不同煤种燃烧生成多环芳烃的研究

燃煤过程产生的多环芳烃类有机污染物烃具有强烈的致癌、致突变、致畸变等作用 ,日益受到广泛的重视。本文进行了不同煤种燃烧时多环芳烃的生成研究 ,比较了燃煤排放和原煤中含有的多环芳烃之间关系 ,研究了煤的固定碳、挥发份、灰份等组分对燃煤过程中多环芳烃排放的影响     

燃煤流化床多环芳烃的研究现状

比较系统地讨论了燃煤流化床多环芳烃的研究现状。首先介绍了多环芳烃的理化性质、起源及其取样和分析。其次对流化床煤燃烧过程中燃烧参数对多环芳烃形成和排放的影响进行了探讨。最后给出了多环芳烃减量化方法和净化措施。     

电厂排放烟气中的小颗粒分布及多环芳烃研究

小颗粒物，及附着其上的有机污染物如多环芳烃(PAHs)对环境、健康的影响越来越受到关注，而人为源排放小颗粒的比例正逐渐升高。文章通过对燃煤电厂除尘器前后排放烟气小颗粒的多次采样和分析，得到了除尘器前后PM10，PM2．5的小颗粒物粒度分布，进一步得到燃煤电厂排放颗粒物的分散度。并计算得出除尘器对于不同粒径的颗粒物的脱除效率，试验表明除尘器对于大颗的脱除效率高于小颗粒。样品进行预处理后用气相色谱仪分析样品中的17种多环芳烃(包括美国四EPA推荐优先监测的16种多环芳烃)。     

石化污泥与煤混烧的流化床多环芳烃排放特性

在一座密相区截面为0.23 m×0.23 m、高度为7 m的循环流化床试验装置上进行了石化污泥与煤混烧多环芳烃排放特性的系统性试验研究.结果表明,污泥中多环芳烃含量远高于煤;随着二次风率的增大,烟气、飞灰和底渣中多环芳烃排放量均呈明显的下降趋势;随着空气过剩系数的增大,多环芳烃排放水平先下降后上升:石灰石的添加能有效抑制多环芳烃的生成,随着ca/S摩尔比增大,多环芳烃排放水平显著下降.各工况均以排放低环多环芳烃为主,且飞灰中多环芳烃排放量远高于底渣.     

流化床焚烧塑料垃圾多环芳烃的生成特性

研究了典型塑料垃圾PVC、PE和PS在流化床燃烧过程中多环芳烃的排放特性,分析了多环芳烃生成量随燃烧温度变化的情况.结果表明,PS燃烧产生多环芳烃随温度呈现单峰变化,800℃时最高;PVC则随温度呈指数减少的趋势;PE变化较为复杂.从总量看,多环芳烃生成量大小顺序为PS>PVC>PE.     

石化污泥与煤混烧时多环芳烃的排放特性

在管式固定床上进行了石化污泥与煤的混烧试验,着重研究了质量掺混比、燃烧温度和燃烧停留时间等因素对底渣中多环芳烃排放的影响.结果表明:随着污泥质量掺混比的增大,底渣中多环芳烃排放量呈明显上升态势;随着燃烧温度的升高,多环芳烃排放量先上升后下降;随着燃烧停留时间的增加,多环芳烃排放量呈明显的下降趋势,且存在一个临界停留时间.在各种工况条件下,低环多环芳烃排放量均高于高环多环芳烃排放量.     

燃烧方式对塑料垃圾燃烧时PAHs和PCDD／Fs排放的影响

为了找出燃烧方式对塑料垃圾焚烧过程中多环芳烃和二恶英排放的影响,在两种不同类型试验用燃烧反应器上进行了聚氯乙烯的燃烧试验.燃烧的烟气参考GB 86-5119和USEPA1613方法采用色质联用分析仪收集分析,对烟气中多环芳烃和二恶英的分布特征进行了观察.结果显示,聚氯乙烯在流化床燃烧反应器上燃烧时生成的多环芳烃和二恶英的总量要明显低于固定床燃烧反应器上的生成量.流化床燃烧方式能够抑制多环芳烃和二恶英的某些发生机制.多环芳烃和二恶英排放特征的关联关系非常明显,可以作为塑料垃圾燃烧过程中产生的二恶英的实时监测替代物.     

