燃煤电厂PM10颗粒痕量元素富集与粒径关系统计研究

煤燃烧带来的痕量元素排放是一个长期的环境问题。以PM10为主的细颗粒飞灰对痕量元素有较强的富集作用,且可以随着空气进入呼吸道,对人体危害很大。为了更好地理解痕量元素在细飞灰上的富集规律,该文通过对现有文献的广泛收集和整理,并通过统计分析研究了PM10飞灰颗粒粒径对Hg、Pb、As、Se、Cr、Cd、Cu、Co、Ni、Be 10种痕量元素富集的影响,得到了飞灰颗粒粒径与痕量元素富集关系的经验公式,利用这些经验公式可以对燃煤电厂与PM10相关的痕量元素排放情况进行初步判断。分析发现:PM10飞灰对痕量元素的富集作用强弱程度与痕量元素的挥发性呈正相关,其中Hg、Pb、As、Se、Cd、Cr 6种挥发性元素随着PM10飞灰粒径的减小富集程度增加,且PM2.5范围内的飞灰颗粒对痕量元素富集作用受颗粒粒径的影响最为显著;Cu、Co、Ni、Be 4种非挥发性元素在PM10范围内的飞灰颗粒上体现出较弱的富集作用,且受颗粒粒径影响不明显。     

燃煤锅炉烟尘颗粒物中PM_(2.5)排放规律研究

为澄清发电厂和工业锅炉联合除尘设备的烟尘排放特征,特别是PM2.5排放规律,选取太原市6台不同类型、容量和除尘方式的燃煤锅炉,采用激光粒度分析仪对采集的烟尘(颗粒物)进行粒径测定,讨论分析PM2.5的排放规律。结果表明,除尘设施前后颗粒物分布规律不同,除尘器前PM2.5呈单峰分布,最大峰值为60~70μm;除尘器后PM2.5呈多峰分布,最大峰值为12~17μm;除尘设施对粒径较大颗粒物的去除率明显高于细颗粒物,对细小颗粒物的除尘效率随锅炉容量的增大而增大;电袋复合除尘器对PM2.5去除率最高,其次为布袋除尘器、静电除尘器;太原市燃煤锅炉PM2.5排放因子范围为0.06~0.52kg/t,锅炉负荷越大,除尘率越高,PM2.5排放因子越小。研究结果可为山西省煤烟尘污染控制提供重要的数据支撑,为获知影响燃煤锅炉烟尘颗粒物中PM2.5排放的因素及采取相应技术提供了理论依据。     

燃烧过程中有害物质的富集与超细颗粒物的形成

燃煤排放的超细颗粒物及其上富集的有害物质已对环境和人类健康造成了巨大危害.通过对烟煤在沉降炉内燃烧试验研究,综合分析了煤粉粒径、燃烧温度、氧气含量对一次颗粒物形成的影响,并探讨了烟煤的膨胀特性及其对颗粒物形成的影响;采用最新的采样方法和系统从空气动力学直径角度对多台燃煤锅炉除尘器入口、出口的飞灰颗粒进行13级分级取样,得到了除尘器前后飞灰颗粒、元素的质量粒径分布规律、元素分布富集规律及不同除尘器对不同粒径颗粒的除尘效率;揭示了有害元素在超细颗粒物上的分布规律;针对燃后区化学团聚促进作用进行了实验研究,发现团聚剂能较好促进超细颗粒物团聚,使烟尘排放减低50%.     

呼和浩特市施工扬尘排放因子和粒径分布

按照四维通量法模型要求的施工扬尘排放因子监测方案,2008-2009年对呼和浩特市9个建筑工地和5个背景点进行降尘监测,得出施工降尘量(ΔDF)年均值为31.7t/(km2.30d).采用微孔均匀沉积式碰撞采样器(MOUDI-110)分别采集施工现场大气和工地道路积尘(≤75μm)经实验室再悬浮后的颗粒物,结果表明,施工现场大气颗粒物粒径分布的峰值不确定,再悬浮颗粒物粒径分布呈双峰分布,峰值粒径范围在3.2-5.6μm和10-18μm,PM2.5:PM10:TSP=0.21:0.53:1,施工扬尘是PM2.5的来源之一.呼市施工扬尘PM10排放因子(以建设用地面积表示)为0.133kg/(m2.30d),是美国CARB排放因子的1.42倍,春夏秋冬4季排放因子的比值为1:0.76:0.38:0.36.2006年呼市建筑施工扬尘PM10排放量为2595 t/a.     

