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煤燃烧过程中矿物质气化与亚微米颗粒物形成的研究高翔鹏;徐明厚;姚洪;隋建才;刘小伟【期刊名称】《动力工程学报》【年(卷),期】2007(027)002【摘要】应用热重分析仪研究了煤中矿物质的气化,同时通过沉降炉试验台架研究了燃煤过程中亚微米颗粒的形成和排放特性,并对亚微米颗粒的形成机理进行了探讨.结果表明:矿物质的气化量随着温度的升高而增大;在1400℃时,各个元素的气化能力由大到小依次为S、Cu、Pb、Zn、Na、K、Ca、Fe、Mg、Cr和Mn;温度越高,煤粉粒径越小,氧气含量越高,形成的PM1.0的浓度越大,并富集了易气化元素S、P和Na等,PM1.0可能是由气化-凝结机理形成的.【总页数】5页(P292-296)【作者】高翔鹏;徐明厚;姚洪;隋建才;刘小伟【作者单位】华中科技大学,煤燃烧国家重点实验室,武汉,430074;华中科技大学,煤燃烧国家重点实验室,武汉,430074;华中科技大学,煤燃烧国家重点实验室,武汉,430074;华中科技大学,煤燃烧国家重点实验室,武汉,430074;华中科技大学,煤燃烧国家重点实验室,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】TK16【相关文献】1.燃煤过程中亚微米颗粒物形成及防治的研究进展 [J], 赵毅;沈艳梅2.煤燃烧过程中钾钠类矿物质特性研究 [J], 毛军3.高碱煤燃烧过程中亚微米颗粒物PM1的生成特性 [J], 赵京; 张玉锋; 魏小林; 李腾; 宾峰4.煤中钠元素赋存形态对亚微米颗粒物形成的影响研究 [J], 刘小伟;徐明厚;姚洪;于敦喜;吕当振;张会兴5.煤粉燃烧过程中矿物质气化影响因素的模拟研究 [J], 隋建才;徐明厚;丘纪华;朱文渊;高翔鹏;彭谷桃因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
燃煤过程中氧含量对可吸入颗粒物形成及排放特性影响的研究
氧含量是燃煤过程中重要的影响因素，它有助于影响燃煤过程中的热转化和烟气排放特性，从而制约燃煤时可吸入颗粒物（PM）的形成和排放。
研究发现，氧进入燃煤过程作为气体可以通过颗粒物源，如空气、水中产生的可燃颗粒物气化、水蒸气在发电厂燃烧室内的燃烧、以及与燃料添加剂的化学变化，进入燃煤过程中，在燃烧来源和生产制造烟气组件的反应中，参与氧化反应以缩短燃烧时间、增加放热量以及缩小混合物颗粒物粒径；此外，氧还可以通过燃料壁板处理技术，增加再燃烧环节，减少灰渣及底部灰排放，燃烧时间也可以增量，氧含量变化越大，此种燃烧优化条件下硫和氮化物减少，PM排放也会更低。
调节氧含量可以改变燃煤过程中的热转化工艺特性和烟气的排放，从而改变PM的排放量。
实验研究表明，燃煤过程中的氧含量可以显著影响可吸入颗粒物的排放。
随着氧含量的增加，PM的排放量也会更低。
当氧含量达到12%左右时，可吸入颗粒物的排放量会显著减少，达到最低水平。
增加氧气还可以通过增加再燃烧技术来进一步降低PM排放量，因此再燃烧技术也是降低PM排放的有效方法。
实验结果表明，燃煤过程中的氧含量和PM形成及排放有密切关系，可以通过提高氧含量降低PM排放量，保证空气质量及煤炭利用率。
随着氧含量的增加，燃煤过程中的混合物颗粒物粒径会变小，燃烧的放热量会大大增加，混合物中的氮氧化物和硫氧化物会显著减少，硝氧化物累积会显著降低，从而减少可吸入颗粒物的形成及排放。
综上所述，可以得出结论，燃煤过程中的氧含量是气源、再燃烧、添加物和壁板处理技术等排放特性的最佳选择，它不仅有利于降低PM的排放量，而且可以显著提高终端机烟气的热效率，从而改善煤炭的利用率，保护空气质量。
燃煤工业锅炉污染物排放特性研究与控制燃煤工业锅炉作为我国重要的热能设备之一，在许多行业中起着重要的作用。
然而，由于其燃煤过程中产生的污染物排放量较大，长期以来一直是环境保护的重点之一。
针对燃煤工业锅炉污染物排放问题，各界从政策法规、燃煤工艺和设备技术等方面展开了大量研究工作，并取得了一定的成果。
本文将就燃煤工业锅炉污染物排放特性进行研究与控制。
首先，燃煤工业锅炉污染物排放特性的研究是为了更好地了解燃煤过程中产生的污染物类型、浓度以及其排放特点。
研究表明，燃煤工业锅炉主要排放的污染物包括颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物等。
