賈相如 柳少卿 趙亞斌 霍心廣 丁雅倩

(內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院，010051 呼和浩特)

0 引 言

能源與環(huán)境是人類賴以生存和發(fā)展的基本條件。我國(guó)以消費(fèi)煤炭為主，伴隨著對(duì)煤炭資源的廣泛開(kāi)采利用，產(chǎn)生了大量煤矸石廢棄物，占煤炭產(chǎn)量的10%～15%[1]。我國(guó)現(xiàn)已累計(jì)堆存煤矸石45億t～50億t，且年產(chǎn)量以3.7億t～5.5億t的規(guī)模增加。目前，煤矸石已經(jīng)成為最多的工業(yè)廢棄物之一，既加大了環(huán)境的污染，又造成了資源的浪費(fèi)[2-3]。因此，對(duì)煤矸石的減量化處理和合理利用迫在眉睫。煤矸石具有低揮發(fā)分、高灰分、難點(diǎn)火與低熱值等特點(diǎn)[4-6]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年產(chǎn)生超7億t廢棄生物質(zhì)，其中，大多數(shù)廢棄生物質(zhì)被農(nóng)民就地焚燒，不僅污染環(huán)境，也造成了極大的資源浪費(fèi)[7]。與化石能源相比，生物質(zhì)具有高揮發(fā)分、低灰分、低著火點(diǎn)、可再生與低污染等特點(diǎn)[8-10]。將生物質(zhì)與煤矸石進(jìn)行混合燃燒，能夠穩(wěn)定火焰且可提高煤矸石的燃燒性能，有效降低煤矸石單獨(dú)燃燒帶來(lái)的NO，SO2等污染物排放，提高生物質(zhì)的利用率且可節(jié)約礦產(chǎn)資源，因此，混合燃燒是煤矸石和生物質(zhì)高效利用的一種有效方法[11-12]。

近些年研究人員開(kāi)展了大量關(guān)于生物質(zhì)與煤矸石混合燃料燃燒的研究。史志慧等[13]利用鼓泡流化床對(duì)煤矸石單獨(dú)燃燒及其與葵花秸稈混合燃燒過(guò)程中NO，SO2及CO的排放特性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒能夠有效降低污染物的排放量。趙亞斌等[14]采用TG-DTG方法對(duì)煤矸石分別與葵花秸稈和玉米秸稈混合燃燒實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究，利用Friedman法計(jì)算燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)，提出添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的生物質(zhì)能夠明顯降低煤矸石活化能，改善煤矸石的燃燒性能。WANDER et al[15]利用鼓泡流化床技術(shù)的燃燒系統(tǒng)，分析了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的混合生物質(zhì)和低階礦物質(zhì)煤的燃燒，結(jié)果表明含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)15%的生物質(zhì)的混合燃料燃燒在污染物排放穩(wěn)定性控制方面具有良好的效果。YANG et al[16]在不同混合比、加熱速率和污水污泥水分含量條件下，研究了污水污泥和玉米秸稈混合燃燒過(guò)程中NOx的釋放特性，結(jié)果表明污水污泥和玉米秸稈共燃能夠有效減少NOx排放。蒲舸等[17]采用熱重分析儀對(duì)煤矸石、玉米秸稈及二者的混合物的燃燒特性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究，結(jié)果表明生物質(zhì)和煤矸石混合燃燒有助于提高燃燒性能。CHANSA et al[18]通過(guò)TGA方法評(píng)估了富氧氣氛下生物質(zhì)、煤及其混合物燃燒過(guò)程中的動(dòng)力學(xué)行為，結(jié)果表明配煤中生物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為28%和40%時(shí)，可實(shí)現(xiàn)增氧60%的增強(qiáng)燃燒，且減少了NOx和SO2的排放。龔振等[19]在富氧氣氛下將生物質(zhì)與煤矸石在循環(huán)流化床中混合燃燒，結(jié)果表明生物質(zhì)有助于降低煤矸石燃燒污染物排放濃度。以上研究成果表明生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒可利用其燃料互補(bǔ)特性，減少有害氣體排放。