液滴静电联合作用的亚微米气溶胶粒子净化效率分析

基于湿式静电除尘器中水滴和亚微米颗粒的运动分析,建立液滴静电场作用下捕捉亚微米颗粒模型,综合亚微米颗粒的电场净化和拦截碰撞净化两种机制,给出了不同捕捉水滴直径下的亚微米净化效率。结果显示湿式静电除尘器对亚微米颗粒的去除效率在98％以上,而且湿式静电除尘器的液滴直径小于湿式机械除尘器中液滴直径,理论分析结果和文献报道实验数据基本一致。     

南京市电力行业大气颗粒物排放及减排对策分析

细颗粒物是雾霾产生的主要来源。电力行业燃煤排放是南京市颗粒物污染重要来源。研究分析南京市电厂颗粒物情况,分析其排放总量和排放特征,对该区域减排颗粒物污染有重要作用和示范意义。该文以2013年为基准年,选取南京市20家电厂,通过调查问卷并结合环境统计资料分析,获取了各电厂活动水平数据;根据物料平衡法计算其分粒径颗粒物(PM2.5、PM10和BC)排放量。在此基础上,分析了各电厂的产污情况、时空分布特征等,并针对性地提出南京市电力行业颗粒物减排措施及建议,以期为南京市电力行业颗粒物排放控制提供参考依据。     

柴油机燃烧颗粒物的生成机理与排放特性研究

为了实现柴油机的清洁燃烧,有必要对柴油机燃烧颗粒物的生成机理和排放特性进行系统的研究。通过尾气排放检测仪测量,分析柴油机燃烧生成颗粒物的组分及其生成机理;通过台架试验,分析不同负荷下颗粒物的质量特性和粒径分布,对颗粒物在纯氮气和纯氧气下进行热重分析,得出如下结论:柴油机颗粒物的排放量和颗粒数量峰值对应的粒径均与负荷有关,均随负荷的增加呈先降低后升高的趋势;颗粒的挥发性与氧化性则与颗粒的粒径大小相关。     

O_2/CO_2气氛煤粉粒径对PM_(2.5)形成的影响

采用管式炉研究了煤粉粒径对可吸入颗粒物排放特性的影响.试验煤种为徐州烟煤,煤粉粒径分别为135～220 μm,91～135 μm,61～91 μm和0～61 μm;燃烧试验在1 123 K,O2/CO2气氛下进行.试验用荷电低压撞击器(ELPI)采集燃烧后的可吸入颗粒物.结果显示:煤粉粒径是燃烧过程中影响PM2.5 (2.5 μm以下颗粒物)生成的重要因素,粒径越小,生成的PM2.5越多;4种粒径煤粉燃烧后生成的PM2.5粒径分布都是相似的双峰分布,峰值点分别出现在0.2和2.5 μm左右.随着煤粉粒径的减小,S,Na和K几种元素的浓度值增加很大,Ca和Si的浓度值减少很多,而Fe的浓度值变化不大.粒径小于0.317 μm的颗粒可能通过气化-凝结机理形成,超微米颗粒则可能是通过亚微米颗粒凝聚、聚结和矿物质熔融、破碎、聚结形成.     

循环流化床锅炉燃煤电厂微量元素的排放特征

利用质量平衡法和富集因子法研究循环流化床锅炉燃煤电厂有害微量元素的再污染、转变机理和污染物对环境的再释放等排放特征。结果表明:由相对富集系数值,可对七种有害微量元素进行初步分类;在燃煤电厂的循环流化床锅炉燃烧过程中,有害微量元素分配行为受元素的赋存状态、燃烧温度等影响,以及在燃烧后飞灰中易溶组分增加;在燃烧区亚微米灰中挥发分有害微量元素蒸发后,可以捕捉到非均匀冷凝或吸附在破碎的细颗粒表面痕量的挥发分。     

燃煤痕量元素迁移转化机理及细微颗粒物中富集规律的研究

采用量子化学理论、离散系统动力学、地质学和矿物学理论,以及重金属在线监测多种理论和方法综合,从宏观特性到分子层面、从定性研究到定量描述,系统地研究了煤燃烧过程中痕量元素迁移转化机理及细微颗粒物中富集规律.得出了痕量元素与矿物质间的亲和特性;发现了汞氧化的一个新的反应通道:Hg0→HgO→HgCl→HgCl2;发展了一种新颖的基于电感耦合等离子体技术的气相痕量元素的在线测量方法,并对燃烧烟气中的重金属浓度进行在线分析;揭示了细微颗粒物中痕量元素的富集规律;采用颗粒群平衡模拟(PBM)定量描述PM的时间和/或空间演变过程;以期为细微颗粒物和痕量有害物质的减排提供理论指导和技术支撑.     

