水泥窑尾粉尘性质对高温静电捕集的影响规律

建立高温线板式静电除尘实验系统,将某干法水泥窑尾粉尘作为实验样品,测试粉尘比电阻.通过X射线荧光分析、场发射扫描电镜及马尔文激光粒度仪分析粉尘的化学成分、形貌及粒径分布特性,研究373~773K下静电除尘器对水泥窑尾粉尘的脱除规律.结果表明:水泥窑尾粉尘CaO质量分数高达42.91%,K2O与Na2O质量分数低至0.57%、0.16%,导致粉尘比电阻的最高值达到1.75×1013Ω·cm.粉尘脱除效率随温度的升高先下降后上升,在423~673K高比电阻段(1012Ω·cm),粉尘脱除效率低于90%.水泥窑尾粉尘PM1.0颗粒粒子数密度约占颗粒总数目的87.5%,373K下,PM1.0脱除效率为82.1%,明显低于PM2.5、PM10脱除效率的95.1%、95.7%,但高温强化了细颗粒的扩散荷电;773K下,PM1.0脱除效率与PM2.5、PM10的差距减小.增大比收尘面积可以有效地提高高温下水泥窑尾粉尘的脱除效率.     

银川市2013年PM_(10)、PM_(2.5)质量浓度变化及空气质量分指数等级特征分析

利用银川市2013年空气污染物日浓度资料,分析了其PM10、PM2.5的质量浓度变化特征及空气质量分指数等级特征.结果表明,PM10和PM2.5的质量浓度变化具有明显的季节特征,夏季最低,冬季最高,PM10质量浓度春季高于秋季,而PM2.5质量浓度春季略低于秋季;PM10和PM2.5月均质量浓度变化均为1月份最大,7月份最小;PM2.5和PM10日均质量浓度显著相关,相关系数达0.76,在2013年中,PM2.5占PM10质量载荷的36%.PM10和PM2.5在7—9月质量浓度低,空气质量分指数等级最好,达标率均为100%,在1月空气质量分指数等级最差.PM10和PM2.5分指数等级具有明显的季节特征,夏季空气质量分指数等级最好,冬季最差,PM10分指数等级秋季好于春季,PM2.5分指数等级春季好于秋季.     

煤矿区城市PM10单颗粒微观形貌及粒径分布特征

利用高分辨率场发射扫描电镜(FESEM)和图像分析技术研究了可吸入颗粒物(PM10)的单颗粒微观形貌类型及粒度分布特征.研究表明,煤矿区城市夏季可吸入颗粒物的微观形貌类型主要有矿物、烟尘集合体、球形颗粒及未知细颗粒.前3种颗粒(未知细颗粒不做统计)的数量百分比分别为41.2％,28.0％和30.8％,体积百分比分别为71.5％,22.3％和6.3％.颗粒物的数量-粒度呈单峰分布,主要分布在0.1～0.4 μm范围内;体积-粒度分布则以大于1 μm的矿物颗粒为主.夏季空气中球形颗粒和规则柱状矿物较多,说明矿区SO2,NOx含量较高而引起的大气二次化学反应严重.强风天气PM10的质量浓度明显降低,颗粒物数量主要分布在0.1～0.4 μm粒径范围内.轻微浮尘天气PM10的质量浓度增大,颗粒物数量主要分布在0.1～0.4和1～2.5μm范围内,粒径大于1 μm的矿物颗粒占总体积(质量)80％.     

不同结构型式建筑外窗缝隙通风对建筑室内细颗粒物（PM2.5）浓度的影响

为了把握不同结构型式建筑外窗对室外PM2.5阻隔特性及其影响规律,基于细颗粒物穿透机理与沉降特性,结合项目组2014年7月到2014年10月关于北京地区临街办公建筑室外及室内环境PM2.5质量浓度水平以及粒径分布特性的实时监测数据分析结果,重点比较分析了建筑外窗关闭且无室内源条件下,不同结构型式建筑外窗室外PM2.5渗透特性及其变化规律,并给出了建筑外窗缝隙通风条件下,缝隙渗透通风作用压力△p与建筑外窗缝隙结构特征、室外风速、室外空气相对湿度的关联式.研究结果表明：大气环境中粒径>1.0μm的颗粒物不到10%,且粒径<1.0μm的细颗粒物粒径分布随室外PM2.5质量浓度的增加呈向较大粒径0.7~1.0μm转化趋势,反之呈向较小粒径0.3~0.5μm转化趋势;2个不同结构特性建筑外窗对粒径<0.5μm细颗粒物的阻隔作用非常有限,对粒径>0.5μm,特别是0.7~1.0μm粒径细颗粒物的阻隔作用明显增加;建筑外窗渗透通风作用压力△p、渗透系数Fin与室外风速呈正相关性、与室外空气相对湿度呈负相关性;更高气密性等级建筑外窗对室外PM2.5侵入室内的阻隔性能始终优于低气密性等级建筑外窗.     

