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研究生:陳昭忞
論文名稱:重油鍋爐煙道排放之PM2.5及PM10微粒的特性及化學組成
指導教授:鄭曼婷鄭曼婷引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:環境工程學系
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
中文關鍵詞:重油鍋爐旋風採樣器排放係數指標元素
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摘要
本研究為了瞭解重油鍋爐排放粒狀物的粒徑分佈(包括TSP、PM10及PM2.5)、化學組成及排放係數,因此利用煙道微粒採樣器連續採集六座鍋爐燃燒6號重油排放之TSP、PM10及PM2.5樣本,鍋爐蒸氣量最大者為52噸,屬燃油電廠鍋爐,乾基排放量為45241 Nm3/min,其他五座為中小型鍋爐,噸數分別為33噸、25噸、13噸、及3.8噸及2.4噸,乾基排放量介於106 Nm3/min及745 Nm3/min之間,採樣器係利用旋風機原理分離PM2.5及PM10,採樣過程皆符合等速吸引的要求,微粒收集於47mm石英濾紙上,採集到的樣本再利用離子層析儀分析其水溶性陰陽離子濃度,固體碳分析儀分析其含碳成份,感應耦合電漿質譜分析儀分析其金屬成份。
結果顯示五座鍋爐的TSP排放係數介於0.21 ~ 1.69 g/liter,而PM10及PM2.5的排放係數分別介於0.16 ~ 1.30 g/liter與0.11 ~ 1.12 g/l-oil之間,電廠鍋爐排放之PM2.5及PM10分別佔TSP濃度的76%及88%,而中小型鍋爐的PM2.5/TSP及PM10/TSP的比值則為0.55及0.67,顯示大型鍋爐排放微粒較集中於細粒,鍋爐燃燒所使用的6號重油含硫量介於0.5 ~ 1%之間,因此PM2.5中含有大量硫酸鹽,尤其蒸氣量在30噸以上的鍋爐排放的PM2.5中含40 ~ 46 %的硫酸鹽,鍋爐煙道排放的碳微粒主要是由於鍋爐的燃燒不完全所導致,且多存於粗微粒之中,其在TSP中TC的含量介於46.25 ~ 81.83 %之間,同時燃油鍋爐中OC/EC的比值會隨著鍋爐的噸數愈大者與愈小的粒徑範圍下而昇高的趨勢,在重油燃燒排放的指標元素方面,Ni/V的比值在TSP中介於1.50 ~ 1.88,其平均值為1.73,PM10的粒徑範圍下其值介於1.46 ~ 1.97之間,其平均值為1.77,PM2.5的粒徑範圍下其值介於1.51 ~ 2.00之間,其平均值為1.81,且Ni/V比值在各個鍋爐可能會有所不同,不過在同一鍋爐中,在不同粒徑下其比值會呈一固定之值,而Ni與V在各個鍋爐中也具有較大的排放係數,Ni與V的排放係數分別為0.0126與0.0080 g/liter,與AP-42上的排放係數相比,Ni的排放係數相近,不過在V的排放係數方面則是比國外大上2倍。
不同大小燃油鍋爐的所排放的粒狀物以細微粒為主,其中鍋爐蒸氣量愈大者,細微粒所佔的比例也愈大,排放微粒中的主要污染物為硫酸鹽、元素碳、有機碳、鎳及釩等,主要分佈在細微粒的粒徑範圍內,而有機碳、釩及鎳這三種污染物幾乎全屬PM2.5粒徑範圍內,燃油電廠鍋爐(F鍋爐)對於中部地區的忠明測站可提供約4 %的污染來源,這4 %中有約76 %屬PM2.5粒徑範圍內,其中有45 %為硫酸鹽,5 %為含碳物質,Mg、V及Ni可佔9.26 %。