宝鸡市区PM10和PM2.5中5种重金属元素的大气污染特征研究

目的研究宝鸡市区2个不同时期(采暖期和非采暖期)、2种不同颗粒物(PM10和PM2.5)中Zn,Pb,Ni,Cu,Cd 5种重金属污染指数(Igeo)及富集状况(EFi),并据此推断污染元素可能的来源,为宝鸡雾霾治理提供技术支撑。方法在宝鸡市监测站院内设采样点进行监测,采用地积累指数法(Igeo)评价污染状况,富集因子法(EFi)分析各金属富集情况,并对结果进行了相关性分析。结果大气颗粒物中5种元素含量排序为:ZnPbCuNiCd,其中Pb,Zn,Cd为严重污染。采暖期Zn,Pb,Cu,Cd在2种颗粒物中的含量高于非采暖期,而Ni的情况相反。富集因子(EFi)表明,Pb,Zn,Cd有很明显的富集,且更容易富集到PM2.5中,相关性分析表明,2个时期2种颗粒物中Cu和Pb的来源不同,采暖期PM2.5中Pb,Zn,Cd的含量与质量浓度呈显著正相关。结论掌握宝鸡市区不同时期和不同粒径颗粒物中5种元素的污染状况,为大气污染治理提供技术支持。     

澳门机动车排放清单

建立机动车排放清单是实行机动车污染控制的基础。通过对澳门机动车保有量及其构成、车辆登记分布和累积里程分布的调查分析,获得了澳门机动车基本的运营特征参数。采用修正的MOBILE5模式和PART5模式,计算了澳门机动车排放的气态污染物和颗粒污染物的排放系数,并确定了澳门机动车污染物的排放总量和分车型的排放分担率。1999年澳门机动车CO,NOx,HC,PM10和PM2.5的总排放量分别为15852t,2416t,2449t,141t和128t。研究结果表明,控制摩托车和汽油轿车可以有效削减HC和CO的排放;而对于NOx和颗粒物,公共汽车和重型柴油车应是主要的控制车型。     

不同温度下磁场对外涡型ECP中亚微米颗粒分离的影响

针对旋风除尘器中亚微米颗粒捕集效率低下的问题,探究了利用洛伦兹力和电场力联合作用来提高亚微米颗粒分离效率的可能性.将4根电极添加在旋风除尘器中组成外涡型静电旋风除尘器(electrostatic cyclone precipitator, ECP),并在其中引入磁场,构建了磁场作用下外涡型静电旋风除尘器简化模型;在建立流场、颗粒动力场、电磁场和温度场4场相互耦合作用理论模型的基础上,对不同温度下亚微米颗粒在外涡型静电旋风除尘器的除尘效率进行数值模拟.数值结果表明,磁场的引入显著提高了静电旋风除尘器对亚微米颗粒的分离性能,有效降低了温度对除尘效率的削弱率;随着温度的降低或磁感应强度的增大,温度对亚微米颗粒综合效率的削弱率逐渐减小,但磁场的贡献率逐渐增大,且逐渐趋于平缓;温度越低、磁感应强度越大更有利于亚微米颗粒的分离,但磁感应强度越小和温度越高时,磁场作用越显著.相关研究结果对传统静电旋风除尘器外加磁场设备改造和除尘相关工业领域的技术革新有一定参考.     

上海市大气PM2.5中Cu、Zn、Pb、As等元素的浓度特征

用等离子发射光谱法对2000年10月至2001年8月上海市4个采样点大气PM2．5中的Cu,Zn,Pb,As等元素的浓度进行分析，研究表明，在上海市不同代表城区大气PM2．5中的元素浓度呈现一定的分布特征，存在一定的季节变化规律，计算元素的富集因子，并与国内外城市颗粒物中元素 的富集因子比较，表明Cu,Zn,Pb,As等元素在上海市大气PM2．5中的富集程度与它们在其他城市大气PM2．5中的富集程度基本处于同一水平。     

