民用低阶烟煤的半焦化洁净利用

为了降低民用劣质煤散烧造成的大气污染,采用低阶烟煤热解半焦为原料,再黏结制成半焦质民用洁净型煤。型煤性质检测结果显示:型煤收到基热值达到26.8 MJ/kg,干基全硫含量≤0.22%。半焦质民用洁净型煤在普通炉具和节能炉具测试结果显示,SO_2、NO_x和烟尘排放分别达到和接近重点地区的新建燃气锅炉排放标准。与普通烟煤在节能炉具中对比测试结果表明,烟尘浓度降低了88.14%,排放量减少86.21%;SO_2浓度降低了70.91%,排放量减少70.83%;NO_x浓度降低了83.08%,排放量减少86.08%。与其他无烟煤型煤在相同条件下的测试对比结果表明:半焦质民用洁净型煤的烟尘排放浓度与其他无烟煤相当,排放烟气成分中SO_2和NO_x的浓度远低于其他无烟煤型煤的排放浓度。     

典型排放源黑碳的稳定碳同位素组成研究

采集了我国主要的黑碳排放源(生物质燃烧、民用燃煤和机动车尾气)的烟尘样品,分析烟尘中黑碳(BC)和总碳(TC)与原始燃料的稳定碳同位素组成(δ13C),对比各种δ13C值之间的关联性,评估运用δ13C技术进行BC源解析的潜力.结果表明:①3种典型排放源烟尘样品的δ13CBC与燃料有较好的一致性,且不同排放源的δ13CBC变化范围之间有比较明显的差别:生物质燃料除玉米秸(C4植物,δ13CBC为-13.62‰)显著不同外,C3植物的δ13CBC平均值为-26.49‰±1.17‰;烟煤的平均值为-23.46‰±0.37‰;机动车尾气(包括柴油车和汽油车)的平均值为-25.17‰±0.40‰.②各种排放源的BC形成过程存在程度各异的碳同位素分馏,C4植物(玉米秸)燃烧过程分馏作用较明显(BC的δ13C相对燃料负偏1.62‰),而C3植物和民用煤燃烧过程的分馏较小(分别正偏0.63‰和0.52‰).③BC的纯化手段(CTO-375方法)对生物质烟尘的δ13C有一定的影响(BC和TC的δ13C相差约为0.50‰),对化石燃料烟尘没有影响.上述典型排放源的δ13C数据库可为BC源解析提供依据.     

陕西省民用散煤燃烧颗粒物排放因子测定及分析

通过调研并搜集陕西省民用燃煤,实验模拟散煤在家庭炉灶中的燃烧,应用稀释通道系统采集颗粒物,分析得到陕西省不同地区民用煤燃烧颗粒物排放因子。结果表明:榆林烟煤颗粒物排放因子为11.17 g/kg;延安烟煤为7.96 g/kg;高陵无烟煤为2.58 g/kg;蜂窝煤颗粒物排放因子在1 g/kg左右。根据PM_(10)占总颗粒物的百分数可得粒径<10μm的颗粒物排放因子,经对比其他文献研究,分析实验结果,得到符合陕西省排放特征的排放因子,计算出2015年陕西省各市散煤燃烧颗粒物排放量,为当地民用燃煤污染物排放清单的编制及源解析工作的开展提供支持。     

民用燃煤含碳颗粒物的排放因子测量

通过烟尘罩稀释通道系统采样,实验室模拟民用燃煤的燃烧方式,获取了不同成熟度的散煤、蜂窝煤的PM2.5、EC和OC的排放因子.民用燃煤的排放与煤炭成熟度有很大相关,不同煤种排放因子差距很大.在6种实验煤炭中,烟煤散烧的排放因子较大,其中S3煤种的排放因子最大,其PM2.5、EC和OC的实测值分别为11.06、3.51和5.39 g·kg-1;无烟煤散烧排放因子较少,S1煤种的排放因子最小,其PM2.5、EC和OC分别为0.78、0.02和0.49 g·kg-1;蜂窝煤的颗粒物以及OC排放因子与相似成熟度的散煤燃烧相当,但是EC排放相对散煤较低.EC、OC源清单工作需要对民用燃煤源进行更详细的分类,结合相应的排放因子,才能更加准确的估计这一重要排放源的贡献率.     