目錄
摘要
第一章 前言 1
1.1研究動機 1
1.2 研究目的與方法 2
1.3 預期成果 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 大氣懸浮微粒來源 4
2.2 固定污染源的化學組成與相關研究 5
2.3 煙道採樣方法的介紹 11
2.4 污染源成份分析 13
2.4.1 元素碳、有機碳 13
2.4.2 金屬元素分析 14
2.4.3 離子分析 18
2.4 鍋爐的分類……………………….………………..…………19
第三章 研究方法 21
3.1 污染源資料收集 21
3.2 煙道採樣方法 22
3.2.1 煙道採樣裝置說明 22
3.2.2 採樣公式計算 25
3.2.3 濾紙處理程序 30
3.3元素組成分析 30
3.3.1 水溶性陰陽離子分析 30
3.3.2 含碳量分析 32
3.3.3 金屬成份分析 34
第四章 結果與討論 37
4.1 鍋爐燃燒在作基本參數 37
4.2 鍋爐煙道排放微粒濃度特性 43
4.3 鍋爐煙道排放微粒元素組成分析 55
4.4 指標元素分析 69
4.5 金屬排放係數分析 79
4.6 不同燃油鍋爐的排放特徵 92
第五章 結論與建議 95
5.1 結論 95
5.2 建議 98
參考文獻 99
附錄I污染源組成數據 ………………………………………………I-1
附錄II污染源組成數據圖………………………..………………..…II-1
附錄III重油鍋爐排放微粒中硫酸鹽與含碳物質之排放係數……..III-1
附錄IV鍋爐煙道採樣分析之品保品管…………………………..…IV-1
參考文獻
1. Amendments to the Clean Air Act, U.S. Public Law 101-549, U.S. Gov. Printing Office, pp 314 (1990).
2. Chow, J. C., F. David, J. G. Watson, E. M. Fujita, D. H. Lowenthal, Z. Lu, C. A. Frazier, G. Long, and J. Cordova, ‘‘Source Apportionment of Wintertime PM10 at San Jose, Calif,” Journal of Environmental Engineering., pp. 378-387 (1995).
3. Chen, W. C. and C. S. Wang, ‘‘An Assessment of Source Contributions to Ambient Aerosols in Central Taiwan,” Journal of. Air Waste Manage. Assoc., Vol. 47, pp. 501-509 (1997).
4. Christen, K. A. and H. Livebjerg, ‘‘A Field Study of Submicron Particles from the Combustion of Straw,’’ Aerosol Science and Technology, Vol.25:2, pp. 185-199 (1996).
5. Cooke, W. F. and J. N. Wilson, ‘‘A Global Black Carbon Aerosol Model,” J. Geophysical Research, 101D, pp. 19395-19408. (1996).
6. Dalway, J.S, ‘‘Why Trace Elements are Important,” Fuel processing Technology, Vol.65-66, pp. 21-33 (2000).
7. Dedov, A. G., V. B. Mel,nikov, V. V. Nekrasova, and D. Y. Choporov, “Nickel and Vanadium Compounds in Crude Oils. Possible Methods for Processing Metal-Containing Crude Oils,” Petroleum Chemistry, Vol. 35, No. 5, pp. 367-376 (1995).
8. Flagan R. C., and S. K. Friedlander, ‘‘Particle Formation in Pulverized Coal Combustion: a Review, in: D.T. Shaw (ED.),’’ Recent Developments in Aerosol Science, Wiley, pp. 25-59, New York(1978).
9. Harrison, R. M., A. R. Deacon, M. R. Jones, and R. S. Appleby, ‘‘Sources and Processes Affecting Concentrations of PM10 and PM2.5 Particulate Matter in Birmingham (U.K.),’’ Atmos. Environ., Vol. 31, pp. 4103-4117 (1997).
10. Hasasen, E., L. Aunela-Tapola, V. Kinnunen, K. Larjava, A. Mehtonen, T. Salmikangas, J. Leskela, J. Loosaar, ‘‘Emission Factors and Annual Emissions of Bulk and Trace Elements from Oil Shale Fueled Power Plants,” The Science of the Total Environment, Vol. 198, pp. 1-12 (1997).
11. Hower, J. C., J. D. Robertson, G. A. Thomas, A. S. Wong, W. H. Schram, U. M. Graham, R. F. Rathbone and T. L. Rob. ‘‘Characterization of Fly Ash from Kentucky Power Plants,’’ Fuel, Vol 75, No. 4. pp. 403-411 (1996).
12. Hopke, T. M. ‘‘Receptor Modeling in Environmental Chemistry,’’ John Wiley & Sons (1991).
13. Kauppinen, E. I. and T. A. Pajjanen, “Mass and Trace Element Size Distribution of Aerosols Emitted by a Hospital Refuse Incinerator,’’ Atmos. Environ., Vol. 24, pp. 423-429 (1990).
