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《河北工程大学》 2018年
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民用煤模拟燃烧与燃煤电厂排放颗粒物的单颗粒特征

赵金波  
【摘要】:随着城市化进程的加快,霾污染问题对人们的生活造成了不良的影响。而近几年来大规模的霾污染频发,更是严重威胁了人们的身体健康。各行业中煤的燃烧产生的细颗粒物是导致霾污染问题的主要颗粒物,而目前研究学者对来自污染源直接排放的颗粒物的单颗粒特征的研究相对匮乏,关于燃煤源产生的细颗粒物的显微形貌、粒径分布、化学组成的研究相对较少。因此,本研究从民用和工业两个角度,运用单颗粒分析方法,针对民用煤和燃煤电厂煤燃烧排放颗粒物进行研究,分析燃煤源排放细颗粒物单颗粒的物理化学特征。利用实验室燃烧模拟平台一稀释系统,进行了民用煤燃烧模拟实验,采集了民用煤燃烧排放细颗粒物的单颗粒样品。采用单颗粒的分析方法对不同煤种(烟煤、无烟煤、蜂窝煤)燃烧排放的颗粒物进行了研究,分析了不同煤种燃烧过程排放颗粒物的单颗粒的物理化学特征。同时,利用单颗粒的分析方法对不同条件下燃煤电厂烟道中的颗粒物的理化特征进行了分析。通过研究发现,民用煤模拟燃烧实验中煤燃烧产生的细颗粒物的形貌特征较为单一,根据颗粒物的显微形貌特征,将民用煤燃烧排放亚微米颗粒物分为三类:烟尘集合体、球形粒子、其它形貌粒子。烟煤燃烧过程中,各形貌粒子均有分布,其中以链状形式存在的烟尘集合体随燃烧过程进行所占比例不断降低。无烟煤和蜂窝煤燃烧排放亚微米颗粒物中主要以球形粒子为主,未发现有以链状形式存在的烟尘集合体。烟煤燃烧过程排放亚微米颗粒物中,粒径均值分布在0.4?m左右,无烟煤与蜂窝煤燃烧过程排放亚微米颗粒物粒径均值变化分布在0.2-0.4?m之间,通过能谱分析,发现民用煤燃烧排放颗粒物主要以碳质颗粒为主。同时,针对上海两家燃煤电厂排放颗粒物,运用单颗粒分析法研究了烟道中亚微米颗粒物的形貌、粒径分布和化学组成,并对脱硫前后和除尘前后烟道中的颗粒物进行了比较。结果表明:烟道颗粒物形貌多样,脱硫前烟尘集合体与球形粒子占主要比例,脱硫后球形粒子与不规则形状粒子为主。脱硫使颗粒物形貌变得单一化,趋向球形。烟道细颗粒物多集中在较小粒径段,粒径均值在0.4?m左右,而细粒子除尘前后的粒子粒径分布相似,经统计分析发现燃煤电厂烟道颗粒物主要含有O、Si、S、Ca和Al元素。上述结果提供了燃煤源排放的初级粒子的基本物理化学特征。
【学位授予单位】:河北工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:X773;X513

【参考文献】
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