其中，颗粒物是对环境和人体健康影响较大的污染物之一，其表面积大、颗粒细小，易于悬浮在空气中，并在呼吸道沉积，对人体健康造成危害。
二氧化硫和氮氧化物则是酸雨的主要成分，对大气和水环境造成严重污染。
因此，研究燃煤工业锅炉污染物排放特性可以为制定相应的控制策略和技术提供科学依据。
其次，燃煤工业锅炉污染物排放控制是解决燃煤工业锅炉污染问题的关键措施之一。
为了减少燃煤排放产生的污染物，采取有效的控制手段是非常重要的。
目前，常见的燃煤锅炉污染物排放控制技术主要包括燃烧优化技术、烟气脱硝技术、烟气脱硫技术和颗粒物捕集技术等。
其中，燃烧优化技术通过改变煤粉的燃烧方式和调节燃烧参数，降低污染物生成和排放；烟气脱硝技术主要是通过添加脱硝剂，将烟气中的氮氧化物转化为氮气和水；烟气脱硫技术则是利用吸收剂吸收烟气中的二氧化硫，减少其排放浓度；颗粒物捕集技术主要通过静电捕集、布袋过滤和湿式脱硫等方式，将颗粒物从烟气中去除。
这些技术的应用可以有效地控制燃煤工业锅炉产生的污染物排放。
此外，燃煤工业锅炉污染物排放特性研究与控制方面还需要注重能源的可持续利用和燃烧过程的优化。
传统的煤炭资源采用固体燃烧方式，容易产生大量的污染物。
因此，更加注重发展清洁能源、优化燃烧工艺和设备技术，可以进一步降低燃煤工业锅炉的污染物排放。
燃煤电厂烟气有机污染物排放特性研究发布时间：2021-06-07T03:05:05.343Z 来源：《中国科技人才》2021年第9期作者：岳朴杰孟磊谷小兵王长清孙钰[导读] 煤炭在世界能源体系中有着举足轻重的地位，在最新世界能源结构份额统计中，煤炭在世界能源结构中的份额为27%，且为发电的最大单一能源。
值得注意的是，在诸如中国、印度、印尼、越南等新兴经济体中，煤炭消费量持续增加，且主要以燃煤发电为主，短时期内燃煤产生的有机污染物对人体产生的影响受到了广泛的关注。
大唐环境产业集团股份有限公司摘要：燃煤产生的有机污染物危害是不同国家、地区所面对的共同难题，也是当前煤燃烧领域研究的重点问题。
本文对燃煤电厂气态有机污染物的生成机理、排放特性以及目前估算燃煤电厂气态有机污染物排放主要采用的方法进行了概括，对目前燃煤电厂有机污染物研究现状进行了综合评述，以期为燃煤电厂有机污染物的进一步研究提供参考。
关键词：煤燃烧；有机污染物；排放0 概述煤炭在世界能源体系中有着举足轻重的地位，在最新世界能源结构份额统计中，煤炭在世界能源结构中的份额为27%，且为发电的最大单一能源。
值得注意的是，在诸如中国、印度、印尼、越南等新兴经济体中，煤炭消费量持续增加，且主要以燃煤发电为主，短时期内燃煤产生的有机污染物对人体产生的影响受到了广泛的关注。
由煤燃烧产生的气态有机污染物种类复杂，主要包括两个互补结构：由稠合的芳族和氢芳族单元组成的大分子不溶相；可溶于有机溶剂的脂肪族烃，多环芳族和氢芳族烃，羟基化多环芳族化合物和杂环化合物中小分子化合物的分子相。
按照沸点的不同分为易挥发性有机物VVOCs、挥发性有机物VOCs、半挥发性有机物SVOCs和颗粒有机物POMs。
气态有机污染物对环境、人体健康都有重要影响。
Munawer 等[1]研究指出，煤燃烧产生的有机污染物将长期存在于空气和水中，从而导致严重的环境与健康问题，并影响人体和动物骨骼畸形和肾功能不全，同时气态有机污染物会导致臭氧消耗和南极臭氧空洞的形成。
第27卷第17期中国电机工程学报V ol.27 No.17 Jun. 2007 2007年6月Proceedings of the CSEE ©2007 Chin.Soc.for Elec.Eng.文章编号：0258-8013 (2007) 17-0011-07 中图分类号：TK228 文献标识码：A 学科分类号：470⋅40燃煤锅炉可吸入颗粒物排放特性及其形成机理的试验研究高翔鹏1，徐明厚1，姚洪1，韩旭2，李雄浩2，隋建才1，刘小伟1 (1．华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北省武汉市430074；2．