燃煤排放的新类型非多环芳烃类有机污染物

本文提出了非多环芳烃类（非ＰＡＨｓ）有机污染这一新的燃煤污染物排放类型。指出：常规能源的污染控制经验对于新能源的清洁开发与利用具有重要的借鉴意义。     

空煤比对煤部分气化多环芳烃排放的影响

为了研究空煤比对煤气化多环芳烃排放的影响,在一台小型常压流化床气化炉上进行了煤部分气化实验.经索氏萃取、K-D浓缩和硅胶层析纯化后,采用带荧光检测器和二极管矩阵检测器的高效液相色谱仪对半焦和煤气中16种多环芳烃进行了测定.实验结果表明,煤气中多环芳烃以低环和中环为主,半焦中多环芳烃以中环和高环为主;煤气和半焦中多环芳烃毒性当量质量浓度均集中在5环多环芳烃上,尤其是苯并(a)芘(BaP)和二苯并(a,h)荧蒽(DbA);当空煤比由2.25 m3/kg增加到3.83 m3/kg时,煤气和半焦中多环芳烃质量浓度和毒性当量质量浓度呈现出先增后减的变化趋势.     

混合塑料和煤在小型流化床中燃烧时多环芳烃的生成特性

为了明确城市固体废弃物中的塑料组分燃烧时生成的多环芳烃的特性,以及相应的抑制措施,在小型三段流化床上进行了混合塑料的燃烧试验,研究了不同燃烧温度时,以及相同一次风下二次风配比比例不同时多环芳烃的生成特性。并就混合塑料添加煤和不添加煤燃烧时多环芳烃的生成水平进行了比较。结果显示,混合塑料燃烧时,多环芳烃排放总量要比单组分燃烧多环芳烃量加权平均后的水平低;添加煤燃烧时,排放水平比不添加煤有明显的下降,在加20%的煤的时候排放水平最低;一次风量相同时,加适当比例(约0.20时)的二次风,可以取得抑制塑料垃圾生成多环芳烃的最佳效果。图12表1参8     

柴油机燃用不同柴油的多环芳烃排放研究

在一台国-Ⅲ柴油机上,燃用G5、D1、D2、D3、和D4五种芳烃含量不同的柴油,对不同负荷下的排放特性进行了研究。利用PUF泡沫和聚四氟氯乙烯纤维滤膜串联法采集柴油机尾气中的气相和颗粒固相多环芳烃(PAHs),并采用气相色谱-质谱联用仪进行分析,重点研究了PAHs的排放特征。结果表明:燃用不同柴油时柴油机PM排放随负荷增加呈现先降后增的趋势。PAHs排放以气相为主,占总PAHs含量的90%以上,颗粒固相PAHs则低于10%;在柴油燃烧排放的总PAHs中萘和甲基萘含量最高,且不同油品燃烧排放的PAHs排放状况与油品中PAHs自身含量密切相关。不同柴油燃烧排放的气相PAHs均以2环和3环为主,而颗粒固相PAHs则以3环和4环为主。     

多环芳烃光化学降解及其机理的研究

研究不同条件下燃煤烟气和汽车尾气中的多环芳烃（PAHs）的光化学降解，提出水蒸气产生的气态OH自由基以及其它羟基自由基与激发态PAHs碰撞导致发生PAHs污染物先化学降解的反应机理。实验结果表明，采用模拟目光中紫外部分的荧光灯照射，PAHs光解率随光照强度、照射时间、温度和水蒸气含量的增加而增大。     

后喷射和正丁醇对柴油机碳烟影响的数值模拟

采用 CFD 计算程序耦合正庚烷-正丁醇-多环芳烃简化动力学模型,并结合多步现象学碳烟生成模型,研究了在将 NOx控制在2.0,g/(kW·h)情况下后喷射和含氧燃料正丁醇对碳烟生成过程和排放的影响．结果表明,后喷射提高燃烧后期温度、增强碳烟氧化和增强燃烧后期缸内充量运动,是其降低碳烟排放的主要原因;正丁醇降低碳烟排放主要是通过降低碳烟前驱物多环芳烃浓度和增强油气混合过程即降低当量比实现的．在后喷射基础上应用含氧燃料正丁醇,可以在 NOx排放保持不变的前提下大幅度将碳烟排放(0.032,g/(kW·h)降低至0.007,3,g/(kW·h)).因此采用多次喷射耦合 EGR 结合含氧燃料正丁醇,是降低柴油机排放的有效技术途径,可以显著改善柴油机碳烟排放．     

不同工况飞灰重金属和PAHs特性试验研究

针对220t/h燃煤循环流化床电站锅炉研究锅炉负荷和钙硫比对电除尘器 飞灰的粒径分布、常量化学成分、微量元素和多环芳烃的影响。结果表明：60％以上飞灰粒径小于100μm，负荷增大，粒径和当量粒径增大。Ca/S比对飞灰粒径分布影响较小，锅炉负荷和Ca/S比增大，飞灰化学成分SiO2、Al2O3减少，CaO和SO3增加，各微量元素含量分布规律为：Hg＜Cd＜Pb＜Cu＜Ni＜Cr。随着锅炉负荷和钙硫比升高，多环芳烃各类和含量减少。     

循环流化床燃煤过程汞控制性能的实验研究

在热态循环流化床实验台上进行了不同工况燃煤过程汞控制特性的研究,得出如下结论:循环流化床燃煤过程对燃煤中汞的排放具有一定的控制作用;多煤种混烧在汞的控制方面优于单煤种燃烧;煤中掺入石灰石可以有效地减少汞向大气的排放;燃烧的煤种不同,汞的排放特性也不相同.     