民用燃料燃烧碳质组分及VOCs排放特征

选取北京市地区典型生物质燃料（玉米芯、玉米秆、黄豆秆、草梗、松木、栗树枝、桃树枝）以及民用煤（烟煤、蜂窝煤）在实验室内进行了模拟燃烧实验,对燃烧产生的颗粒物及气体样品进行采集,采用Model 2001A热/光碳分析仪对不同粒径段颗粒物中的有机碳、元素碳进行测定,采用AgilentGC-MS 5977/7890B气质联用仪对燃烧烟气中的挥发性有机物进行分析.研究表明：除蜂窝煤OC、EC的排放因子在2.5~10μm粒径范围内达到最大,其他8种固体燃料燃烧产生的OC、EC的排放因子最大值均在0~2.5μm粒径范围内.薪柴（栗树枝、桃树枝、松木）、秸秆（玉米芯、玉米秆、黄豆秆、草梗）和民用煤（蜂窝煤、烟煤）3类物质燃烧排放VOCs的物种分类差异较大.薪柴和民用煤燃烧排放的卤代烃以及含氧有机物的质量分数明显高于秸秆的质量分数;在同一类别中VOCs物质分布趋势一致.3种薪柴平均总VOCs的排放系数为2.02g/kg,4种秸秆平均总VOCs的排放系数为6.89g/kg,2种民用煤平均总VOCs的排放系数为2.03g/kg,秸秆类的排放因子最大.玉米芯、玉米秆、黄豆秆和草梗的臭氧生成潜势较高,而栗树枝、桃树枝、松木、烟煤以及蜂窝煤的臭氧生成潜势较低,且分布类似.烯烃类、烷烃类、芳香烃类是固体燃料燃烧臭氧生成潜势贡献较大的VOCs物质.     

北京市民用燃煤烟气中气态污染物排放特征

以北京远郊农村居民常用的蜂窝煤、煤球、烟煤散煤为实验用煤,开展燃烧实验.研究了烟气无机污染物排放因子、VOCs释放情况.结果表明在充分燃烧的条件下,蜂窝煤、煤球、烟煤气态污染物SO2排放因子分别为1.50、1.91、1.62kg·t~(-1);NOx排放因子分别为0.420、0.901、2.20 kg·t~(-1);CO排放因子分别为22.4、37.3、87.3 kg·t~(-1).燃烧排放的NOx和CO的排放因子顺序关系为:烟煤煤球蜂窝煤;SO2的排放因子大小顺序分别为:煤球烟煤蜂窝煤.获得了北京市2014年3种民用煤燃烧排放的气态污染物的排放清单,烟煤散煤排放的SO2超过了0.55万t,NOx超过了0.75万t,CO超过了29万t.3种煤质燃烧过程中点火和封火阶段VOCs排放浓度相对较高,各阶段VOCs排放因子为点火阶段最高,封火阶段次之.     

民用固体燃料源的IVOCs排放特征及燃烧温度的影响

中等挥发性有机物(intermediate-volatility organic compounds,IVOCs)是近年备受关注的二次有机气溶胶的重要前体物,但目前急需包括民用固体燃料燃烧在内的源排放数据.本文选择两种成熟度不同的烟煤(灵武煤和徐州煤)和两种生物质(稻秆和松木)为研究对象,结合石英管式炉和稀释通道开展7个温度点(300～900℃,以100℃为间隔)的燃烧实验,采集和分析烟气中的IVOCs,探讨煤和生物质燃烧的IVOCs排放因子、组成以及燃烧温度的影响.结果表明,生物质燃烧的IVOCs平均排放因子[(483±182) mg·kg-1]比烟煤[(190±108) mg·kg-1]高2. 5倍;组成方面,生物质和煤的IVOCs均以剩余UCM占主导[分别为(81±11)%和(68±6)%],而生物质排放的正构及支链烷烃占比明显低于烟煤,但芳香烃略高;燃烧温度对两类燃料的影响存在显著区别:烟煤(以灵武煤为例)的IVOCs在500℃[(340±113) mg·kg-1]比900℃[(63±15)mg·kg-1]高5. 4倍,而生物质在400～500℃和800～900℃时呈现两个含量相当的峰值;随着燃烧温度提升,松木IVOCs中芳香烃的占比从1%增加到29%,剩余UCM则从92%降低到61%,烟煤的变化幅度则很小.进一步结合校正燃烧效率对两类燃料和燃烧温度影响IVOCs排放的机理进行了解释.     