武汉凯迪电力环保有限公司，湖北省武汉市430223)Experimental Study on Emission Characteristics and Formation Mechanisms ofPM10 From a Coal-fired BoilerGAO Xiang-peng1, XU Ming-hou1, YAO Hong1, HAN Xu2, LI Xiong-hao2, SUI Jian-cai1, LIU Xiao-wei1(1. State Key Laboratory of Coal Combustion, Huazhong University of Sci. & Tech, Wuhan 430074, Hubei Province, China;2. Wuhan Kaidi Electric Power Environmental Protection Co., Ltd ,Wuhan 430223, Hubei Province, China)ABSTRACT: By using low pressure impactor(LPI), fly ash was sampled at the inlet and outlet of dust cleaning equipments in a 50MW and a 300MW utility boiler. The emission characteristics, elemental size distribution, morphology and formation mechanisms of inhalerable particulate matter (PM10) were studied. The results show that PM10 of the two boilers has a similar bimodel distribution, in which the small and large mode are formed at 0.1um and 4.0um respectively; The efficiency of dust cleaning equipments decreases with the ash size decreasing; The elemental size distribution is also bimodal which is similar with the PM10 mass distribution. Mn、Cr、Cu and Zn obvious enrichment in submicron ash. The formation of submicron PM is suggested via vaporization and subsequent condensation of inorganic matter, while the supermicron ash is formed via char fragmentation, excluded mineral fragmentation and included mineral coalescence.KEY WORDS:inhalerable particulate matter; formation mechanisms; fly ash摘要：采用低压撞击器(LPI)对某燃煤电厂的1台50MW和1台300MW燃煤锅炉除尘器前后的飞灰颗粒进行采样，研究可吸入颗粒物(PM10)的排放特性、元素分布特性以及形貌特征，并探讨其形成机理。
燃煤锅炉烟气中细颗粒物的排放特征和控制现状发表时间：2018-01-07T10:11:23.227Z 来源：《基层建设》2017年第29期作者：刘起超[导读] 摘要：近年来我国城市环境空气质量不容乐观，尤其是在污染物排放量相对较大的冬季，再加上不利的气象条件，北京等城市频繁被迫发出红色预警。
大庆头台油田开发有限责任公司黑龙江大庆 163312摘要：近年来我国城市环境空气质量不容乐观，尤其是在污染物排放量相对较大的冬季，再加上不利的气象条件，北京等城市频繁被迫发出红色预警。
从源排放角度来看，燃煤特别是原煤散烧和中小锅炉的排放为首要污染源。
本文就燃煤锅炉烟气中细颗粒物的排放特征和控制现状进行了分析。
关键词：燃煤锅炉烟气；细颗粒物；排放一、燃煤锅炉细颗粒物的排放形式燃煤源排放的细颗粒物根据排放形式可分为直接排放的一次可过滤细颗粒物、在烟气温度下以气态的挥发和半挥发形式存在经稀释冷却形成的可凝结颗粒物以及以气态形式（如SO2、NOx和VOC）排出后经过复杂的大气物理化学过程形成的二次细颗粒物。
以沉降炉燃烧设备为研究对象，以中粒径煤粉为试验煤粉，分别在1100、1000和900℃3种温度下，研究PM1.0和PM2.5的排放量，结果表明:在1100℃时，PM1.0和PM2.5的排放量均达到最大值，炉内温度高，生成的细颗粒物相对较多，即高温促进细颗粒物的形成。
研究表明:炉温较高的电厂煤粉炉产生的细颗粒物中PM0.38占PM2.5粒数浓度的95%以上，占PM2.5质量浓度比例一般不到5%；循环流化床由于炉温较低，PM0.38粒数浓度大幅降低，占PM2.5不足30%，质量浓度不到1%。
