燃煤超細顆粒生成及傳輸機理研究.pdf

1、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。本文通過自行設計和搭建的實驗模擬平臺,運用快速遷移率粒徑譜儀(fast mobility particle sizerTM spectrometer, FMPS)對燃煤超細顆粒粒徑譜分布、數濃度和粒徑特征進行了測量,分析燃煤顆粒物粒徑譜分布、數濃度和粒徑特征,并基于數濃度數據對生成和成長過程中燃煤超細顆粒動態(tài)變化現象進行

2、了研究。
　　對不同燃燒源顆粒物進行采樣測量,經分析對比,蚊香和香煙顆粒粒徑譜分布均為對數單峰分布;燃煤顆粒粒徑數濃度和表面積濃度譜分布為對數雙峰分布,而其體積和質量濃度譜呈對數單峰分布;而酒精顆粒呈不穩(wěn)定、無規(guī)律的多峰分布。研究發(fā)現,不同燃燒方式對形成顆粒物的粒徑有一定的影響,蚊香和香煙燃燒方式為無火花的悶燒,其產生的顆粒物粒徑較大,幾何平均直徑(the geometry mean diameter, GMD)分別為45nm和1

3、30nm左右;酒精和燃煤顆粒為劇烈的明火燃燒,顆粒物經過氣化—凝結過程形成的,故產生的顆粒物粒徑較小,GMD分別為13nm和20nm左右。
　　通過對不同煤粉量進行燃燒實驗,分析燃煤超細顆粒在生成和傳輸擴散過程中顆粒粒徑譜分布、數濃度和粒徑隨時間動態(tài)變化。研究表明,在生成階段,燃煤超細顆粒粒徑譜隨時間迅速增長,顆粒數濃度隨時間變化呈指數增長;在成長階段,燃煤超細顆粒粒徑譜隨時間緩慢衰減,顆粒數濃度亦隨時間變化呈指數或線性衰減趨勢。

4、燃煤量越大,顆粒數濃度和粒徑動態(tài)變化越明顯。
　　本文對煤粉燃燒排放產生的顆粒物生成速率和粒徑增長速率進行了研究。結果表明,煤粉燃燒排放的“污染”環(huán)境類型顆粒物生成速率和粒徑增長速率比“干凈”的大氣環(huán)境大得多。計算結果顯示,單位質量煤粉燃燒排放產生的燃煤超細顆粒物平均排放數量E核模態(tài)為1.61×1010個·mg-1,E愛根核模態(tài)為1.31×1010個·mg-1,E積聚模態(tài)為0.22×1010個·mg-1,E總顆粒物為3.14×10