民用燃煤源中多环芳烃排放因子实测及其影响因素研究

民用燃煤是我国目前关注较多的多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)排放源.根据我国民用燃煤所涉及的煤种、燃烧方式和炉灶类型,利用全流稀释采样系统对5种不同成熟度的煤种,分别以散块煤和蜂窝煤形式在3种炉灶类型中燃烧产生的烟气进行了采样和分析,初步获取了我国民用燃煤烟气中PAHs排放因子(EFPAHs)的实测数据.结果表明,烟煤的EFPAHs在块煤燃烧方式下的变化范围为1.1～3.9 mg.kg-1,在蜂窝煤燃烧方式下的变化范围为2.5～21.1 mg.kg-1,无烟煤的EFPAHs在块煤与蜂窝煤燃烧方式下分别为0.2 mg.kg-1与0.6 mg.kg-1.在民用燃煤的EFPAHs的各种影响因素中,煤的地质成熟度起主导作用,不同成熟度煤种的EFPAHs差异幅度高达1～2个数量级.其次是燃烧形态(块煤/蜂窝煤),主要表现为同一种地质成熟度的煤在蜂窝煤燃烧方式下排放的PAHs比块煤高2～6倍.炉灶类型的影响最小.     

燃煤氟中毒地区民用高氟煤的氟释放规律

实验室模拟实验和农户家中的现场测定表明,室内空气氟含量与民用煤的氟含量呈正相关趋势(R=0.612, p<0.01);但在民用炉燃烧温度条件下的煤氟释放率却与煤氟含量无关.在200～1200℃范围内,煤氟释放率随温度的变化曲线呈"S"型,即300℃时开始逐渐上升,700℃前较低,最高不超过31%,700℃至1000℃之间,则释放率迅速上升,随后较为缓慢,到1100℃至1200℃时,释放率接近100%,其整个释放曲线可用Logistic方程来拟合.总体上,煤氟释放与煤氟的存在状态和煤中的矿物及化学组成有关,贵州烟煤、无烟煤氟的燃烧释放要比陕南石煤更快,前者的释放率在1100℃时就接近100%,而后者则到1200℃时才释放完全.民用炉的燃烧温度最高为1000℃左右,这时贵州烟煤、无烟煤样品的平均氟释放率为86.9%,而陕南石煤样品的平均氟释放率为80.6%.     

治理污染有成效

昔日的云南轴承总厂存在严重的工业污染,从该厂下水道排出的乳化含油废水,经螳螂川上游奔腾而下,流经哪里,哪里的草焉树枯、鱼虾遭灾;以燃烧烟煤和煤焦油的加热炉,烟尘滚滚,有害气体飘荡,对锻造车间及其周围的学校、食堂、职工宿舍造成严重污染,煤焦油强烈     

基于 Monte Carlo 方法的锅炉烟尘烟气测量不确定度评定

采用蒙特卡罗方法模拟计算了锅炉燃烧排放的烟尘、烟气的折算排放浓度、排放速率的相对标准不确定,给出了各个输入量的相对标准不确定度分量。依据模拟计算结果对锅炉烟尘、烟气测量不确定度评定的数学模型进行了简化,探讨了采用灵敏度公式评定烟尘、烟气测量结果的合成不确定度中应当注意的问题,为锅炉燃烧排放的烟尘、烟气测量不确定的评定提供了依据。     

我省研制易燃蜂窝煤取得初步成效

蜂窝煤是民用燃料的机制产品之一,它的主要原料是无烟煤,制成成品干燥后,易于堆放、使用方便,节约劳力;而在点燃起火后,又具备火头硬、温度高和耐烧等优点,成为广大群众喜欢应用的生活燃料之一,因此在我国的生产已有较长的历史。但由于这种蜂窝烟点燃时需较多的木柴,起火慢,又加上民用小炉灶的燃烧方式比较落后,燃烧效率低,使煤炭和木柴浪费很大,同时还造成烟尘的低空污染。如何因地制宜,合理利用和节约能源,改革     