说明炉温越高，煤中颗粒物的热应力越大，由气化凝结机制生成的细颗粒物越多。
同时有研究表明，燃料反应器温度增加，促进更多的SO2气体生成，即导致二次细颗粒物的前驱物生成，烟气中少量SO2在Fe2O3、V2O5等催化剂作用下转化为SO3，SO3的冷凝温度约为75～85℃，并且对烟气酸露点影响很大，当烟气温度低于酸露点温度时，SO3极易冷凝形成硫酸液滴，硫酸液滴与飞灰中的其他碱性物质反应生成硫酸盐细颗粒物。
置和测试方法有关。
陆炳等的研究结果表明，在除尘器下载灰所测量的烟尘特征成分不能真实反映锅炉烟气中细颗粒物的成分，认为稀释烟道采样能够有效获得细颗粒物的成分谱[2]。
测定凝结性细颗粒物的方法主要有稀释冷凝法和冲击能凝法，稀释冷凝法是将采集的烟气与干净空气混合，使气态细颗粒物冷凝成固态颗粒物后，通过滤膜进行捕集。
冲击冷凝法采集冲击冷凝瓶和滤膜对细颗粒物进行收集[3]。
冯小琼等[4]也采用荷电低压颗粒物撞击器(ELPI+)和烟枪系统测量了燃煤锅炉烟气中细颗粒物的粒径分布和浓度。
而工程实际中，锅炉烟气颗粒物的在线检测数据均低于实验室测试方法得到的颗粒物的浓度，主要是由于烟气中的SO 2和可溶物溶解在蒸汽雾滴里时，造成了可溶性颗粒物的监测逃逸[1]。
2 细颗粒物的排放特征燃煤锅炉烟气中细颗粒物排放是我国大气中的PM2.5和PM1.0的主要来源，为了达到有效控制燃煤锅炉中细颗粒物的排放的目的，需要对其成分特征和形态特征进行系统的研究。
现有文献中的研究结果表明，燃煤锅炉细颗粒物除TC 和OC 外，主要由游离金属颗粒物和水溶性颗粒物组成，两者均具可凝结性。
游离金属颗粒物种类与煤种的选取有关，源于煤粉的飞灰中，即元素通过气化-凝结形成了游离金属颗粒物，通过痕量元素分析，结果显示，金属凝结颗粒物主要为As 、Se 、Cd 、Sb 、Hg 、Zn 和Ni 等[5]。
燃煤锅炉湿法脱硫包含单碱法脱硫和双碱法脱硫，胡月琪等[7]研究结果表明，采用MgO 或NaOH 脱硫时，Mg 2+和Na +是其特征离子，采用碳酸氢铵脱硫剂脱硫0 引言随着我国工业化的迅速推进，重工业污染的环境问题逐渐受到人们的普遍关注，特别是以细颗粒物引起的雾霾和光化学污染的大气环境问题日渐凸显。
细颗粒物是指能够稳定地悬浮于空气中，直径等于或小于2.5μm 的颗粒物，通常采用PM2.5和PM1.0表示。
细颗粒物吸入过量会引发肺部炎症以及肺部纤维化，甚至损坏遗传物质，导致器官癌症病变等。
我国燃煤电厂颗粒物排放特征贺晋瑜;燕丽;雷宇;汪旭颖【期刊名称】《环境科学研究》【年(卷),期】2015(028)006【摘要】基于我国燃煤电厂(不含港、澳、台数据,下同)的燃烧技术及颗粒物控制技术分类,建立了燃煤电厂颗粒物排放计算方法.利用该方法,分析了2000-2010年我国燃煤电厂颗粒物排放量及分布特征.结果表明:我国燃煤电厂颗粒物排放量自2000年起持续增加,于2005年达到最高值(375×104 t),其中PM10、PM25排放量分别为237×104、129×104 t;此后逐年降低,2010年降至166×104 t,其中PM10、PM25排放量分别降至126×104、85×104t.随着静电除尘及湿法脱硫的普及,颗粒物中PM25所占比例由2005年的34.3％升至2010年的51.2％.我国燃煤电厂颗粒物排放地区分布不均衡,2010年内蒙古、山东、河南、江苏、山西和广东六省区的排放量占全国排放总量的44％.PM25排放因子也因各省燃煤电厂颗粒物排放控制技术不同而产生差异,其中煤粉炉、循环流化床锅炉的PM25排放因子分别为0.35 ～0.75、0.27～ 0.90 kg/t.从机组规模影响来看,单台容量在30×104 kW以下的燃煤机组是粗颗粒(PM＞10)的主要来源,而在30×104 kW以上的燃煤机组对PM25排放贡献(64.6％)较大,这主要与这类燃煤机组静电除尘和湿法脱硫的安装比例高有关.【总页数】7页(P862-868)【作者】贺晋瑜;燕丽;雷宇;汪旭颖【作者单位】环境保护部环境规划院,北京 100012;环境保护部环境规划院,北京100012;环境保护部环境规划院,北京 100012;环境保护部环境规划院,北京100012【正文语种】中文【中图分类】X32【相关文献】1.超低排放下燃煤电厂颗粒物排放特征分析研究 [J], 李小龙;周道斌;段玖祥;张文杰;李军状;严俊波2.燃煤电厂湿法脱硫协同除尘效果及颗粒物排放特征研究 [J], 赵琳;刘含笑;郭滢;方小伟;王志华;冯国华;颜士娟3.我国燃煤电厂SO3和可凝结颗粒物控制存在问题与建议 [J], 朱法华;李军状4.超低排放燃煤电厂一次颗粒物和黑碳实时排放特征 [J], 刘晋宏;姚立全;曾昕;燕莹莹;祁士华;孔少飞;冯韵恺;严沁;覃思;刘玺;牛真真;郑淑睿;吴方琪5.燃煤电厂可凝结颗粒物检测方法、排放特征及脱除技术研究进展 [J], 于洋;周欣;程俊峰;董长青;王玉山;刘英华因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
