一、实测大气污染物浓度有时为什么要折算?
在实际生产中,锅炉或窑炉使用燃料燃烧时,一般都会加入过量空气(使用鼓风机),一方面,可使燃料充分燃烧,但也出现了另一个问题,排气筒排放的污染物浓度产生了“稀释”作用,大大降低了排放浓度,会造成污染物排放浓度“虚假”达标,这是不允许的。
为了防止排污单位在排放大气污染物时,加大鼓引风机的风量,人为减少污染物的浓度,达到稀释排放从而达标(浓度标准)的目的,从而得到真实的污染物排放浓度,就必有一个统一的换算标准,于是引入“过量空气系数”的概念。
当然,判断排气筒是否达标不是用“排放浓度”一个指标。
在《大气污染物综合排放标准》中规定了“最高允许排放浓度”和“最高允许排放速率”需同时达标才算达标。
“最高允许排放速率”的单位是kg/h,计算公式为:污染物排放浓度(mg/ m3)×烟气流量(m3 /h),此式可说明,无论如何“稀释”,计算出来的排放量都是正确的。
从上式可知,计算排放速率时,无需使用折算后的排放浓度。
二、过量空气系数概念及意义
1、过量空气系数:燃料燃烧时实际空气需要量与理论空气需要量之比值。
用“α”表示。
2、过量空气系数的意义:炉子在操作过程中,过量空气系数太大,说明在燃烧时实际鼓风量较大,氧气充
足,对完全燃烧有利,但过大的鼓风量必然产生过大的烟气,使烟气带走的热量增加,炉膛温度下降,传热不好,浪费燃料。
过量空气系数太小,说明实际鼓风量小,氧气不充足,造成燃烧不完全,浪费燃料,炉内传热也不好。
因此,合理的过量空气系数应该既能保证燃料完全燃烧,又能使各项热损失降至最小。
3、过量空气系数的确定。
过量空气系数可用仪器实测,实测的过量系数不一定是最佳的,只是反映炉子的
真实情况。
为此,国家针对不同的炉窑或锅炉也规定了相应的过量空气系数。
两者经过对比,则可折算真实的污染物排放浓度。
4、折算公式:折算排放浓度=实测浓度×(实测过量空气系数/国家规定的过量空气系数)。
三、国家规定的空气过剩系数
1、《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078-1996)
除冲天炉(用掺风系数)、熔炼炉、铁矿烧结炉(用实测浓度)外。
其它工业炉窑过量空气系数规定为1.7。
2、《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2003)
过量空气系数(α):
燃煤锅炉
α=1.4
燃油锅炉
α=1.2
燃气锅炉
α=3.5
垃圾焚烧标准GWKB 3-2000有空气系数。
下表基准氧3.5是65吨以下,如果是3%则锅炉65吨以上;
燃煤锅炉65吨以下基准氧是9%
吸收液pH值高有利于SO2的吸收,但调试中发现,当pH>5.9时,石灰石中Ca2+的溶出就减慢,SO32-的氧化也受到抑制,浆液中CaSO3•1/2H2O就会增加,易发生管道结垢现象。
在碱性pH值环境下运行会产生碳酸钙硬垢。
反之,如果浆液pH值降低,石灰石中Ca2+的溶出就容易,而且对SO32ˉ的氧化非常有利,保证了石膏的品质,但亚硫酸盐溶解度急剧上升,硫酸盐溶解度略有下降,在很短时间内,会有石膏大量产生并析出,产生硬垢。
pH值较低会使SO2的吸收受到抑制,脱硫效率将大大降低。
只考虑二氧化硫吸收的话,确实是PH值越高越好,PH值越高对二氧化硫吸收能力也越强。
但是脱硫是连续运行的,不但要考虑二氧化硫吸收,同时也要考虑吸收剂的溶解,能达到吸收剂的溶解和消耗达到一个平衡值,才是最佳的PH值,实际运行中不同工艺,甚至同一种工艺不同塔内件结构也有各自最佳PH值,以便实现这个平衡,但普遍都在4-6之间
各种烟气脱硫的PH值
太平洋海域平均PH值是7.889—8.268
海水的pH值
海水的pH值约为8.1,其值变化很小,因此有利于海洋生物的生长;海水的弱碱性有利于海洋生物利
用CaCO3组成介壳;海水的CO2含量足以满足海洋生物光合作用的需要,因此海洋成为生命的摇篮。
一般气体在海水中的溶解量与其在大气中的分压成正比,但CO2是个例外。
CO2与水有反应,因此提高了它在海水中的浓度。
CO2在生物过程中起重要作用,藻类光合作用消耗CO2,产生有机物和氧气。
因此,大部分地区的海水表层是不饱和的,深层水由于下沉有机物的分解含有较多的CO2。
赤道海域环流和美洲大陆西岸上升流把CO2带入表层水。
海水从大气中吸收CO2的能力很大,而且最初它所能吸收的CO2是现今的几倍。
要准确估计海水吸收CO2的能力是较为困难的,因为整个体系处于动态之中。
CO2与水生成碳酸,碳酸离解得到碳酸氢根和碳酸根,这是海水中溶解碳的主要化学形式。
CO2浓度随深度增加,因为藻类光合作用消耗CO2而在呼吸中放出CO2,另一个原因是CO2的溶解度随压力增加而增加。
天然的碳有三种同位素:C,C和C。
其中C是放射性同位素。
大气中的C有两种来源,一是宇宙射线与大气中的N2发生核反应产生的;另一种是由于核爆炸产生的。
C进入海洋后,随着海水的运动减低浓度,因此可以用来研究CO2的气体交换速率和水团的年龄等。
海水中的二氧化碳含量约为2.2mmol/kg。
CO2的各种形式随pH的变化而变化。
海水的pH值等于8.1,以H CO3形式为主;其次是CO3;而CO2+H2 CO3含量很低。
在CO2+H2 CO3中则是以溶解CO2为主,H2 CO3更少。
常常把CO2+H2 CO3称为“游离CO2”,写为CCO2(T)。
一、pH标度
1909年Sorensen首次提出了pH标度,定义为
pHs=-log CH+
这里是使用H+的浓度标度的,在1924年离子活度概念提出后,他又提出一个用活度标度的定义:
pHa=-loga H+
这两种标度之间差一个常数,25°C时,pHa=pHs+0.027。
二、pH实用标度
但是,实际上单独离子的活度无法测定,为了得到一个确定的值,需要确定一个实用标准,即根据现有的pH标准液(pHs)对比未知溶液的pH
pH= pHs +(E-Es)F/2.303RT
这里的pHs标准一般采用0.05mol/dm苯二甲酸氢钾的水溶液在25°C时pH值,即4.00。
三、影响海水pH的因素
大洋水的pH变化主要是由CO2的增加或减少引起的。
海水的pH一般在7.5~8.2的范围变化,主要取决于二氧化碳的平衡。
在温度、压力、盐度一定的情况下,海水的pH主要取决于H2CO3各种离解形式的比值。
海水缓冲能力最大的时候pH应当等于碳酸第一、第二级离解常数。
反过来,当海水pH值测定后也可以推算出碳酸的浓度。
当盐度和总CO2一定时,由于碳酸第一、第二级离解常数随温度、压力变化,所以海水的pH值也随之变化。
计算出不同温度、压力下的碳酸第一、第二级离解常数值,就可以计算出pH。
在实验室测定海水的pH时,如果温度、压力与现场海水不同,则需要进行校正。
温度校正可用下式
pHt1(现场)=pHt1(测定)+0.0113(t2-t1)
由于深度改变引起的压力校正可以通过查表得到。