石家庄市冬季大气中TSP,PM10,PM2.5污染水平研究

为研究石家庄市冬季大气颗粒物污染特征,于2013年2月采集TSP,PM10,PM2.5样品,用重量法分析其质量浓度,并对其相关性进行分析.结果表明,用环境空气质量标准（GB 3095-2012）来衡量,石家庄市冬季大气颗粒物TSP,PM10和PM2.5的日均浓度超标率分别为57.9％,82.9％和81.6％;超标倍数分别为1.28,1.86和2.24倍,超标情况严重;TSP与PM10和PM10与PM2.5相关系数分别为0.748 9和0.760 4,相关性较好;ρ（PM10）/ρ （TSP）平均值为0.74,ρ（PM2.5）/ρ（PM10）平均值为0.61,表明PM10和PM2.5污染严重.     

高烟气流速下湿式静电除尘器脱除细颗粒物的研究

湿式静电除尘器对PM_(2.5)等细颗粒物有着显著的脱除效果。通过改进其结构,并结合实验,探索了一种可以处理大烟气量的湿式静电除尘器。实验证明,新型湿式静电除尘器9 m长的除尘筒在60 k V电压和4m/s的风速下对PM2. 5的脱除效率可达85%。     

严重雾霾期大气PM2.5和PM10中水溶性离子污染特征

为掌握雾霾期大气PM2.5和PM10中水溶性离子污染特征,采集东北某市2013年10月20~31日发生严重雾霾期间大气PM2.5和PM10样品,分析颗粒物样品中9种水溶性离子(F-、Cl-、NO3-、SO42-、Na+、NH4+、K+、Mg2+和Ca2+)的质量浓度.结果表明:各水溶性离子均表现为夜间质量浓度大于日间质量浓度,其在雾霾期PM2.5中的昼、夜质量浓度比为1.68;NO3-、SO42-、NH4+等3种离子质量浓度较高,雾霾期PM2.5中质量分数分别为11.03%、8.3%和7.39%,PM10中也有类似结果.K+和Ca2+在PM2.5和PM10中,雾霾期和非雾霾期质量分数变化不大.根据各离子比值,可以判定雾霾期固定源对颗粒物污染的贡献更大,说明雾霾期城市气象因素对大气颗粒物污染影响较大.对比2009年10、11月水溶性离子数据发现移动源污染贡献在增加.     

华北城市PM_(2.5)、PM_(10)污染水平及两者相关性研究

采用β射线吸收法对华北城市大气环境质量进行连续监测,监测发现:夏、秋、冬三季污染整体相对严重,秋季污染较轻。PM2.5和PM10平均浓度的日变化表明:对人体危害较大的PM2.5占PM10的比重较大,平均达到75.6%,且PM2.5浓度和PM10浓度呈极显著线性关系。无降雨降雪大风等特殊天气下,三种气象参数对大气细颗粒污染物的影响由高到低排列为:湿度风速温度。     

流化床燃烧中煤含灰量对灰渣形成特性的影响

为了研究煤颗粒灰质量分数对煤在流化床燃烧过程中灰渣形成特性的影响,在一台小型流化床反应炉上进行煤的灰质量分数对灰渣形成特性的实验.按煤颗粒的灰质量分数,把义马烟煤分为6个颗粒组,并选用各颗粒组的3个粒径范围的煤颗粒进行燃烧实验,研究煤颗粒的灰质量分数对底渣质量分数、底渣与飞灰中的碳量质量分数和粒径分布的影响.结果表明,随着煤颗粒灰质量分数的增加,燃烧形成的底渣质量分数增加,而煤颗粒的燃尽率和飞灰中的碳质量分数都降低.在粒径和燃烧时间相同的条件下,随着颗粒灰质量分数的增加,底渣中留在本粒径档的颗粒质量分数明显增加,而细颗粒的质量分数明显减少.而颗粒灰质量分数对飞灰的粒径分布没有明显的影响.     