燃煤排放可吸入颗粒物中微量元素的分布特征侯聪;邵龙义;王静;刘君霞;赵承美;耿春梅【摘要】燃煤排放被认为是大气颗粒物的主要来源之一,通过燃烧-稀释系统对采自织金、大同、东胜、银川、京西等地区的煤进行燃烧实验,采用ICP-MS(电感耦合等离子体质谱)研究燃煤排放的颗粒物中微量元素分布特征.结果表明,燃煤排放颗粒物主要富集Zn,Fe,Rb,Pb,Cu,Cr,Ti,Mn,Ba,Ni,As等微量元素,在颗粒物的水溶性组分中主要富集Zn,Rb,Pb,Cu,Ti,As,Ni等微量元素.微量元素Cs,Rb,Cd,Tl,Sb,Zn的水溶态组分在对应的微量元素总量中占比较高,说明这些元素主要以水可溶态的形式存在于燃煤排放的大气颗粒物中,而Fe在水溶组分中没有检测到,说明Fe主要以水不溶态存在于燃煤排放的大气颗粒物中.燃煤排放的颗粒物中的稀土元素以Sc,Ce,Nd,La 为主.5种不同的煤燃烧排放PM10中微量元素的总量表现为:银川煤＞织金煤＞京西煤＞大同煤＞东胜煤,其中银川煤和京西煤燃烧排放PM10中微量元素总量较高的原因主要与其原煤的灰分含量较高有关,而织金煤燃烧排放PM10中微量元素的总量较高,主要与其原煤中的硫分较高有关.【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2016(041)003【总页数】9页(P760-768)【关键词】燃煤排放;可吸入颗粒物;微量元素;分布特征;ICP-MS【作者】侯聪;邵龙义;王静;刘君霞;赵承美;耿春梅【作者单位】中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;中国环境科学研究院,北京100012;中国循环经济协会,北京100037;中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京100083;中国环境科学研究院,北京100012【正文语种】中文【中图分类】TQ534;X773煤是全世界最丰富的化石燃料资源，中国每年的煤炭消费量占全世界煤炭消费总量的31%，而在中国一次能源消耗结构中，有80%的煤用于直接燃烧[1-2]。
第27卷第17期中国电机工程学报V ol.27 No.17 Jun. 2007 2007年6月Proceedings of the CSEE ©2007 Chin.Soc.for Elec.Eng.文章编号：0258-8013 (2007) 17-0011-07 中图分类号：TK228 文献标识码：A 学科分类号：470⋅40燃煤锅炉可吸入颗粒物排放特性及其形成机理的试验研究高翔鹏1，徐明厚1，姚洪1，韩旭2，李雄浩2，隋建才1，刘小伟1 (1．华中科技大学煤燃烧国家重点实验室，湖北省武汉市430074；2．武汉凯迪电力环保有限公司，湖北省武汉市430223)Experimental Study on Emission Characteristics and Formation Mechanisms ofPM10 From a Coal-fired BoilerGAO Xiang-peng1, XU Ming-hou1, YAO Hong1, HAN Xu2, LI Xiong-hao2, SUI Jian-cai1, LIU Xiao-wei1(1. State Key Laboratory of Coal Combustion, Huazhong University of Sci. & Tech, Wuhan 430074, Hubei Province, China;2. Wuhan Kaidi Electric Power Environmental Protection Co., Ltd ,Wuhan 430223, Hubei Province, China)ABSTRACT: By using low pressure impactor(LPI), fly