论文部分内容阅读
我国是能源消费大国,而目前,我国的能源结构以煤炭为主,煤炭燃烧产生大量的颗粒物给许多城市造成严重的空气污染。因此,研究燃煤颗粒物的生成、传输和控制引起了广泛关注。本研究使用快速粒径谱仪(Fast Mobility Particle Sizer,FMPS)对煤粉燃烧排放产生的超细微粒的粒径谱、数浓度、质量浓度等进行测量。从燃煤超细微粒的排放特性入手,分析燃煤颗粒传输特性,对燃煤颗粒的排放和动态变化进行了研究。在实验室条件下对煤粉进行燃烧实验,分析燃煤颗粒数量粒径谱的演变规律。研究表明,在颗粒生成的初始阶段,燃煤颗粒的数量粒径谱是一种多分散的复杂谱,初始粒径谱主要由10nm、30nm~40nm及100nm~200nm三个模态组成。其中,10nm模态颗粒数浓度较高,100nm~200nm模态颗粒粒径谱呈对数正态分布,数量中位径CMD均值为16nm,质量中位径MMD均值为200nm。随着时间的推移,总数浓度呈指数规律衰减,CMD和MMD先增大后逐渐趋于稳定。颗粒的衰减率随着颗粒粒径的减小具有增大的趋势。燃煤颗粒的质量粒径谱多集中在100nm~400nm范围内,主要呈对数正态分布,质量浓度的衰减也有先增后减的过程。建立了颗粒动态演变模型,通过将模型模拟结果与实验数据进行对比,模型计算的数值能够与实验数据较好地吻合,能较好的预测气溶胶颗粒的粒径谱演变,以及总数浓度的衰减。凝并和沉积作用对颗粒物的浓度演变有着重要作用,计算结果显示,忽略凝并作用将使计算得到的颗粒数浓度偏高,而忽略凝并增长将导致低估浓度,忽略沉积作用会使估计的颗粒浓度偏高,尤其是超细颗粒的浓度。通过模型计算在实验室条件下燃煤超细微粒的排放因子。计算结果显示,在实验室条件下,燃煤超细微粒的排放因子达到(5.54±2.18)×1012个·g-1。