厦门城区秋季不同粒径大气颗粒物的微观形貌分析

应用场发射扫描电镜(FESEM)研究了厦门城区秋季(2013年11月)不同粒径大气颗粒物的微观形貌及其元素组成特征.结果表明,厦门城区的大气颗粒物主要有烟尘集合体、飞灰颗粒、矿物颗粒、生物颗粒等.在粗粒径范围(>2.5μm),不规则矿物颗粒占多数,主要来自路面或建筑扬尘;细粒径颗粒物(<1.0μm)主要为大气二次反应产生的含硫、含氮颗粒,以及燃烧排放的烟尘集合体.飞灰颗粒和烟尘集合体在不同的粗、细粒径段都有存在.2013年秋季厦门城区大气污染以化石燃料燃烧、机动车尾气、扬尘为主,是今后大气环境防治中的主要控制对象.     

硒元素在低热值电厂燃烧残余物中的分布与环境贡献

对煤泥、煤矸石低热值电厂的不同燃料、除尘器飞灰及渣中痕量元素硒进行研究。化学分析表明,硒在颗粒较粗的除尘器飞灰中亏损,而在细颗粒飞灰中显著富集.粗、细飞灰含硒量的差异与飞灰的颗粒大小和形态有关,细小飞灰中存在较大比例的蜂窝状结构,增加了比表面积,吸附能力显著提高.由于锅炉构造和燃烧特征不同,与煤粉炉相比,循环流化床锅炉底渣中硒的亏损更加强烈.通过物质平衡计算,燃烧后的硒近80%～90%存在于除尘器飞灰当中;6.60%～15.23%的硒随气流和烟气细飞灰直接排放入大气;渣中硒含量较低,对于环境的影响很小.脱硫剂石灰粉的使用,在燃烧过程中产生的CaO不仅吸收了SO2还可与高温产生的SeO2气体进行反应,将大部分硒捕获在除尘器飞灰中,降低了硒的挥发性.然而排放入大气的硒活性最高,随着电厂的运行,排放量亦将非常显著,应进一步加以控制.     

长春市初冬季节大气PM10的微观形貌特征与来源分析

应用扫描电子显微镜(SEM)研究长春市区初冬季节(2015年10月)可吸入粒子(PM_(10))的微观形貌并探讨其来源。结果表明,长春市区的可吸入颗粒物主要有:烟尘集合体、燃煤飞灰、矿物颗粒及未知颗粒,其中雾霾天气下以烟尘集合体和燃煤飞灰为主。长春市周边及邻近省份地区农业生物质燃烧是初冬季节雾霾天气下PM_(10)的主要来源。     

循环流化床燃烧技术在清洁生产中的前景探讨

循环流化床(CBF)燃烧技术能更有效地提高燃烧效率,降低SO2和NOX的排放,在燃用劣质燃料、生物质燃料、垃圾的焚烧处理与余热利用等方面具有独特的前景。随着理论研究的不断创新和实际应用技术的日臻完善,循环流化床燃烧技术必将为清洁生产和发展循环经济发挥出更大的作用。     

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%.     

武汉郊区农村民用生物质燃烧PM2.5排放特征

选取武汉市木兰乡的木柴、竹子、油料作物秸秆(大豆秸秆和花生秸秆)4种当地典型民用生物质进行炉内燃烧实验,对燃烧排放的细颗粒物(PM_(2.5))进行采集和分析。结果表明,不同生物质的PM_(2.5)排放因子相差较大,油料作物秸秆的PM_(2.5)排放因子明显高于竹子和木柴,并且木柴的PM_(2.5)排放因子随含水率增加而增大。碳组分是4种生物质燃烧烟气PM_(2.5)的主要成分,TC占PM_(2.5)的55. 55%～87. 91%。油料作物秸秆的TC排放因子最高达5. 61 g/kg,为木柴的12. 5倍。油料作物秸秆有机碳/元素碳(OC/EC)比值最高达10. 69,远远高于木柴燃烧烟气PM_(2.5)的OC/EC比值(1. 88),表明油料作物秸秆燃烧对二次气溶胶形成具有重要影响。4种生物质燃烧烟气PM_(2.5)中重金属元素Cr、Mn、Ni、As、Cd、Pb的排放因子有较大差异,其中油料作物秸秆的重金属排放因子均明显高于木柴。研究表明,当地普遍使用的木柴的燃烧烟气PM_(2.5)及其碳组分和重金属的排放因子远低于其他3种生物质,且干木柴的排放因子明显低于湿木柴。因此,建议当地村民使用风干状态下的木柴进行炊事活动,对油料作物秸秆利用其他方式处理,以减少对大气环境的不良影响。     