本研究利用實(shí)驗(yàn)室小型流化床對(duì)煤矸石及生物質(zhì)與煤矸石混合燃料進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)，通過(guò)改變流化床一次風(fēng)量與二次風(fēng)量，分析流化床風(fēng)量的改變對(duì)煤矸石單獨(dú)燃燒和生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒過(guò)程中NO和SO2排放特性的影響及其原因，為高效、清潔利用煤矸石和生物質(zhì)資源以及如何減少NO和SO2等污染物排放提供一定理論參考。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

選取華北平原地區(qū)典型農(nóng)業(yè)廢棄生物質(zhì)(小麥秸稈與玉米芯)作為生物質(zhì)材料，選取內(nèi)蒙古錫林郭勒礦區(qū)煤矸石作為煤矸石材料。依照美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)(American Society for Testing and Materials)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(ASTM C566-13)中的方法對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)材料經(jīng)過(guò)初步干燥后，用小型磨煤機(jī)對(duì)其進(jìn)行研磨篩分，在105 ℃下，經(jīng)12 h干燥后備用。其中，生物質(zhì)粒徑為0.250 mm～0.425 mm，煤矸石粒徑為0.178 mm～0.250 mm。為保證生物質(zhì)與煤矸石均在不同粒徑下成分相同，所有篩上材料多次破碎，全部過(guò)篩。生物質(zhì)和煤矸石的工業(yè)分析、元素分析及低位發(fā)熱量如表1所示。將煤矸石、小麥秸稈、玉米芯分別標(biāo)記為CG，W，M；將80%煤矸石與20%小麥秸稈、80%煤矸石與20%玉米芯混合樣品分別記為C8W2，C8M2。

表1 樣品的工業(yè)分析的元素分析及低位發(fā)熱量Table 1 Proximate and ultimate analyses and low calorific value of samples

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

利用小型流化床實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)煤矸石及煤矸石與生物質(zhì)混合燃料進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)。該小型流化床燃燒系統(tǒng)由布風(fēng)系統(tǒng)、燃燒爐膛、進(jìn)料系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、煙氣分析系統(tǒng)等組成。小型流化床實(shí)驗(yàn)臺(tái)如圖1所示。

圖1 小型流化床實(shí)驗(yàn)臺(tái)Fig.1 Small-scale fluidized bed test bench

實(shí)驗(yàn)燃燒氣氛為空氣。每組試樣質(zhì)量為600 g，保證穩(wěn)定燃燒在30 min以上。通過(guò)改變一次風(fēng)量與二次風(fēng)量研究風(fēng)量改變對(duì)煤矸石單獨(dú)燃燒及生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒過(guò)程中NO與SO2排放特性的影響。根據(jù)流化參數(shù)，實(shí)驗(yàn)1保持二次風(fēng)量為1.5 m3/h，控制一次風(fēng)量分別為1.2 m3/h，1.5 m3/h，1.8 m3/h，2.1 m3/h；實(shí)驗(yàn)2保持一次風(fēng)量為1.8 m3/h，控制二次風(fēng)量分別為1.2 m3/h，1.5 m3/h，1.8 m3/h，2.1 m3/h；進(jìn)料風(fēng)量和燃燒溫度分別保持在1.0 m3/h和850 ℃。分別選取純煤矸石、80%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)煤矸石與20%小麥秸稈、80%煤矸石與20%玉米芯作為燃燒試樣，保持三種試樣進(jìn)料速率相同。煤矸石單獨(dú)燃燒、煤矸石與小麥秸稈混合燃燒、煤矸石與玉米芯混合燃燒的實(shí)驗(yàn)空氣量與燃料量的當(dāng)量比分別為3.93，3.85，4.64。具體實(shí)驗(yàn)方案如表2所示。

表2 流化床燃燒實(shí)驗(yàn)方案Table 2 Experimental scheme of fluidized bed combustion

采用德國(guó)德圖公司生產(chǎn)的Testo 350煙氣分析儀作為流化床實(shí)驗(yàn)臺(tái)煙氣測(cè)量?jī)x器。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中利用Testo 350煙氣分析儀及其配套煙氣分析軟件對(duì)煙氣進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，測(cè)量氣體為NO與SO2。煙氣分析儀每5 s采集一次煙氣數(shù)據(jù)，采用煙氣穩(wěn)定釋放時(shí)段的平均值作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)此數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 一次風(fēng)量對(duì)污染物排放特性的影響