圆柱扰流对燃煤细颗粒物团聚影响的数值模拟

燃煤锅炉产生的细颗粒物已经成为大气污染的主要来源,由于烟气中的颗粒物粒径较小,传统除尘器难以对其进行有效脱除.利用湍流团聚对含尘烟气进行预处理是一种促进细颗粒长大,进而有效脱除细颗粒物的新方法.采用k-ε湍流模型耦合颗粒群平衡模型(PBM)对扰流圆柱后方细颗粒物的聚并效果进行了研究.着重讨论了速度、颗粒的体积分数、入口颗粒的斯托克斯数(St)数对颗粒团聚效果的影响.模拟结果表明,速度越大,湍动能耗散率也越大,颗粒的团聚效果较好;增加入口颗粒的体积分数,提高了颗粒碰撞的几率,对颗粒物的聚集有促进作用;入口颗粒的St数越小,颗粒的初始粒径越小,小颗粒较好的跟随性会跟随流体的流动被漩涡所卷吸,颗粒聚并效果越显著.     

石家庄市不同梯度大气颗粒物碳组分特征分析

为了探讨石家庄市大气颗粒物中碳组分浓度水平与梯度变化,于2013年7月采集了石家庄市不同梯度大气颗粒物PM2.5,PM10和TSP样品,采用重量法测定颗粒物浓度,采用热光碳分析仪测定颗粒物中的EC（元素碳）和OC（有机碳）的浓度,并采用相关分析及丰度分析探讨石家庄市不同梯度碳气溶胶污染变化特征.结果表明：大气颗粒物中EC和OC主要存在于细颗粒物中,不同梯度颗粒物中OC和EC相关性较好,说明OC与EC的来源相似;不同梯度的ρ（OC）/ρ（EC）大部分超过2.0,表明石家庄市空气中存在一定的二次污染.从颗粒物中8个碳组分丰度初步判断石家庄市颗粒物中碳组分的主要来源是燃煤、汽车尾气及道路扬尘.     

Characteristics and composition of particulate matter from coal-fired power plants

Measurements of the characteristics of particulate matter(PM)were performed at the inlet and outlet of the electrostatic precipitators(ESP)of four boilers in two full-scale pulverized coal power plants.PM was collected with a 13-stages low-pressure-impactor(LPI)having aerodynamic cut-off diameter ranging from 10.0 to 0.03μm for a size-segregated collection.The properties of PM including its con-centration,mass size distribution,emission characteristics,percent penetration of PM through ESP and elemental com...     

济南市大气细颗粒物水溶性组分及大气传输的研究

采用大流量采样器，于2004年11月至2005年9月对济南市城区细颗粒物PM2.5进行了研究测试，对其水溶性离子成分和pH值进行了分析. 结果表明，济南市PM_2.5污染严重，超标率达93.6％，超标倍数为1.20～5.72，呈略酸性. 水溶性离子占PM2.5质量的49.81％，其中SO^2-₄，NH⁺₄，NO^-₃是水溶性离子的主要组分,各占PM_2.5质量的20.88％，12.01％和10.94％，主要以(NH₄)₂SO₄和NH₄NO₃形式存在. 72h后推气流轨迹和簇分析表明起源于济南西北方向（俄罗斯，蒙古国，中国北部）且运动速率较低的气溶胶长距离传输能够加重济南细颗粒污染水平.     

碗式配风对燃烧效率与NOx质量浓度的影响

对600 MW超临界前后墙对冲燃烧锅炉在均等配风和碗式配风下的燃烧进行数值模拟,分析不同偏差程度碗式配风对炉内颗粒质量浓度场、CO体积分数场、炉膛温度、NO_x生成的影响,并与试验结果进行对比. 模拟结果表明,燃烧器碗式配风改善了炉内宽度方向上的风、煤混合过程,减小了CO体积分数和煤粉颗粒质量浓度偏差,降低了炉膛出口烟气中CO的平均体积分数和飞灰中碳的质量分数,从而有效提高了前后墙对冲燃烧锅炉的燃烧效率. 燃烧器碗式配风对炉膛出口烟气中NO_x的平均质量浓度有不利影响,但是当碗式配风风量偏差不大于20%时,NO_x平均质量浓度变化不大于3.5%. 综合燃烧器碗式配风对水平截面CO分布特征和炉膛出口烟气中NO_x的平均质量浓度的影响,在燃烧常用煤种的条件下,碗式配风的风量偏差宜控制在20%以内. 炉膛出口烟气中CO的平均体积分数、飞灰中碳的质量分数、NO_x平均质量浓度的模拟值与热态试验值变化趋势一致. 在实际应用中碗式配风对CO平均体积分数的降低效果更加显著,当碗式配风的风量偏差达到20%时,省煤器出口烟气中CO的平均体积分数降低幅度达95%.     

