产生的浓度一般为12-40g/m3，产生的初始颗粒物粒径分布约为PM10/TSP为32-48%，PM2.5/TSP为2-4%[3]。因此，燃煤锅炉污染物首要控制的是TSP，但通过旋风、湿式、静电、布袋等方式除尘，可实现去除70%～95%的TSP，但对PM2.5的去除效率却仅为50%和10%。相比来说，燃煤工业锅炉排放的细颗粒物PM2.5成为大气污染物的重要源[4]。
③煤炭燃烧后形成炉渣及飞灰，由于炉膛温度较高，煤的灰熔融性较强时，漏煤主要以块状形式呈现，其产生的颗粒物PM2.5极少，煤炭在不完全燃烧状况下，飞灰中容易形成碳颗粒，其粒径一般约为10μm，形成颗粒物PM2.5，清华大学的李超、李兴华等[5]对可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）的现场排放测试，在所测的粒径范围（0.03～10μm）内，燃煤工业锅炉产生及排放PM10的粒数浓度和质量浓度均呈现单峰分布，峰值粒径约在0.12～0.20μm范围内。同时，烟气中的NOx与空气中的水分子化合形式气凝胶也将转化为颗粒物PM2.5。
3 降低燃煤工业锅炉PM2.5排放的几点建议
2014年5月6日，环保部颁布实施了更为严格的《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014），但对PM2.5做出明确具体的规定，同时相关环保单位，也对工业锅炉的烟尘排放做出比较明确的规定，不过还有很多措施在执行过程中难以落实到位。现有特种设备安全监察体系对工业锅炉设计、制造、安装、检验全方位全环节的实施安全监察和节能监管，但对燃煤工业锅炉污染物排放缺少监察手段。为此，应整合现有资源，部门联动，形式安全、节能、环保“三位一体”的燃煤工业锅炉监管新模式。
参考文献：
[1]国家发展改革委等.《燃煤锅炉节能环保综合提升工程实施方案》，2014.
[2]黄丽坤，王广智，王琨，等.哈尔滨市采暖与非采暖期大气颗粒物污染特性研究[J].环境工程学报，2011，5（1）：146-150.
[3]姚群，陈隆枢，陈光伟，等.燃煤电厂锅炉烟气PM2.5排放控制技术与应用[J].电力环境保护，2007，23（1）：52-54.
[4]赵亚玲，王丹平，郑长科.浅析我国燃煤污染危害及其防治方法[J].中州煤炭，2006（6）：16-19.
[5]李超，李兴华，段雷，等.燃煤工业锅炉可吸入颗粒物的排放特征[J].环境科学，2009.3.
关键词：燃煤工业锅炉 PM2.5 工作机制
1 研究背景
通过使用锅炉，可以将煤炭的能量转化成热能。一般来说，锅炉可以分为居民采暖锅炉和工业锅炉两类。由于锅炉消耗的资源主要是煤炭，在目前的技术水平下，其排放的烟尘会带来大量的污染。比较明显的就是，我国北方用煤集中的地区，在冬季供暖时期，容易持续出现的大范围、长时间严重雾霾天气，严重影响公众身体健康，锅炉污染物大量低空排放是形成雾霾天气的主要原因之一。根据相关权威数据，2012年底，我国使用的燃煤工业锅炉共计46.7万台，总容量达178万蒸吨，年消耗原煤约7亿吨，占全国煤炭消耗的18%，其年排放烟尘、二氧化硫、氮氧化物分别占全国排放总量的33%、27%、9%[1]。2013年9月12日，国务院发布《大气污染防治计划》（国发〔2013〕37号）文提出的十项重点工作中将“全面整治燃煤小锅炉，加快重点行业脱硫、脱硝、除尘改造工程建设。”作为首要工作，同时国家环保部与各省政府签订了“大气污染防治目标责任书”，李克强总理2013年政府工作报告中提出“淘汰燃煤小锅炉5万台”的任务，为此锅炉节能减排形势严峻，任务迫切。
2 燃煤工业锅炉排放颗粒物概述及其危害