2.1.1 對(duì)NO排放特性的影響

NO排放濃度與根據(jù)排放濃度換算得到的單位質(zhì)量燃料燃燒時(shí)的NO總排放量如圖2所示。

由圖2b可知，在相同的一次風(fēng)量工況下，煤矸石單獨(dú)燃燒NO總排放量最高，80%煤矸石和20%小麥秸稈混合燃燒NO總排放量次之，80%煤矸石和20%玉米芯混合燃燒NO總排放量最低，且隨著一次風(fēng)量的增加三種試樣燃燒的NO總排放量均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。這是由于：一方面，流化床內(nèi)含氧量隨著一次風(fēng)量增大而增大，試樣中的N元素更易生成燃料型NOx；另一方面，流化床內(nèi)傳熱傳質(zhì)隨著一次風(fēng)量增大而增強(qiáng)，燃燒反應(yīng)更加劇烈，試樣中的含N化合物與氧分子相遇碰撞概率增大，在床內(nèi)停留時(shí)間內(nèi)發(fā)生反應(yīng)概率增大，更易生成NO；另外，隨著一次風(fēng)量增大，流化床內(nèi)密相區(qū)與稀相區(qū)區(qū)分愈發(fā)不明顯，生物質(zhì)與煤矸石中含N化合物燃燒主要發(fā)生在揮發(fā)分析出燃燒階段，一次風(fēng)量增大，稀相區(qū)范圍更大，揮發(fā)分燃燒更加充分，NO生成量增大。

圖2 一次風(fēng)量對(duì)NO排放濃度與NO總排放量的影響Fig.2 Effects of primary air flow on NO emission concentration and total NO emissions

2.1.2 對(duì)SO2排放特性的影響

SO2排放濃度與根據(jù)排放濃度換算得到的單位質(zhì)量燃料燃燒時(shí)的SO2總排放量如圖3所示。

由圖3b可知，當(dāng)一次風(fēng)量從1.2 m3/h增加至1.5 m3/h時(shí)，煤矸石單獨(dú)燃燒SO2總排放量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)且在一次風(fēng)量為1.5 m3/h時(shí)達(dá)到峰值，為3 390.1 mg/kg，增幅為34.36%。這是由于該階段隨著風(fēng)速增加，流化床內(nèi)氧氣供給充足，煤矸石中的含硫化合物與氧氣接觸更加充分，生成更多的SO2，導(dǎo)致SO2排放增加；當(dāng)一次風(fēng)量繼續(xù)增加至2.1 m3/h時(shí)，SO2總排放量基本保持不變。

圖3 一次風(fēng)量對(duì)SO2排放濃度與SO2總排放量的影響Fig.3 Effects of primary air flow on SO2 emission concentration and total SO2 emissions

由圖3b還可以看出，隨著一次風(fēng)量增加，生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒的SO2總排放量呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì)且在一次風(fēng)量為1.5 m3/h時(shí)最少。這是由于：一次風(fēng)量從1.2 m3/h增加至1.5 m3/h時(shí)，隨著流化速度增加，床內(nèi)生物質(zhì)與煤矸石混合更加均勻，生物質(zhì)燃燒后生成的生物質(zhì)灰中含有豐富的堿金屬，煤矸石燃燒生成的SO2與生物質(zhì)灰中堿金屬接觸更加充分，達(dá)到固硫效果[15]，SO2總排放量降低；隨著一次風(fēng)量繼續(xù)增加，流化風(fēng)速增大，SO2在流化床內(nèi)停留時(shí)間縮短，與生物質(zhì)灰接觸時(shí)間減少，導(dǎo)致一次風(fēng)量從1.5 m3/h繼續(xù)增加時(shí)，SO2總排放量少量增加。