家用生物质颗粒燃料炉的试验研究

利用DR230型温度智能巡检仪等试验仪器,测定了家用生物质颗粒燃料炉在不同成型燃料下的多个热性能参数。试验结果表明:不同成型燃料燃烧的结果差别不大,燃料适应性强;生物质成型颗粒燃料炉所排烟中CO,NOx、烟尘浓度等环保指标远远低于燃煤炉,符合国家工业锅炉大气污染物排放标准要求。     

含氧燃料添加对引燃式天然气发动机细颗粒排放的影响

为了降低柴油引燃天然气发动机的颗粒排放,在改装的柴油机上试验研究了含氧燃料碳酸二甲酯(DMC)添加对柴油引燃天然气发动机燃烧和颗粒排放的影响。通过对比分析不同的含氧燃料掺混比下的燃烧参数和颗粒排放特性发现:随着引燃燃料中DMC掺混比的增大,引燃燃料中含氧量(氧的质量分数)的不断增加,滞燃期逐渐推迟,初始燃烧放热率峰值增大,初始燃烧期逐渐延长,总燃烧持续期不断缩短;柴油引燃天然气发动机的颗粒排放呈现单峰分布,随着引燃燃料中含氧量的增加,颗粒数量浓度峰值粒径向大颗粒粒径方向移动,颗粒的数量浓度和质量浓度同时减小,当引燃燃料中含氧量达20%时,颗粒质量浓度降幅达70%,颗粒数量浓度降幅达86%。因此,引燃燃料中添加含氧燃料DMC是一种降低柴油引燃天然气发动机颗粒排放的有效方法。     

垃圾衍生燃料的相关燃烧性能研究

采用热重技术对垃圾衍生燃料（R D F）及其中含有的几种典型组分进行了实验研究，探讨了它们的燃烧特性并计算出了对应的动力学参数。研究结果表明RDF的燃烧可分为四个阶段。为了进一步探索RDF的燃烧过程，该文研究了RDF中含有的几种典型组分在燃烧过程中的交互作用，燃烧实验表明RDF中的生物质与生物质混合燃烧不存在交互作用，生物质与非生物质混合燃烧存在交互作用，同时它们之间的交互作用提高了反应活性。     

Unburned Carbon Loss in Fly Ash of CFB Boilers Burning Hard Coal

The unburned carbon loss in fly ash of circulating fluidized bed (CFB) boilers, most of which are burning active fuels such as lignite or peat, is normally very low. However, most CFB boilers in China usually burn hard coals such as anthracite and bituminous coal and coal wastes, so the carbon content in the fly ash from these boilers is higher than expected. This paper investigates the source of unburned carbon in the fly ash of CFB boilers burning hard coal through a series of field tests and laboratory investigations. The char behavior during combustion, including fragmentation and deactivation, which is related to the parent coal, has an important impact on the carbon burnout in CFB boilers. The research shows that char deactivation occurs during char burnout in fluidized bed combustion, especially for large particles of low rank coal. The uneven mixing of solids and air in the core region of the furnace also causes poor burnout of carbon in CFB fly ash. An index describing the volatile content (as dry ash free basis) over the heating value is proposed to present the coal rank. The coal combustion efficiency is shown to be strongly connected with this coal index. Several changes in the CFB boiler design are suggested to reduce the unburned carbon loss in the fly ash.     

Influence of fly ash fineness and shape on the porosity and permeability of blended cement pastes

The effects of the fineness and shape of fly ash on the porosity and air permeability of cement pastes were investigated. Pulverized coal combustion (PCC) fly ash and fluidized bed coal combustion (FBC) fly ash classified into three different finenesses were used. River sand with particle size distribution similar to that of fly ash was also used for comparison. Portland cement was replaced with fly ash and ground sand at the dosages of 0, 20wt%, and 40wt%. A water-to-binder ratio (w/b) of 0.35 was used throughout the experiment. The results show that the porosity and air permeability of the pastes are influenced by the shape, fineness, and replacement level of fly ash. The porosity and air permeability of FBC fly ash pastes are higher than those of PCC fly ash pastes. This is due to the higher irregular shape and surface of FBC fly ash compared to the spherical shape and relatively smooth surface of PCC fly ash. The porosity increases with the increase in fly ash replacement level and decreases with the increase in its fineness. The permeability of PCC fly ash pastes decreases with the increase in replacement level and fineness, while for FBC fly ash, the permeability increases with the increase in replacement level. Decreases in porosity and permeability are due to a combined effect of the packing of fine particles and the reaction of fly ash.     