ash was sampled at the inlet and outlet of dust cleaning equipments in a 50MW and a 300MW utility boiler. The emission characteristics, elemental size distribution, morphology and formation mechanisms of inhalerable particulate matter (PM10) were studied. The results show that PM10 of the two boilers has a similar bimodel distribution, in which the small and large mode are formed at 0.1um and 4.0um respectively; The efficiency of dust cleaning equipments decreases with the ash size decreasing; The elemental size distribution is also bimodal which is similar with the PM10 mass distribution. Mn、Cr、Cu and Zn obvious enrichment in submicron ash. The formation of submicron PM is suggested via vaporization and subsequent condensation of inorganic matter, while the supermicron ash is formed via char fragmentation, excluded mineral fragmentation and included mineral coalescence.KEY WORDS:inhalerable particulate matter; formation mechanisms; fly ash摘要：采用低压撞击器(LPI)对某燃煤电厂的1台50MW和1台300MW燃煤锅炉除尘器前后的飞灰颗粒进行采样，研究可吸入颗粒物(PM10)的排放特性、元素分布特性以及形貌特征，并探讨其形成机理。
研究表明，2台锅炉产生的PM10均呈双峰分布，其峰值分别在0.1µm和4µm左右；2台除基金项目：国家自然科学基金项目(50325621)；国家重点基础研究专项经费项目(2002CB211602)。
Project Supported by National Natural Science Foundation of China (50325621); Project Supported by Special Fund of the National Priority Basic Research of China (2002CB211602). 尘器的除尘效率随着颗粒粒径的减小而降低，静电除尘器对小颗粒的脱除效率要明显优于文丘里水膜除尘器；PM10中元素的质量粒径也呈双峰分布，元素Mn、Cr、Cu、Zn在亚微米颗粒中有明显的富集趋势；亚微米颗粒可能是通过煤中矿物质的气化–凝结形成的，而超微米颗粒可能是通过煤焦和矿物质的破碎以及内部矿物质的聚合形成的。
关键词：可吸入颗粒物；形成机理；飞灰0 引言煤炭是我国电力的主要来源，燃煤电站在发电的同时，也向大气中排放了大量的可吸入颗粒物(PM10)，据1996年的统计资料显示，全国功率大于6MW的所有燃煤机组向大气中排放的颗粒物总量为 3.97Mt，占各种颗粒物源排放总量(14.4Mt)的28%[1]。
这些颗粒物可以长时间停留在大气中，它们不仅影响气候和空气质量、破坏生态环境，而且严重危害人体健康[2-4]，特别是其中的亚微米颗粒物(PM1.0)，由于其比表面积很大，所以其表面富集了大量有毒的重金属元素(如铅、锑、镉等)，它们很容易通过肺部吸入人体，引起人体神经和呼吸系统的严重疾病。
据研究表明，人类的各种癌症都与之有关[5]。
因此，燃煤过程中可吸入颗粒物特别是亚微米颗粒物的排放特性及其形成机理已经成为当前研究的热点。
早在20世纪80年代，国外学者就进行了这方面的研究，认为煤燃烧过程中形成的颗粒物是以下4种机理联合作用的结果：①内在矿物质的聚结；12 中 国 电 机 工 程 学 报 第27卷②煤焦的破碎；③外在矿物质的破碎；④无机矿物的气化–凝结。