燃料總質(zhì)量相等時(shí)煤矸石單獨(dú)燃燒、生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒的NO總排放量和煤矸石質(zhì)量相等時(shí)煤矸石單獨(dú)燃燒、生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒的SO2總排放量如圖4所示。

由圖4a可知，在燃料總質(zhì)量相等時(shí)，兩種生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒的NO總排放量低于煤矸石單獨(dú)燃燒的NO總排放量，C8W2燃燒的NO總排放量降幅為12.8%～17.6%，C8M2燃燒的NO總排放量降幅為15.7%～19.2%。這是由于生物質(zhì)在爐膛內(nèi)流化后主要分布于爐膛稀相區(qū)，在稀相區(qū)部分區(qū)域形成還原性氣氛，可還原煤矸石和生物質(zhì)混合燃燒生成的NO，從而降低NO排放量。由圖4b可知，當(dāng)一次風(fēng)量達(dá)到1.5 m3/h后，煤矸石質(zhì)量相同的生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒的SO2總排放量低于煤矸石單獨(dú)燃燒時(shí)的SO2總排放量，C8W2燃燒的SO2總排放量降幅為27.4%～31.6%，C8M2燃燒的SO2總排放量降幅為25%～31.7%。這是由于：一方面，在密相區(qū)煤矸石和生物質(zhì)混合充分，碰撞增強(qiáng)，SO2氣體和生物質(zhì)接觸概率增加，傳質(zhì)增強(qiáng)，降低了SO2總排放量；另一方面，在稀相區(qū)顆粒粒徑小的生物質(zhì)被吹進(jìn)稀相區(qū)與在密相區(qū)未參與反應(yīng)的SO2氣體接觸，發(fā)生反應(yīng)， 導(dǎo)致SO2總排放量降低。隨著一次風(fēng)量繼續(xù)增加，SO2在床內(nèi)稀相區(qū)停留時(shí)間短，與生物質(zhì)接觸反應(yīng)時(shí)間減少，SO2總排放量少量增加[20]。

圖4 一次風(fēng)量下不同物料燃燒產(chǎn)生的NO與SO2總排放量Fig.4 Total emissions of NO and SO2 produced by combustion of different materials under primary air flow

綜合分析可知，提高一次風(fēng)量，煤矸石單獨(dú)燃燒和生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒時(shí)NO排放均大幅增加。煤矸石單獨(dú)燃燒的SO2總排放量增加，而生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒的SO2總排放量總體受一次風(fēng)量影響不大。

2.2 二次風(fēng)量對(duì)污染物排放特性的影響

2.2.1 對(duì)NO排放特性的影響

在二次風(fēng)量下，NO排放濃度與根據(jù)排放濃度換算得到的單位質(zhì)量燃料燃燒時(shí)的NO總排放量如圖5所示。

由圖5b可知，煤矸石單獨(dú)燃燒時(shí)，隨著二次風(fēng)量的增加NO總排放量逐漸增加，當(dāng)二次風(fēng)量增加至1.5 m3/h后，NO總排放量增加趨勢(shì)逐漸放緩。這是由于開(kāi)始時(shí)一次風(fēng)量不足以提供足夠的氧量，煤矸石顆粒在密相區(qū)形成富燃料燃燒，此時(shí)NO生成量較少，隨著二次風(fēng)量的增加，煤矸石在密相區(qū)富燃料燃燒階段生成大量CO，CO隨煙氣到達(dá)稀相區(qū)之后，進(jìn)一步與NO發(fā)生還原反應(yīng)，還原了一部分NO，導(dǎo)致NO生成速率減小[21]。隨著二次風(fēng)量繼續(xù)增加，CO到達(dá)稀相區(qū)后與二次風(fēng)中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，生成CO2，還原性氣體減少，導(dǎo)致NO排放增加；另一方面，由于二次風(fēng)量增加，流化床內(nèi)部流場(chǎng)變化劇烈，不穩(wěn)定態(tài)增多，擾流更加嚴(yán)重，密相區(qū)形成的富燃料狀態(tài)易被破壞，導(dǎo)致NO生成量增多。