外电场作用下R-R分布的荷电颗粒的凝聚

静电除尘器中入口飞灰颗粒群的粒径分布一般符合R-R分布。该文采用分段数值模拟的方法,将控制方程在计算域内按照质量和荷电量离散,研究外电场作用下初始粒径分布符合R-R分布,同一粒径的颗粒荷电量符合Boltzmann平衡电荷分布的荷电颗粒的凝聚。结果表明:荷电颗粒群经历外电场作用下的凝聚过程后,其粒径分布仍然保持R-R分布状态,只是平均粒径加大,粒径分布更加集中;同一粒径的颗粒荷电量仍然保持Boltzmann平衡电荷分布。静电除尘器各电场间增加凝聚场以降低燃煤锅炉可吸入颗粒物污染是可行的。     

外电场作用下R-R分布的荷电颗粒的凝聚

静电除尘器中入口飞灰颗粒群的粒径分布一般符合R-R分布。该文采用分段数值模拟的方法,将控制方程在计算域内按照质量和荷电量离散,研究外电场作用下初始粒径分布符合R-R分布,同一粒径的颗粒荷电量符合Bo ltz-m ann平衡电荷分布的荷电颗粒的凝聚。结果表明:荷电颗粒群经历外电场作用下的凝聚过程后,其粒径分布仍然保持R-R分布状态,只是平均粒径加大,粒径分布更加集中;同一粒径的颗粒荷电量仍然保持Bo ltzm ann平衡电荷分布。静电除尘器各电场间增加凝聚场以降低燃煤锅炉可吸入颗粒物污染是可行的。     

粉煤灰复合土种植棉花生理效应研究

将粉煤灰与土壤混合形成复合土,利用盆栽试验研究复合土种植棉花的生长发育和生理效应.研究表明,含粉煤灰 10%- 30%的复合土通过提高植株的叶绿素含量和光合作用,增强光能利用能力,加快碳源积累速度;改善根系活力,提高根系对营养物质的吸收;提高硝酸还原酶活性,提高氮素的同化能力;提高水分利用效率从而提高植株生长速率.总之,粉煤灰通过改善棉花植株的生理功能从而促进棉花生长.复合土中粉煤灰含量达 40%时,棉花植株一些生理功能被抑制.建议粉煤灰复土造田以 20%粉煤灰复合土为宜.     

脉冲气流干燥器在粉煤灰干燥中的应用研究

对脉冲气流干燥器在粉煤灰烘干中的应用效果进行研究,结合理论设计和数值模拟对粉煤灰颗粒在脉冲气流干燥器中的干燥过程进行分析。设计了适用于粉煤灰颗粒的脉冲气流干燥器,并利用Fluent 14.0软件模拟其干燥过程。结果显示:颗粒湿含量变化情况与理论计算相一致,每管段的颗粒湿含量下降速度都由大变小,颗粒终湿含量满足干燥要求;不同位置射入的颗粒轨迹不尽相同,但其在干燥器中的停留时间基本相同,保证了颗粒干燥的均匀性;较大粒径颗粒受内部传热速度较慢的影响,干燥效果较差,且干燥器中的压降随粒径的增大而增大。     

解磷细菌与施磷肥对粉煤灰的改良效果比较

针对粉煤灰污染严重生态治理难但仍含有大量植物生长必需的营养元素磷的特点,将其作为植物生长的基质来改良利用是一条很好的途径。采用高粱为供试植物,通过盆栽试验比较接种解磷细菌与施加磷肥对粉煤灰的综合改良作用以及对植物生长的影响。结果表明,接种解磷细菌比施加磷肥更有助于植物的生长,促进了植物对粉煤灰中难溶性P的吸收利用,提高了基质中酸性磷酸酶的活性,改善了粉煤灰的pH和电导率。接种解磷细菌对粉煤灰基质有显著的改良作用,效应较相当量的磷肥更好。     

矿区废弃物不同工艺处理对淋溶水的影响

采用柱状模拟试验研究煤矸石和粉煤灰不同工艺处理对淋溶水的影响,结果表明:煤矸石淋滤液酸性极强,污染性较大,对照GB3838-2002《地表水环境质量标准》的要求超标严重。添加粉煤灰在一定程度上能够减轻淋滤水的pH值,SO42-,PO43-,Fe污染,煤矸石和粉煤灰均匀混合以及上下分层工艺能够有效地降低煤矸石对周围水环境的污染,为治理矿区酸性水提供了理论依据。     

循环流化床锅炉煤燃烧效率研究

人们已经认识到飞灰含碳量是燃煤循环流化床锅炉的重要问题．它影响了燃烧损失和锅炉效率．在循环流化床实验台上对六种煤的燃烧进行了研究,与燃用相同煤种的循环流化床锅炉的结果比较,并与热重分析(TGA)数据关联,结果表明,飞灰含碳量不仅受运行参数如床温、过量空气系数、配风情况、床存量及床质量的影响,而且受煤特性影响,煤本身的反应活性是最主要的．利用热重分析(TGA)数据可以预测该燃料在循环流化床锅炉燃烧时的飞灰含碳量。