并认为前3种机理主要生成粒径大于1µm 的超微米颗粒物，而第4种机理主要生成粒径小于1µm 的亚微米颗粒物[6-9]。
我国煤粉炉中痕量元素的排放特性有了一定的研究[10]，本课题组关于燃煤过程中矿物质变化、颗粒物的排放特性、焦炭的膨胀特性以及无机元素在颗粒物中的形态与分布等方面也有了大量的积累[11-15]，但是通过低压撞击器(LPI)研究燃煤电站锅炉颗粒物的排放特性和形成机理，国内却鲜有报道。
本文对某热电厂1台50MW 和1台300MW 锅炉机组除尘器入口和出口的飞灰用LPI 采样后，通过对不同粒径飞灰颗粒的质量、成分以及形貌进行分析，研究了燃煤锅炉飞灰中颗粒物的排放特性和形成机理。
1 试验1.1 燃煤特性与试验工况50MW 和300MW 锅炉分别燃用河南烟煤和四川无烟煤，煤的工业分析和元素分析见表1，其灰化学成分分析见表2。
50MW 锅炉是苏联生产的，型号为∏–230–2的单汽包自然循环、固态排渣锅炉，采用轴向可调旋流燃烧器，制粉系统采用中间仓储式热风送粉系统，除尘装置为文丘里水膜式除尘器；300MW 锅炉是型号为HG –1025/18.2–PM7的亚临界压力一次中间再热自然循环、固态排渣汽包炉，燃烧器采用CE 公司的WR 型燃烧器，正四角切圆分布，制粉系统采用中间仓储式热风送粉系统，除尘装置采用四电场静电除尘器。
整个取样过程是在恒定负荷下进行，试验时机组的一些运行参数见表3。
表1 煤的工业分析和元素分析Tab. 1 Proximate analysis and ultimateanalysis of studied coal工业分析/%元素分析/% 锅炉 M ar A ar V ar FC ar C ar H ar N ar S ar 50MW1.4 35.5 21.2 43.3 43.62.3 0.7 2.5 300MW1.150.911.037.940.12.20.72.1表2 煤灰的化学成分Tab. 2 Ash composition %锅炉 SiO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 CaO MgO Na 2O K 2O 50MW 56.7 33.8 3.9 3.9 0.5 1.1 1.0 300MW60.330.43.61.21.11.61.7表3 锅炉运行参数Tab. 3 Operational parameter of boilers锅炉 运行 负荷/MW蒸汽 流量/(t/h) 排烟 温度/℃ 出口 烟温/℃ 出口 氧量/％ 50MW 45 230 178 1090 3.5 300MW25091115010135.41.2 灰样采集飞灰采样位置分别设在除尘器入口和出口烟道，见图1。
试验时除尘器入口和出口各分2次采样。
取样系统主要由取样枪、旋风分离器、低压撞击器及真空泵组成，见图2。
为防止烟气中的水蒸汽在取样系统内凝结，沿取样管路缠绕电加热带，并控制其温度在150℃左右。
为防止水蒸汽在真空泵内冷凝，在真空泵前加冷却瓶冷凝水蒸汽。
在LPI 前面接切割粒径为10µm 的旋风分离器，旋风分离器的主要作用是除掉粒径大于10µm 的颗粒，防止LPI 每级样品质量超重。
飞灰颗粒随着烟气流经取样枪进入旋风分离器，然后进入LPI 并将飞灰颗粒按空气动力学直径大小分成13级，其粒径范围分别为：0~0.0281，0.0281~0.0565，0.0565~0.0944，0.0944~0.154，0.154~0.258， 0.258~0.377，0.377~0.605，0.605~0.936，0.936~1.58， 1.58~2.36，2.36~3.95，3.95~6.6，6.6~9.8µm 。
取样时末级膜片处压力维持在10kPa 左右，真空泵流量为10L/min 。
取样前用皮托管测量烟气流速，然后根据真空泵流量及烟气流速选择取样枪喷嘴，以保证等速取样。
溢流槽联样位置 至大气联样位置 文丘里管烟气脱水器至沉淀池 (a)50MW图1 锅炉飞灰的取样位置Fig. 1 Sample election position of boiler玻璃瓶真空泵旋风分离器烟道LPI图2 取样系统示意图Fig. 2 Schematic diagram of sampling system第17期 高翔鹏等： 燃煤锅炉可吸入颗粒物排放特性及其形成机理的试验研究 131.3 分析方法试验中LPI 内的膜片为有机膜，为了防止颗粒反弹，在有机膜上涂上用四氯化碳稀释后的阿匹松油。