静电除尘器飞灰颗粒除尘特性的数值研究

针对350 MW超临界热电机组静电除尘飞灰颗粒除尘系统,基于FLUENT软件,采用κ-ε双方程湍流模型,三维数值研究飞灰颗粒的除尘特性。研究了粉尘比电阻、颗粒粒径、流速以及电压对静电除尘器除尘效率的影响规律。研究结果表明:除尘器飞灰颗粒收尘效率随比电阻的增大而减小;放电电压、颗粒粒径和烟气流速对静电除尘器的影响很明显。收尘效率随放电电压提高而增大;颗粒粒径越大,收尘效率越高;降低烟气流速,提高颗粒物的收尘效率。研究结果可为电站飞灰粉尘超净排放技术改善提供依据和方法。     

柴油机燃用柴油/乙醇混合燃料的颗粒排放特性

车用柴油机燃用柴油/乙醇混合燃料进行试验,采用DMS500快速响应颗粒分析仪进行颗粒物浓度和粒径分布测试,分析乙醇掺混比例、发动机运行工况对颗粒物粒径分布、质量浓度和几何平均直径的影响.研究表明:柴油/乙醇排放的颗粒物呈核态、积聚态双峰对数分布;随掺醇比的增加,小负荷下核态颗粒物数浓度明显降低,中、大负荷下积聚态颗粒物数浓度明显降低,核态颗粒物比例有所增加,颗粒粒径向小粒径方向移动;柴油/乙醇排放颗粒质量浓度普遍低于柴油,颗粒物排放主要集中在积聚态颗粒物;乙醇的掺混能有效降低颗粒物几何平均直径,随掺醇比的增加,颗粒物的几何平均直径呈下降趋势.     

燃煤电厂汞排放特性实验研究

选取了我国6个比较有代表性的燃煤电厂,采用美国EPA推荐使用的OH方法,对其入炉煤、底渣、飞灰、脱硫产物及烟气进行了取样分析,并针对系统汞的排放进行了平衡计算.测量了不同电厂的除尘器灰的含碳量,以分析其对飞灰中汞富集因子的影响.实验结果表明:在所测的6个燃煤电厂中,底渣排汞量不到总汞的1%,煤中的汞在燃烧区域以后绝大部分以气态和飞灰吸附态的形式排放,并随着机组容量的增大,气态汞的排放比例也有所增大.飞灰中的残碳对气态汞向飞灰的富集有促进作用,飞灰的含碳量与飞灰中汞的富集因子呈正相关关系.烟气中的氯元素可以提高可溶性二价汞的含量.实验研究表明,循环流化床燃烧方式可以极大地减少气态汞的排放量,其机理还有待于进一步研究.     

机动车颗粒物数排放因子和特征

为了对现实环境中机动车颗粒物数排放因子及其排放特征进行研究, 在丹麦哥本哈根市高速公路和城区分别设立了交通站点和背景站点, 经过长期观测计算得到交通源排放的贡献, 并结合机动车数据估算了颗粒物数浓度排放因子。结果表明, 在高速公路和城区平均车流的颗粒物数排放因子分别是(215.4±5.3)×10¹² km^-1和(187.1±3.1)×10¹² km^-1。重型车和轻型车颗粒物数的排放因子都是在城区较高, 重型车颗粒物数的排放因子大约是轻型车颗粒物数排放因子的20倍左右。 机动车排放颗粒物数谱具有双峰特征, 峰值因观测地点的不同而变化, 高速公路边的峰值在10 nm左右, 城区的峰值在20~30 nm之间, 高速公路和城区都出现50~80 nm的第二峰值。颗粒物数排放因子主要由粒径小于100 nm的颗粒物数决定。轻型车和重型车的颗粒物数排放因子对机动车数量和类型有一定的依赖性, 观测地点和环境等因素也会造成现实环境中机动车颗粒物数排放因子研究结果的不确定性。     

淮南市大气颗粒物中汞分布特征的初步研究

利用AMA 254测汞仪分析了淮南市大气颗粒物中的汞含量,分析其分布的季节特征。研究结果表明:大气PM10和PM2.5颗粒物中汞的质量浓度季节变化为:冬季夏季春季秋季,体积浓度变化为:冬季秋季春季夏季。相关性分析中表明,大气中颗粒态汞主要富集在PM2.5中。     

湍流团聚促进燃煤烟气中PM10及痕量元素脱除的研究

提出利用湍流团聚的方法实现2种污染物(PM10和痕量元素)的协同脱除.采用数值模拟优化湍流装置的结构,在燃煤热态试验平台上进行湍流团聚促进电除尘脱除PM10的研究,同时测定PM10样品中痕量元素的含量,发现PM10粒径和痕量元素含量之间的关联.研究结果表明:不同结构的扰流涡片耦合作用对PM10具有更好的团聚效果;湍流团...