燃煤細微顆粒物的模態(tài)識別及其形成機理
發(fā)布時間：2020-12-28 01:34
顆粒物（Particulate Matter,PM）是我國城市空氣的首要污染物,對人體健康和生態(tài)環(huán)境造成了嚴重危害。燃煤過程是大氣顆粒物的重要來源,其貢獻已超過33%,對燃煤顆粒物的深入研究是進行顆粒物危害評價、法規(guī)制定和有效控制的重要基礎。國內外學者雖然在此方面已經開展了大量研究,取得了較大進展,但是相關理論還遠未完善。一方面,傳統(tǒng)的基于質量或體積粒徑分布的顆粒物模態(tài)識別方法往往不能有效識別顆粒物中間模態(tài),并且不能準確定義各模態(tài)的粒徑范圍,因此難以深入揭示顆粒物的形成機理,而且常常存在研究結果不一致的情況;另一方面,由于常用體分析（bulk analysis）技術的局限性,對燃煤顆粒物形成機理的大多數(shù)研究都還只能停留在定性的層面,因此阻礙了認知水平的提高。本論文研究的主要目標在于開發(fā)更為有效的顆粒物模態(tài)識別方法,驗證燃煤顆粒物三模態(tài)分布的合理性,并基于此顆粒物模態(tài)識別方法,對各模態(tài)（尤其是中間模態(tài)）顆粒物的形成機理及其影響因素進行定性揭示;同時,利用逐粒統(tǒng)計分析技術對顆粒物的形成機理進行更深入的定量揭示,從而為燃煤顆粒物控制技術的研究與開發(fā)奠定基礎。本論文取得的主要研究成果包括:（1...
【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：206 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
煤中礦物質的空間分布
同時，由于揮發(fā)分和固定碳的燃燒，內在礦物質溫度往往高于周圍究表明燃燒中的焦炭顆粒溫度可能比煙氣溫度高出 200～300K，甚至達到此外，處于同一焦炭顆粒內的礦物質在燃燒過程中很容易相互影響，如無移、礦物顆粒的熔化和聚合等等。由于內在與外在礦物質經歷的燃燒過程不同，因此它們向顆粒物轉化許多差異，需要區(qū)別對待。圖 1.2 揭示了內在礦物質的成灰機理。煤粉顆不同結構的焦炭，其中多孔或煤胞型焦炭在燃燒過程中很容易發(fā)生破碎，小碎片，碎片中礦物顆粒經過熔化、聚合生成超微米顆粒（>1μm）；而無炭則不發(fā)生破碎，焦粒中礦物經過熔化、聚合生成一個較大的超微米顆粒線所示）。在煤粉熱解和燃燒過程中，原子態(tài)無機質和內在礦物中部分無氣化，形成無機蒸汽，當溫度降低時，這些無機蒸汽通過凝結、凝并形成（如圖中虛線所示）。破碎、聚合超
圖 1.3 外在礦物質的成灰機理[65, 83-85]實際研究中，外在礦物對顆粒物的貢獻常常被忽略，原因之一是絕大以在洗煤過程中除去，因此只有內在礦物質才是顆粒物的主要來源外在礦物所經歷的燃燒環(huán)境及其轉化行為比內在礦物質要顯得簡單理的認識已經相對比較深入。外在礦物對顆粒物的貢獻還存在爭議成超微米顆粒，但是事實上它可能是亞微米顆粒物的重要來源[65, 67,于煤中礦物質的分布存在很大差異，同時也對其燃燒轉化行為產生煤中礦物的詳細表征是深入理解顆粒物形成過程的重要基礎。從上中礦物分布存在高度非均一性的特點，常規(guī)的體分析技術如 X 射線衍ction, XRD）、X 射線熒光（X-Ray Fluorescence，XRF）和電感耦合等譜和質譜（Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrosroscopy，ICP-AES/MS）都不能獲得這種非均一分布信息，如不能得到
【參考文獻】：
期刊論文
[1]火電廠排煙中顆粒物及多環(huán)芳烴的研究[J]. 袁青青,馬衛(wèi)華,張強華,鐘秦,常衛(wèi)民,司蔚. 電力環(huán)境保護. 2007(03)
[2]燃煤排放可吸入顆粒物的顯微結構與物質組成研究[J]. 孫俊民,溫茂,劉惠永,姚強,徐旭常. 地球化學. 2007(01)
[3]燃煤細灰的形成及微觀形態(tài)特征[J]. 劉建忠,張光學,周俊虎,范海燕,岑可法. 化工學報. 2006(12)
[4]不同煤粉燃燒對一次顆粒物排放特性的影響[J]. 呂建燚,李定凱. 燃燒科學與技術. 2006(06)
[5]“靜電-布袋”聯(lián)合除塵在燃煤電廠的應用前景[J]. 劉金榮. 工業(yè)安全與環(huán)保. 2006(11)
[6]添加CaO對煤粉燃燒后一次顆粒物特性影響的研究[J]. 呂建燚,李定凱. 熱能動力工程. 2006(04)