空气中悬浮的固体以及液体颗粒，按照其粒径的大小，一般划分为总悬浮颗粒物（TSP）和可吸入颗粒物（PM10及PM2.5）。从定义上来看，TSP是指空气动力学直径Dn≤100μm的颗粒物，这种颗粒的粒径相对较大，在传输过程中，比较容易沉降下来，并且其传输的距离也相对较短。可吸入颗粒，是指空气动力学直径Dn≤10μm和Dn≤2.5μm的颗粒物，从其性质上来看，此种颗粒可以在空气中传输较长的时间，在这个过程中，容易被人体或动物等吸入呼吸系统。从某种意义上看，这种颗粒会对呼吸系统造成一定的危害，这种颗粒就是可吸入颗粒物（以下统称为PM2.5）。PM2.5粒径较小，表面积稍大，它在空气中传输时有一种吸附性，在这种吸附性的作用下，会把空气中游离的一些重金属、病原菌和一些其他有害物质吸附在周围，在这种情况下，PM2.5颗粒被人体吸入后，不但在肺部沉积，还有很大的可能会穿过肺泡，从而会渗透到血液循环系统，其结果会影响人体的心脏、大脑等關键器官。同时，PM2.5颗粒能够降低大气能见度，危害人类健康，影响大气环境。比较明显的例子，就近些年，我国北方地区持续发生的重雾霾天气，对人体造成的危害及环境效应已经逐渐成为世界各国关注的焦点[2]。
燃煤锅炉无论在燃料运输、燃烧传热、燃烧产物处理等过程中都会生成大量的颗粒物。
①煤炭在开采过程中受到的冲击、挤压破碎而产生原煤，由于原煤煤块受力不均。过分碾压等原理产生少量的PM2.5颗粒。同时，目前在用锅炉以燃烧原煤为主，原煤在运输过程中，缺乏有效的防扬尘措施，导致产生的大量PM2.5颗粒卷扬到大气中，形成污染。
②燃煤锅炉在燃烧过程中，由于燃烧方式及燃料中灰分额的不同，其颗粒物产生的浓度一般为12-40g/m3，产生的初始颗粒物粒径分布约为PM10/TSP为32-48%，PM2.5/TSP为2-4%[3]。因此，燃煤锅炉污染物首要控制的是TSP，但通过旋风、湿式、静电、布袋等方式除尘，可实现去除70%～95%的TSP，但对PM2.5的去除效率却仅为50%和10%。相比来说，燃煤工业锅炉排放的细颗粒物PM2.5成为大气污染物的重要源[4]。
③煤炭燃烧后形成炉渣及飞灰，由于炉膛温度较高，煤的灰熔融性较强时，漏煤主要以块状形式呈现，其产生的颗粒物PM2.5极少，煤炭在不完全燃烧状况下，飞灰中容易形成碳颗粒，其粒径一般约为10μm，形成颗粒物PM2.5，清华大学的李超、李兴华等[5]对可吸入颗粒物（PM10）和细颗粒物（PM2.5）的现场排放测试，在所测的粒径范围（0.03～10μm）内，燃煤工业锅炉产生及排放PM10的粒数浓度和质量浓度均呈现单峰分布，峰值粒径约在0.12～0.20μm范围内。同时，烟气中的NOx与空气中的水分子化合形式气凝胶也将转化为颗粒物PM2.5。
3 降低燃煤工业锅炉PM2.5排放的几点建议
2014年5月6日，环保部颁布实施了更为严格的《锅炉大气污染物排放标准》（GB13271-2014），但对PM2.5做出明确具体的规定，同时相关环保单位，也对工业锅炉的烟尘排放做出比较明确的规定，不过还有很多措施在执行过程中难以落实到位。现有特种设备安全监察体系对工业锅炉设计、制造、安装、检验全方位全环节的实施安全监察和节能监管，但对燃煤工业锅炉污染物排放缺少监察手段。为此，应整合现有资源，部门联动，形式安全、节能、环保“三位一体”的燃煤工业锅炉监管新模式。
参考文献：
[1]国家发展改革委等.《燃煤锅炉节能环保综合提升工程实施方案》，2014.
[2]黄丽坤，王广智，王琨，等.哈尔滨市采暖与非采暖期大气颗粒物污染特性研究[J].环境工程学报，2011，5（1）：146-150.
[3]姚群，陈隆枢，陈光伟，等.燃煤电厂锅炉烟气PM2.5排放控制技术与应用[J].电力环境保护，2007，23（1）：52-54.
[4]赵亚玲，王丹平，郑长科.浅析我国燃煤污染危害及其防治方法[J].中州煤炭，2006（6）：16-19.
[5]李超，李兴华，段雷，等.燃煤工业锅炉可吸入颗粒物的排放特征[J].环境科学，2009.3.