14. Lee, S. W., R. Pomalis, B. Kan, ‘‘A New Methodology for Source Characterization of Oil Combustion Particulate Matter,” Fuel Processing Technology, Vol. 65-66, pp. 189-202 (2000)
15. Manane, Y. ‘‘Estimate of Municipal Refuse Incinerator Contribution to Philadelphia Aerosol Using Single Particle Analysis-Ⅱ, Ambient Measurement,” Atmos. Environ., Vol. 24, pp. 127-135 (1990).
16. Milford, J. B., and C. I. Davidson, “The Size of Particulate Trace Elements in the Atmosphere ¾ A Review,’’ JAPCA, Vol. 35, pp. 1249-1260 (1985).
17. Miller, C. A., V. R. Jeffery and Lombarbo, “Characterization of Air Toxics from an Oil-Fired Firetude Boiler,” Journal of the Air & Waste Manage. Assoc., Vol. 46, No. 8, pp. 742-748 (1996).
18. Olmez, I., A. E. Sheffield, G. E. Gordon, J. E. Houck, L. C. Pritchett, J. A. Cooper, T. G. Dzubay, and R. L. Bennett, ‘‘Compositions of Particles from Selected Sources in Philadelphia for Receptor Modeling Applications,” JAPCA, Vol 38, pp. 1392-1402 (1988).
19. Ots, A, ‘‘Formation of Air-polluting Compounds While Burning Oil Shale,” Oil Shale, Vol 9, pp. 63-75 (1992).
20. Pakkanen T. A., K. Veli-Matti, H. O. Christina, E. H. Risto, A. Päivi, and K. Tarja, ‘‘Atmospheric Black Carbon in Helsinki,” Atmos. Environ., Vol. 34, pp. 1497-1506 (2000).
21. Ratov, A. N., G. B. Nemirovskaya, L. N. Dityat’yeva, and N. A. Aleksandrova, “Features of the Composition of Crude Oils from Fields of the Ul’yanovsk Area and the Distribution in them of Vanadium-Containing and Other Heteroelemental Compounds,” Petroleum Chemistry, Vol. 35, No. 5, PP.390-401 (1995).
22. Senior. C.L., E. Lawrence. Bool Ⅲ, Srivats Srinivasachar, Benjamin R. Pease, Kjell Porle, ‘‘Pilot Scale Study of Trace Element Vaporization and Condensation During Combustion of a Pulverized Sub-bituminous Coal,“ Fuel Processing Technology, Vol. 63, pp. 149-165 (2000)
23. Study of Hazardous Air Pollutant Emissions from Electric Utility Steam Generating Units — Final Report to Congress, U.S. EPA, EPA-453/R-98-004a (1998).
24. Tsoboi, I. et al, “Recovery of Vanadium from Oil-fired Boiler Slag by Direct Leaching and Subsequent Solvent Extraction,” J Chem Eng Jpn., Vol. 20, pp. 505-510 (1987).
25. U.S. EPA “Compilation of Air Pollutant Emission Factors-Volume I: Stationary Point and Area Sources” AP-42 fifth edition January (1995).
26. U.S. EPA, “Receptor Model Source Composition Library,” Environmental Protection Agency Research Triangle Park, NC, U.S. Department of Commerce National Technical Information Service (NTIS), EPA-450/4-85-002 (1984).
27. Wang, C. F., J. Y. Yang, and Ke. C. H., “Multi-element Analysis of Airborne Particulate Matter by Various Spectrometric Methods after Microwave Digestion,” Analytica Chimica ACTA, 320, pp. 207-216 (1996)
28. Watson, J. G. “Chemical Element Balance Receptor Model Methodology for Assessing the Sources of Fine and Total Suspended Particulate Matter in Portland, Oregon,” Ph.D. Dissertation, Oregon Graduate Center, OR, Beaverton, OR. (1979).
29. Wei, C. and Morrison, G.M, ‘‘Platium in Road Dusts and Urban River Sediments,” Sci. Total Environ., Vol.146/147, pp. 169-174 (1994).
30. Ylatalo S. I., J. Hautanen, ‘‘Electrostatic Precipitator Penetration Function for Pulverized Coal Combustion,” Aerosol Sci. Technol., 29, pp. 17-30 (1998).
31. Zoller, W. H., Gordan, G.E., Gladney, E.S., and Jones, A.G., “The Sources and Distribution of Vanadium in the Atmosphere,” Trace Elements in the Environ., pp.31-47 (1972).