圖5 二次風(fēng)量對(duì)NO排放濃度與NO總排放量的影響Fig.5 Effects of secondary air flow on NO emission concentration and total NO emissions

由圖5b還可知，生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒時(shí)，隨著二次風(fēng)量的增加，NO總排放量逐漸增大，增大趨勢(shì)與煤矸石單獨(dú)燃燒時(shí)相同。這是由于：一方面，生物質(zhì)顆粒較輕，在流化床內(nèi)部大部分易分布于稀相區(qū)，隨著二次風(fēng)的增加，流化床內(nèi)部擾動(dòng)更加劇烈，生物質(zhì)與煤矸石顆粒燃燒更加充分，含N化合物氧化更加充分，NO生成量增加；另一方面，二次風(fēng)量較小時(shí)，爐內(nèi)密相區(qū)燃料燃燒生成的焦炭與NO發(fā)生還原反應(yīng)，生成N2，隨著二次風(fēng)量增加，焦炭直接被氧化為CO2，還原反應(yīng)減少，NO生成量增加。

2.2.2 對(duì)SO2排放特性的影響

SO2排放濃度與根據(jù)排放濃度換算得到的單位質(zhì)量燃料燃燒時(shí)的SO2總排放量如圖6所示。

由圖6b可以看出，煤矸石單獨(dú)燃燒時(shí)，隨著二次風(fēng)量的增加，SO2總排放量總體趨于平穩(wěn)。當(dāng)二次風(fēng)量從1.2 m3/h增加到2.1 m3/h時(shí)，SO2總排放量從3 380.1 mg/kg下降至3 296.2 mg/kg，降幅為2.5%。這主要是因?yàn)槊喉肥蠸O2主要是硫鐵礦(FeS2)中S氧化生成的，由于鼓泡流化床的物理特性，煤矸石大部分在密相區(qū)燃燒，SO2也主要在密相區(qū)生成，二次風(fēng)量增大對(duì)SO2生成量無(wú)明顯影響，隨著二次風(fēng)量增大，SO2濃度減小，實(shí)際排放總量無(wú)明顯變化。

圖6 二次風(fēng)量對(duì)SO2排放濃度與SO2總排放量的影響Fig.6 Effects of secondary air flow on SO2 emission concentration and total SO2 emissions

由圖6還可以看出，生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒時(shí)，隨著二次風(fēng)量的增加，SO2排放濃度迅速減小，當(dāng)二次風(fēng)量增加至1.5 m3/h時(shí)，SO2總排放量減小趨勢(shì)逐漸平緩。當(dāng)二次風(fēng)量從1.2 m3/h增加到1.5 m3/h時(shí)，煤矸石與小麥秸稈混合燃燒的SO2總排放量從2 506 mg/kg下降至1 898.4 mg/kg，降幅為24.2%；煤矸石與玉米芯混合燃燒的SO2總排放量從2 250.3 mg/kg下降至1 938 mg/kg，降幅為13.8%。二次風(fēng)量從1.5 m3/h增加到2.1 m3/h時(shí)，煤矸石與小麥秸稈混合燃燒的SO2總排放量從1 898.4 mg/kg下降至1 788 mg/kg，降幅為5.8%；煤矸石與玉米芯混合燃燒的SO2總排放量從1 938 mg/kg下降至1 839 mg/kg，降幅為5.1%。隨著二次風(fēng)量的增大，小麥秸稈與煤矸石混合燃料燃燒時(shí)SO2減排效果要優(yōu)于玉米芯與煤矸石混合燃料燃燒時(shí)SO2減排效果。

燃料總量相等時(shí)煤矸石單獨(dú)燃燒、生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒的NO總排放量和煤矸石質(zhì)量相等時(shí)煤矸石單獨(dú)燃燒、生物質(zhì)與煤矸石混合樣燃燒的SO2總排放量如圖7所示。

圖7 二次風(fēng)量下不同物料燃燒產(chǎn)生的NO與SO2總排放量Fig.7 Total emissions of NO and SO2 produced by combustion of different materials under secondary air flow