民用煤排放PM2.5中碳组分与水溶性离子特征

研究4种典型民用煤燃烧排放PM_2.5中的碳组分以及水溶性离子含量特点,并通过PAM-OFR(潜在气溶胶质量-氧化流动反应器)模拟了大气老化过程(2d)对煤球与烟煤燃烧PM_2.5中碳组分与水溶性离子含量的变化影响。结果表明,烟煤燃放PM_2.5中碳组分含量最高,达到57.96%,其EC含量是其他煤种的4.3~9.6倍。民用煤燃烧产生PM_2.5中水溶性离子以Na⁺与SO₄^2-为主,其在总水溶性离子中占比合计约47%~76%。经历了大气老化试验后,煤球与烟煤燃烧排放PM_2.5中NH₄⁺和NO₃^-离子含量大幅增加,与之相比,TC占PM_2.5比例分别下降了12.03%与19.99%。     

型煤无烟燃烧器具研究

本课题从燃烧机理入手,对各种燃烧方式进行了分析对比,结合我国国情,研制成DHL型导焰式型煤消烟节能系列炉具.该炉具是通过特制的导向器实现的具有正、倒焰两种燃烧方式优点的炉具.本文从理论和实践两方面对导焰式无烟燃烧技术进行了探讨,认为,这是一种用于解决民用采暖炉烟尘污染,达到消烟节能目的行之有效的办法之一。DHL型导焰式烟型煤消烟节能系列炉具各项指标已经达到国际先进水平.并已被授予国家专利.     

模拟不同排放源排放颗粒及多环芳烃的粒径分布研究

采用再悬浮箱模拟得到不同粒径的烹调油烟、生物质和塑料燃烧烟尘、汽车尾气和发电机烟气等颗粒,并用GC/MS对不同粒径颗粒中18种多环芳烃(PAHs)进行了分析.结果表明,烹调油烟中颗粒物存在0.44~1.0μm和2.5~10μm两个峰值,稻草和木材燃烧排放烟尘只有0.44~1.0μm一个峰值,塑料燃烧排放烟尘的峰值不明显,汽车尾气尘因含有大量的水汽导致其粒径峰值出现在2.5~10μm,而发电机排放的烟尘约93%集中在≤2.5μm的粒径范围.烹调油烟和汽车尾气尘中低环数PAHs在2.5~10μm范围内的峰值明显;随环数增加,0.44~1.0μm范围内的峰值变得明显;不同排放源亚微米颗粒中单一PAH占全部颗粒态中该PAH的比例都呈现随分子量的增大而增大的趋势.烹调油烟和燃烧排放颗粒中PAHs的组成以菲占主导,但汽车尾气和发电机烟尘中含量最高的PAHs分别是萘和苯并[g,h,i]苝.来源特征比值的比较显示,烹调油烟与生物质燃烧颗粒中PAHs的源特征较为接近,但两者都不同于汽车尾气和发电机烟尘.     

子长煤低温处理无烟燃烧技术

1前言延安地区盛产烟煤，三迭纪煤炭特征表现为低灰、低硫、高挥发份，高发势量，煤质牌号为气煤。于长煤由于其特殊性，不经处理使用一般炉具燃烧时，林格曼黑度普遍超过三级，并且由于煤中焦油含量高，烟尘中还含有粘度较大的黑絮物．造成严重的环境污染。因此．解决子长煤的燃煤烟尘污染问题，是急迫需要解决的技术难题。2子长煤煤质分析子长煤为低硫，高挥发分，高发热量气煤。可分为三迭纪烟煤，煤的工业分析、元素分析见表1。3子长煤消烟技术途径31型煤消烟方法消烟的原则。调整型煤的挥发分产率，控制可燃气体的均匀性创造高温燃烧的…     

