[發(fā)明專利]一種估算煉焦焦?fàn)t頂無組織排放碳顆粒物排放因子的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710797793.8
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107516018B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牟玲;白慧玲;劉效峰;荊丹華
• 申請（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 太原科衛(wèi)專利事務(wù)所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源;曹一杰

本發(fā)明涉及大氣污染控制領(lǐng)域，公開了一種估算煤焦化過程焦?fàn)t頂無組織排放碳顆粒物排放因子的方法。本發(fā)明主要解決目前研究煉焦污染物排放量過程中存在的缺少無組織排放碳顆粒物排放因子的瓶頸問題，提供了估算煉焦無組織排放有機碳和元素碳排放因子的方法。具體方法：一、煉焦無組織排放顆粒物中有機碳和元素碳與BSO的比值分析；二、無組織排放顆粒物中苯可溶物（BSO）排放速率估算；三、有機碳和元素碳排放因子估算。本發(fā)明解決了定量估算煉焦無組織排放碳顆粒物排放量時缺少排放因子的難題，對于進(jìn)一步評價和估算煉焦無組織排放污染程度具有非常重要的實際應(yīng)用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種針對機械煉焦焦?fàn)t頂無組織排放碳顆粒物(有機碳和元素碳)排放因子進(jìn)行估算的方法。

背景技術(shù)

大氣中的碳?xì)馊苣z是城市PM_2.5的重要組成，占PM_2.5的百分含量達(dá)40％，主要包括有機碳(OC)和元素碳(EC)，其中EC具有強烈的吸光性又被稱為黑碳(BC)。研究表明，OC對光具有散射作用，而BC有較強的吸光吸熱能力，被認(rèn)為是導(dǎo)致全球變暖的主要物質(zhì)之一，二者聯(lián)合作用，對大氣能見度、地氣系統(tǒng)的輻射平衡、大氣環(huán)流、地球水循環(huán)及氣候變化具有顯著影響。此外，由于OC中某些芳香族化合物如多環(huán)芳烴、二噁英等，具有高生理毒性，而EC具有較強的吸附能力，能富集環(huán)境空氣中的半揮發(fā)性物質(zhì)，促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)過程，對人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。建立一套針對我國各類排放源OC和EC排放因子及排放量的基礎(chǔ)資料，是我國應(yīng)對環(huán)境外交所面臨各種挑戰(zhàn)的前提和基礎(chǔ)，也是有效控制環(huán)境空氣中碳?xì)馊苣z污染、降低人體暴露水平的關(guān)鍵。

我國是世界焦炭生產(chǎn)大國，焦炭產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的60％以上。焦炭生產(chǎn)過程排放大量有毒有害污染物，嚴(yán)重威脅焦炭產(chǎn)區(qū)居民的身體健康。除家庭燃煤及生物質(zhì)燃燒外，焦炭生產(chǎn)已成為EC的重要排放源。環(huán)保問題已成為當(dāng)前我國焦化行業(yè)面臨的突出問題。與煤燃燒不同，煉焦是原煤在隔絕空氣條件下的高溫干餾過程，其中包括煤中有機質(zhì)的裂解、裂解產(chǎn)物中相對分子質(zhì)量較小部分的揮發(fā)、裂解殘留物的縮聚、揮發(fā)產(chǎn)物在逸出過程中的分解及化合、縮聚產(chǎn)物的進(jìn)一步分解和再縮聚等過程。與工業(yè)和家庭燃煤相比，煉焦工藝更加復(fù)雜，具有污染物發(fā)生源多，面廣，且連續(xù)性和陣發(fā)性并存。焦炭生產(chǎn)過程排放的污染物主要分為兩部分：(1)煉焦期間焦?fàn)t逸出的散煙，為連續(xù)無組織排放；(2)機械操作過程排放的污染物，主要指裝煤、推焦等過程產(chǎn)生。

焦?fàn)t爐組是煉焦過程主要的無組織排放源，主要與焦?fàn)t爐門、爐蓋等泄露有關(guān)。

來自于無組織排放的大氣污染物，釋放后直接進(jìn)入環(huán)境，對環(huán)境空氣質(zhì)量及人體健康會造成嚴(yán)重危害。排放因子是計算與評價污染物排放量及其環(huán)境影響的重要依據(jù)。然而，由于缺少相應(yīng)的煉焦過程無組織排放OC和EC排放因子的估算方法，無法實現(xiàn)針對煉焦過程碳顆粒物排放量及其環(huán)境影響的準(zhǔn)確評價，因此急需建立一種估算煉焦無組織排放污染物排放因子的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決目前存在的無法針對煉焦過程無組織排放量進(jìn)行估算的瓶頸問題，而建立的一種通過實地采樣觀察——實驗室分析——模型計算為一體的煉焦過程無組織排放碳顆粒物排放因子的估算方法。

本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種估算煉焦焦?fàn)t頂無組織排放碳顆粒物排放因子的方法，該方法按照以下步驟進(jìn)行：

(1)通過實地采樣-實驗室分析，計算煉焦無組織排放顆粒物中有機碳和元素碳分別與焦?fàn)t頂無組織排放的苯可溶物也即BSO的濃度比值：采集煉焦焦?fàn)t頂無組織排放顆粒物樣品，分析樣品中BSO、有機碳和元素碳含量，并計算BSO與碳顆粒物的濃度比值；

(2)利用經(jīng)驗公式，分別計算煉焦過程焦?fàn)t爐門泄露和焦?fàn)t頂爐蓋泄露的BSO的排放速率；

①煉焦過程焦?fàn)t爐門泄露的BSO的排放速率計算根據(jù)焦?fàn)t污染物泄露程度，分別采用了不同的泄漏率并進(jìn)行加和，公式如下：