由圖7a可知，在燃料總量相等時(shí)，生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒的NO總排放量低于煤矸石單獨(dú)燃燒的NO總排放量，C8W2燃燒的NO總排放量降幅為9.2%～14%，C8M2燃燒的NO總排放量降幅為13.8%～22.1%。這是由于生物質(zhì)與煤矸石混合燃料在爐膛內(nèi)流化后分布于爐膛稀相區(qū)，在稀相區(qū)部分區(qū)域形成還原性氣氛，二次風(fēng)量的增加促使還原性氣氛與NO反應(yīng)，還原混合燃料燃燒生成的NO，導(dǎo)致NO總排放量降低。由圖7b可知，煤矸石質(zhì)量相同時(shí)，生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒的SO2總排放量明顯低于煤矸石單獨(dú)燃燒的SO2總排放量，C8W2燃燒的SO2總排放量降幅為7.3%～32%，C8M2燃燒的SO2總排放量降幅為16.8%～31.5%。這是由于生物質(zhì)顆粒密度較小，易分布于稀相區(qū)，二次風(fēng)量從1.2 m3/h增加到1.5 m3/h時(shí)，爐內(nèi)流場(chǎng)增大，稀相區(qū)與密相區(qū)傳質(zhì)增強(qiáng)，生物質(zhì)灰與SO2接觸概率增大，生物質(zhì)灰固硫效果得到增強(qiáng)，SO2排放量減小。隨著二次風(fēng)量繼續(xù)增加，雖然生物質(zhì)灰與SO2接觸概率增大，但是生物質(zhì)灰固硫能力達(dá)到飽和，SO2減排效果并不明顯[22]。

綜合分析可知，提高二次風(fēng)量，煤矸石單獨(dú)燃燒和生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒的NO總排放量均大幅增加。煤矸石單獨(dú)燃燒的SO2總排放量受二次風(fēng)變化影響不大。生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒的SO2總排放量隨二次風(fēng)量增加，呈現(xiàn)先減少后持平的趨勢(shì)。

3 結(jié) 論

1) 在煤矸石與生物質(zhì)摻混比為8∶2時(shí)，燃料總量相同時(shí)，生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒的NO氣體總排放量低于煤矸石單獨(dú)燃燒的NO氣體總排放量。煤矸石質(zhì)量相同時(shí)，生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒的SO2氣體總排放量低于煤矸石單獨(dú)燃燒的SO2氣體總排放量。

2) 隨著一次風(fēng)量逐漸增加，煤矸石單獨(dú)燃燒和生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒的NO總排放量均呈增加趨勢(shì)，這是由于一次風(fēng)量增加導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)含氧量增加與傳熱傳質(zhì)增強(qiáng)，從而使燃料型NO生成量增加。煤矸石單獨(dú)燃燒的SO2總排放量呈現(xiàn)先增加后穩(wěn)定的趨勢(shì)，生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒的SO2總排放量呈現(xiàn)先減少后增加的趨勢(shì)。這是由于隨著一次風(fēng)量增加，生物質(zhì)灰與SO2接觸概率增大，生物質(zhì)灰中的堿金屬固硫作用增強(qiáng)，導(dǎo)致SO2排放量減少。隨著一次風(fēng)量繼續(xù)增大，固硫反應(yīng)時(shí)間縮短，來(lái)不及反應(yīng)的SO2被吹出爐膛，導(dǎo)致SO2總排放量增加。

3) 隨著二次風(fēng)量逐漸增加，煤矸石單獨(dú)燃燒和生物質(zhì)與煤矸石混合燃燒的NO總排放量均增加。這是由于隨著二次風(fēng)量增大，爐內(nèi)含氧量增大，爐內(nèi)形成了較好的氧化環(huán)境，燃料型NO與快速型NO生成量均增加。隨著二次風(fēng)量增加，SO2總排放量均減小。主要原因是隨著二次風(fēng)量增加，爐內(nèi)流場(chǎng)變化復(fù)雜，湍流較多，爐內(nèi)密相區(qū)與稀相區(qū)由于二次風(fēng)的原因交換率增加，密相區(qū)下層灰與SO2接觸概率增大，自脫硫效果增強(qiáng)。