燃油组分对汽油机颗粒物及可挥发性有机物排放的影响

通过试验研究了燃油组分对进气道喷射(PFI)和缸内直喷(GDI)汽油机颗粒物及可挥发性有机物(VOCs)排放的影响.结果表明:燃油中的芳烃、烯烃和硫含量越高,颗粒排放也越高;通过添加少量甲基茂基三羰基锰能够保证不降低辛烷值的同时减少燃油芳香烃与烯烃含量从而使颗粒物排放降低;往燃油中添加10%,乙醇对颗粒物排放影响不大.PFI发动机排放的颗粒物成分主要由有机物(OM)组成,无机离子与元素碳(EC)含量较少.而GDI发动机排放的颗粒物主要以EC、OM为主,无机离子成分很少.燃油中芳烃含量越高,其颗粒物中多环芳烃(PAHs)的排放也越高,毒性也更强;燃油中烯烃含量的上升对颗粒物中PAHs的排放影响不大,但是其排放颗粒物中PAHs的毒性变强.检测到汽油机排放的VOCs由70余个物种组成,主要是烷烃、烯烃、芳烃、含氧挥发性有机物和炔烃.燃用高芳烃含量燃油,VOCs中芳烃比例有所上升.     

不同煤燃烧方式多环芳烃生成特性的研究

研究比较了不同煤燃烧方式多环芳烃生成特性。固定床煤燃烧多环芳烃生成随温度升高出现了先增加后减少的趋势，流化床煤燃烧多环芳烃生成随温度升高而增加。流化床煤燃烧多环芳烃生成量要少于固定床燃烧方式，总量上低1～2个数量级。固定床燃烧(管式炉等)PAHs低温由热解生成，高温由前驱物生成。流化床燃烧PAHs低温由高环芳香性物质的热分解和缩聚反应生成，高温由小分子烃类的聚合。图12表1参13     

正庚烷HCCI燃烧下芳香烃及多环芳烃形成的数值模拟

通过修改化学动力学软件CHEMKINⅢ,建立了正庚烷HCCI燃烧下排放特性数值模拟的多区模型.利用此模型对正庚烷HCCI燃烧下芳香烃(苯)与多环芳烃(萘、菲及芘)的生成及演变规律进行了详细分析.计算中采用了正庚烷的燃烧与分解、多环芳烃生成的详细反应机理(共包括107种组分、542个基元反应).结果表明,缸内压力变化趋势的计算结果与实验值基本吻合;核心区由于温度较高,其中的正庚烷已充分燃烧,多环芳烃的质量分数极小;边界层区和缝隙区温度较低,尤其是缝隙区,其温度与壁面温度保持一致,正庚烷在其中不能充分燃烧和分解,同时这两个区域成为多环芳烃的主要来源.     

废轮胎的能源资源化新思路--用于再燃脱硝的探讨

废轮胎的产量日益增加，此类固体废弃物的管理是一个难题。研究如何对其资源化利用对于保护环境和节约资源都是非常有意义的。在对目前有关废轮胎回收利用技术简要回顾之后，提出了以废轮胎为燃料，通过再燃技术用于燃煤锅炉NOx排放的治理，对其可行性进行了讨论。利用国内生产技术以废旧轮胎大规模生产胶粉用于燃煤锅炉的再燃脱硝，能够很好地解决我国目前越来越多的废轮胎的生产现状，并把它们能源资源化利用，而且在利用过程中避免了再生胶、热能、热解利用等过程的二次污染问题。研究已证明．基于废轮胎的燃料不但具有比煤更高的热值，而且具有再燃脱硝燃料的优良性能，用于燃煤锅炉的再燃脱硝过程既可以达到脱除NOx污染排放的目的，同时可以大量地减少宝贵的煤及天然气等化石燃料的消耗。     

燃煤电站汞的排放及控制

介绍了燃煤电站汞的排放状况,总结了前人关于燃煤电站汞的转化过程、不同排放形式及影响其形态转化的因素,介绍了当前燃煤电站汞排放控制技术的研究进展.分析表明:燃煤电站汞的排放及控制将引起越来越多的重视,成为国内外关注和研究的热点,而如何有效地将气相单质汞转化为易被吸收或吸附的二价汞,同时降低脱汞成本将是一个主要的研究方向.