近年来严重雾霾现象频发,由于细微颗粒物对人体呼吸系统和心肺系统会造成危害以及其引起可见光损失等问题而受到广泛关注。作为大气中细微颗粒物的主要来源之一,传统燃煤电厂由于其对细微颗粒物(PM10)的控制效果相对较低,特别是对于亚微米颗粒物(PM1)的捕集效果不明显,对雾霾天气的贡献受到了广泛研究。面对燃煤发电作为我国重要的电力来源与主要的燃煤消耗源在相当长时间内不会发生改变这种局面,为降低燃煤发电对环境细微颗粒物的贡献,国家及燃煤发电企业提出了更加严格的大气污染物控制要求——“超低排放”。燃煤电厂中传统空气污染物控制设备改造以及新型污染物控制设备应用,有助于超低排放中对于颗粒物的控制(低于10 mg/m3或5 mg/m3),但对于数量浓度占主导地位的PM1的研究关注不足,并且基于全规模的燃煤电厂现场测试的亚微米颗粒物研究不充分。依托于低压荷电撞击器(ELPI+)测试设备,本文建立起了一套适用于燃煤烟气实验以及电厂测试的细微颗粒物的测试方法。并对于其等速采样、切割粒径等相关因素的计算进行了分析。通过在实际电厂ESP前后(高浓度及低浓度情况),其电荷法测试结果与EPA Method 201A的对比实验发现,该套系统对于PM2.5的测试数据具有可比性,适用于本文主要针对于亚微米以及超细颗粒物的研究。实验室研究中以燃煤过程添加钠化合物的方式,针对两种机理对亚微米颗粒物的影响进行了研究。通过无机矿物破碎/熔融-聚结方式形成的细微颗粒物主要作用于空气动力学直径大于0.2μm的亚微米颗粒物;而通过气化-成核/冷凝方式形成的颗粒物主要集中于超细颗粒物(空气动力学直径小于0.2μm的颗粒物)。在0.2-1μm这个粒径范围内的颗粒物将受到两种机理的影响。同时发现痕量元素,随着挥发性的升高,其在细微颗粒物中的分布向小颗粒方向移动,硒更易于分布在亚微米颗粒物中,而锰分布于空气动力学直径大于0.5μm的颗粒物中。钠化合物在燃烧时提供的助燃效果,可促进矿物质的破碎/熔融以及气化过程,使痕量元素在细微颗粒物中分布明显增多。并且氯的存在对于矿物元素向细微颗粒物中的迁移具有重要意义。面对燃煤电厂PM1研究相对缺乏这一情况,在以上方法建立及形成机理研究的基础上,对燃煤电厂燃烧条件及其沿烟道沿程释放规律进行了现场测试研究。本文首先对部分锅炉条件/燃煤性质变化对亚微米颗粒物释放的影响进行了研究,明确了负荷、灰分对亚微米颗粒物释放规律及其粒径分布范围的影响:负荷的降低主要导致0.006-0.0135μm以及>0.168 μm的颗粒物浓度下降,特别是对于空气动力学直径接近0.587μm的颗粒物;灰分的降低会使所有的亚微米颗粒物均有所降低,特别是对于超细颗粒物(PM0.2)的影响更加显著。通过酵素提质煤技术的应用,探讨了燃烧产生烟气中的亚微米颗粒物与NOx的释放规律之间的关系:在酵素的影响下,NOx降低约20%的情况下,PM0.2浓度下降约18.9%,主要是空气动力学直径在0.0184μm-0.168μm范围内的颗粒物浓度发生了下降。结合实验室数据(外加热燃烧)与燃煤电厂数据(自维持燃烧),发现燃煤产生的颗粒物质量浓度与数量浓度的粒径分布曲线均成双峰/类双峰模态。对于质量浓度粒径分布,峰值主要可能出现于>3μm处,而在0.15-0.32μm附近也存在出现次峰的可能性;对于数量浓度粒径分布,主峰峰值出现于0.05-0.1μm处,并且在0.006μm或1μm处也可能存在次峰。对比了常规电厂与超低排放电厂对亚微米颗粒物的控制效果,发现超低排放电厂相对于常规电厂,无论在质量浓度及数量浓度上,对于亚微米颗粒物的控制效果更加优越,并且超低排放电厂能够实现细微颗粒物排放浓度低于1mg/m3。造成这种减排效果的主要原因基于静电除尘器的改造以及湿式静电除尘器(WESP)这种深度净化设备的添加,增强了电厂亚微米颗粒物的控制效果。给出了沿燃煤电厂烟道沿程亚微米颗粒物及超细颗粒物的变化规律。发现静电除尘器可导致PM1/PM2.5及PM0.2/PM1的质量浓度比的变化范围变大,同时其可能导致有机颗粒物分解,进而形成粒径小于30nm的颗粒物以及挥发性有机物(VOC)。湿法烟气脱硫设备(FGD)能够有效脱除粒径小于30nm的颗粒物以及VOC气体,但FGD中部分石膏雾滴会释放到烟气中。特别观察到FGD后烟气中氯增加,这也会增加汞等元素在FGD中二次释放的可能。WESP的加入则可对FGD后的烟气中的燃煤亚微米颗粒物、石膏雾滴及氯化物等污染物进行更深入的净化。