32. 王竹方、林嘉洲、謝嘉文、蔣本基,「化學質量平衡受體模式可行性之驗證」,第十四屆空氣污染控制技術研討會,台中,第816-822頁 (1997)。
33. 王景良,「中部空品區污染源逸散粉塵的組成分析」,國立中興大學環境工程學系碩士論文,台中 (2000)。
34. 台灣省政府環境保護處南區環境保護中心,「燃油鍋爐之有害空氣污染物排放係數調查研究」,(2000)。
35. 行政院環境保護署,「空氣品質區空氣品質改善行動計畫」,期中報告,EPA90-A056 (2001)。
36. 行政院環境保護署,「空氣品質保護25年記實1975~2000」 (2000)。
37. 行政院環境保護署,「空氣排放量清冊更新管理及環境耗損推估計畫」,期中報告,EPA90-A041 (2001)。
38. 李俊德、尤鴻昌、李文智,「鍋爐煙道廢氣重金屬之排放特徵」,1997氣膠研討會,台南,第152-161頁 (1997)。
39. 李文智等,「南高屏空氣污染總量管制規劃-排放源粒狀物組成調查分析」,行政院環境保護署期末報告,EPA-89-FA11-03-100(2000)。
40. 蔣本基等,台北地區交通污染源與營建工程對空氣品質影響之研究及受體模式之確立,台灣大學環境工程研究所,研究報告第222號,台北市 (1989)。
41. 蔣本基等,「北桃地區空氣污染受體模式應用之研究 (一)」,行政院環境保護署期末報告,EPA-79-002-18-096 (1990)。
42. 蔣本基等,「台灣地區懸浮微粒空氣污染問題及防制之研究」,行政院環境保護署期末報告,EPA-85-1402-09-04 (1996)。
43. 莊秉潔等,「中部地區懸浮微粒特性及污染來源分析」,行政院國科會專題研究計畫期末報告,台中 (2000)。
44. 黃宗正、李正綱、仲偉濤、曾錦富、張金寶,「台中發電廠南方空氣中懸浮微粒特性研究」,第九屆空氣污染控制技術研討會論文專輯,台南,第299-313頁 (1992)。
45. 黃俊彥,「固定污染源煙道排放之TSP、PM10及PM2.5微粒成份組成分析」,國立中興大學環境工程所碩士論文,台中 (2001)。
46. 楊宏隆,「大氣懸浮微粒PM2.5及PM10之特性及來源分析」,國立中興大學環境工程學系碩士論文,台中 (1998)。
47. 楊錫賢,「大氣環境中多環芳香烴化合物與金屬元素之特徵」,國立成功大學環境工程學系博士論文,台南 (1998)。
48. 陳文祥,「懸浮微粒來源本土化之確認與應用」,國立中興大學環境工程學系碩士論文,台中 (1996)。
49. 產業經濟,台灣鋼鐵工業發展概況(上),第156期,第13-15頁,(1994)。
50. 產業經濟,台灣鋼鐵工業發展概況(下),第157期,第43-69頁,(1994)。
51. 賴順安、李文智、楊錫賢,「鋼鐵工業煙道排放金屬元素之特徵」,第十六屆空污研討會論文,中壢,第797-804頁 (1999)。
52. 蔡瀛逸、鄭曼婷,「高污染狀態下大氣二次氣膠組成之探討」,第十五屆空氣污染控制技術研討會論文專輯,桃園,第711-718頁(1998)。
53. 鄭丁元、郭崇義,「大氣與特定排放源懸浮微粒中有機碳與元素碳之分析比較」,1998年氣膠研討會論文,屏東,第266-276頁(1998)。
54. 鄭曼婷,邱嘉斌,楊宏隆,陳紀綸,「沿海地區大氣懸浮微粒污染來源解析」,第十五屆空氣污染控制技術研討會,桃園,第776-782頁 (1998)。
55. 鄭曼婷,王景良,黃俊彥,王竹方,郭崇義,「逸散性粉塵的元素組成分析」,第十七屆空氣污染控制技術研討會,雲林,第728-733頁 (2000)。
56. 鄭曼婷等,「中部地區空氣污染總量管制技術資料建立與應用」,行政院環境保護署期末報告,EPA-89-FA11-03-231 (2000)。
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