民用导焰式无烟燃烧技术初探

导焰式无烟燃烧是一种与现有燃烧方式不同的燃烧方式.其特点是通过控制进风和烟气流动方向来控制火焰燃烧方向,以达到消烟、节能和火力集中的目的.在从上部加煤同时,使助空气也从上部进人炉内,通过煤层向下流动;使火焰方向向下,煤在燃烧时释放出的挥发份与空气混合后,通过高温火层燃烧掉,达到充分燃烧:使排放出的烟气不带黑烟,从而起到节煤和消除污染的作用.除加煤时间外,在炊事用火时可改为从下部进风,使火焰向上燃烧,以达到火力集中的目的.本文从理论和实验两方面对导焰式无烟燃烧技术进行了探讨,特别应用导焰式无烟燃烧技术设计出具有采暖、消烟和炊事各种功能的DHL—Ⅰ型导焰式消烟节能炉具.该炉可带30—40m~2房间采暖、炊事时,旺火期炉口最高温度可达930℃,完全能满足炊事要求,该炉既可烧蜂窝煤,也可烧蜂窝块、煤球以及市售烟煤,其热效率均在65%以上.烟尘排放浓度均在100mg/m~3左右,林格曼黑度均低于0.5级,完全符合烟尘排放标准.本文所述内容对解决我国,特别是对西北、华北、东北地区城乡居民冬季燃煤污染问题有一定的参考价值.     

民用固体燃料及烹调油烟杂环胺排放及健康风险评价

模拟了典型固体燃料的民用燃烧及家庭烹饪食用油过程,分别采用烟尘罩稀释采样系统和小型烟尘罩采集烟气.利用高效液相色谱-紫外检测法测定了5种典型致癌杂环胺的排放特征.估算了2012年杂环胺排放量及不同情景下妇女炊事吸入杂环胺的致癌风险.结果表明,秸秆、薪柴、烟煤、无烟煤燃烧2-氨基-3-甲基-9H-吡啶[2,3-b]吲哚（MeAaC）排放因子均值为5.2~142.9μg/kg、2-氨基-9H-吡啶[2,3-b]吲哚（AaC）排放因子为0.6~37.8μg/kg,2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑并[4,5-b]吡啶（PhIP）排放因子为1.5~25.9μg/kg.植物油烹调MeAaC和2-氨基-3-甲基咪唑并（4,5-f）喹啉（IQ）排放因子均值分别为6.8μg/kg和1.5μg/kg.动物油烹调MeAaC、2-氨基-3,4-二甲基-3H-咪唑并喹啉（MeIQ）和AaC排放因子均值分别为6.2μg/kg、2.0μg/kg和1.1μg/kg.秸秆使用分别占PhIP、MeAaC和AaC 排放的93.0%、76.2%和76.2%.薪柴使用占AaC、MeAaC和PhIP排放的22.1%、7.7%和4.0%.烟煤使用占MeAaC、 PhIP和AaC排放的15.9%、2.8%和1.8%.健康风险评价表明,在缺乏有效排烟的情况下,使用烟煤（哈尔滨）或秸秆炊事的家庭妇女暴露于杂环胺总致癌风险分别为4.60×10^-5和1.84×10^-5,超过EPA建议值.使用薪柴或烟煤（包头）炊事的家庭妇女暴露于杂环胺总致癌风险分别为4.50×10^-6和4.31×10^-6,略高于EPA建议值.使用无烟煤及电能炊事妇女暴露于杂环胺总致癌风险为可忽略水平.     

油田井口加热炉烟尘排放超标原因分析及治理方法

针对井口加热炉燃用套管气出现的烟尘排放超标问题,从燃烧方式及燃料组成方面分析发现,加热炉所采用的扩散式燃烧,火焰面燃料侧缺少氧气,燃料产生热分解生成炭黑颗粒;另外,套管气含有大量的重碳烷烃,其稳定性差、分解温度低,加剧了热分解反应。因此,控制套管气质量和改变燃烧方式是治理烟尘排放超标的基本途径。但是井口加装轻烃回收装置,分离出套管气中的重碳烷烃,成本高不可行。最终,基于预混燃烧理论,设计了双调风预混燃烧装置,现场实施结果表明,不仅烟尘排放降低了87.8%,而且NOx排放降低了58.6%、热效率提升了8.2%。实践证明,预混燃烧是治理井口加热炉烟尘排放超标的有效方法。     

多用型煤茶水炉具的试验研究

我国城镇拥有燃用烟煤的茶水炉具近20万台,每年燃用烟煤达一千万吨。这些炉具中的大部分没有消烟除尘措施,燃煤产生的烟尘任意向大气中排放,烟尘黑度一般在林格曼黑度2级以上,浓度达几千mg/Nm~3,大大超过了国家规定的烟尘排放标准,严重