[7]不同條件對煤粉燃燒后PM10、PM2.5、PM1排放影響的實驗研究[J]. 呂建燚,李定凱. 中國電機工程學報. 2006(20)
[8]煤焦膨脹特性與殘灰顆粒物的形成[J]. 于敦喜,徐明厚,劉小偉,曹倩. 華中科技大學學報(自然科學版). 2006(02)
[9]粒徑及加熱速率對煙煤膨脹特性的影響[J]. 于敦喜,徐明厚,劉小偉,王泉斌,高翔鵬. 燃料化學學報. 2006(01)
[10]煤焦破碎成灰模型研究[J]. 于敦喜,徐明厚,黃建輝,李庚,劉小偉,俞云. 工程熱物理學報. 2005(06)
本文編號：2942885
【文章來源】：華中科技大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：206 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
煤中礦物質的空間分布
同時，由于揮發(fā)分和固定碳的燃燒，內在礦物質溫度往往高于周圍究表明燃燒中的焦炭顆粒溫度可能比煙氣溫度高出 200～300K，甚至達到此外，處于同一焦炭顆粒內的礦物質在燃燒過程中很容易相互影響，如無移、礦物顆粒的熔化和聚合等等。由于內在與外在礦物質經歷的燃燒過程不同，因此它們向顆粒物轉化許多差異，需要區(qū)別對待。圖 1.2 揭示了內在礦物質的成灰機理。煤粉顆不同結構的焦炭，其中多孔或煤胞型焦炭在燃燒過程中很容易發(fā)生破碎，小碎片，碎片中礦物顆粒經過熔化、聚合生成超微米顆粒（>1μm）；而無炭則不發(fā)生破碎，焦粒中礦物經過熔化、聚合生成一個較大的超微米顆粒線所示）。在煤粉熱解和燃燒過程中，原子態(tài)無機質和內在礦物中部分無氣化，形成無機蒸汽，當溫度降低時，這些無機蒸汽通過凝結、凝并形成（如圖中虛線所示）。破碎、聚合超
圖 1.3 外在礦物質的成灰機理[65, 83-85]實際研究中，外在礦物對顆粒物的貢獻常常被忽略，原因之一是絕大以在洗煤過程中除去，因此只有內在礦物質才是顆粒物的主要來源外在礦物所經歷的燃燒環(huán)境及其轉化行為比內在礦物質要顯得簡單理的認識已經相對比較深入。外在礦物對顆粒物的貢獻還存在爭議成超微米顆粒，但是事實上它可能是亞微米顆粒物的重要來源[65, 67,于煤中礦物質的分布存在很大差異，同時也對其燃燒轉化行為產生煤中礦物的詳細表征是深入理解顆粒物形成過程的重要基礎。從上中礦物分布存在高度非均一性的特點，常規(guī)的體分析技術如 X 射線衍ction, XRD）、X 射線熒光（X-Ray Fluorescence，XRF）和電感耦合等譜和質譜（Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrosroscopy，ICP-AES/MS）都不能獲得這種非均一分布信息，如不能得到
【參考文獻】：
期刊論文
[1]火電廠排煙中顆粒物及多環(huán)芳烴的研究[J]. 袁青青,馬衛(wèi)華,張強華,鐘秦,常衛(wèi)民,司蔚. 電力環(huán)境保護. 2007(03)
[2]燃煤排放可吸入顆粒物的顯微結構與物質組成研究[J]. 孫俊民,溫茂,劉惠永,姚強,徐旭常. 地球化學. 2007(01)
[3]燃煤細灰的形成及微觀形態(tài)特征[J]. 劉建忠,張光學,周俊虎,范海燕,岑可法. 化工學報. 2006(12)
[4]不同煤粉燃燒對一次顆粒物排放特性的影響[J]. 呂建燚,李定凱. 燃燒科學與技術. 2006(06)
[5]“靜電-布袋”聯(lián)合除塵在燃煤電廠的應用前景[J]. 劉金榮. 工業(yè)安全與環(huán)保. 2006(11)
[6]添加CaO對煤粉燃燒后一次顆粒物特性影響的研究[J]. 呂建燚,李定凱. 熱能動力工程. 2006(04)
[7]不同條件對煤粉燃燒后PM10、PM2.5、PM1排放影響的實驗研究[J]. 呂建燚,李定凱. 中國電機工程學報. 2006(20)
[8]煤焦膨脹特性與殘灰顆粒物的形成[J]. 于敦喜,徐明厚,劉小偉,曹倩. 華中科技大學學報(自然科學版). 2006(02)
[9]粒徑及加熱速率對煙煤膨脹特性的影響[J]. 于敦喜,徐明厚,劉小偉,王泉斌,高翔鵬. 燃料化學學報. 2006(01)
[10]煤焦破碎成灰模型研究[J]. 于敦喜,徐明厚,黃建輝,李庚,劉小偉,俞云. 工程熱物理學報. 2005(06)
本文編號：2942885
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