Filtration of fine particles in atmospheric aerosol with electrospinning nanofibers and its size distribution

In this study,the size distribution of atmospheric aerosol in Beijing was monitored by the scanning mobility particle sizer spectrometer and the optical particle sizer.The size of particles in atmospheric aerosol was primarily distributed in the range of less than 1 m.It showed different changes with the mass concentrations of particulate matters with an aerodynamic diameter of 2.5 m(PM2.5)for different sizes of fine particles.The amount of ultrafine particles(less than about 60 nm)decreased while the larger ones(60 nm)increased along with the mass concentration of PM2.5 in atmospheric aerosol.This was because of the formation of the secondary atmospheric aerosol.The polylactic acid(PLA)nanofibers were prepared for filtering the aerosol by electrospinning.PLA nanofiber mats were used as the middle layer to design the composite filter membranes.Atmospheric aerosol was used as dust source in the filtration test.The results showed that the filtration efficiency of the composite filter media increased along with the thickness of nanofiber mats,which was controlled by the collection time during electrospinning.Filtration efficiency can be improved obviously by compositing with a thin layer of nanofibers.     

Micro shape of coal particle and crushing energy

A large amount of energy is consumed in a coal and gas outburst since a mass of coal is pulverized and ejected, accompanying a great quantity of gas emitted, resulting in a major mining hazard in underground coal mining around the world. Understanding how potential energy stored in gassy coal seams dissipates in the process of outbursting may possibly be a key to clarify the mechanisms responsible for coal and gas outburst. The present study was aimed to evaluate energy for crushing coal to various size fractions in coal and gas outbursts through theoretical and experimental investigation into the shape of fine coal particles and their equivalent diameter. Theoretical analysis indicates that the shape of a particle has a significant impact both on its equivalent diameter and hence on its outer surface area.Microscopic observations demonstrate the particle fraction with diameters less than 0.075 mm, produced from crushing coal samples, mostly takes on a spherical or ellipsoidal shape, and experimental data also show this part of particles consists of 30%–50% surface area newly generated from crushing operation,though these fine coal accounts for only less than ten percentages by weight. Further, analysis of experimental data indicates that the total surface area of this particle size fraction varies exponentially with input crushing energy, and the specific area energy is not a constant but probably in association with physical properties and textures of material.     

济南城区大气PM2.5、PM1.0的污染特征及大气传输

为研究华北平原PM_2.5、PM_1.0的污染特征,于2014年10月至2016年6月在济南城区使用中流量采样器对大气颗粒物样品进行采集,利用离子色谱、碳气溶胶分析仪测定了颗粒物中的水溶性无机离子成分和碳组分。结果表明:济南城区冬季大气细颗粒污染较重,二次离子SO₄^2-、NO₃^-和NH₄⁺是PM_2.5、PM_1.0最主要的水溶性无机离子,且更易富集在PM_1.0中。有机碳和元素碳的质量浓度表现为春夏低,秋冬高;二次有机碳的质量浓度在冬季明显升高,且大多分布在粒径>1 μm的颗粒物中。72 h后向气流轨迹表明,来自河北、内蒙古的长距离传输与山东地区的局地传输对济南大气中PM_2.5和PM_1.0的离子质量浓度有重要影响。济南冬季的消光系数高达789.13 Mm^-1, PM_2.5中的二次粒子NH₄⁺、SO₄^2-和NO₃^-与消光系数的相关性较高,是使大气能见度降低的主要因素。     

W火焰锅炉炉内三维流场和颗粒运动轨迹的数值模拟

W火焰锅炉具有独特的炉膛和烟气流动结构,适用于低挥发份劣质煤发电,炉膛配风和煤粉颗粒对W火焰锅炉形成良好的炉内燃烧和保证安全高效洁净燃烧影响显著.针对300 MW W火焰锅炉,采用RNGk~ε和DPM模型数值研究了不同工况下W火焰锅炉炉内三维流场和煤粉颗粒运动轨迹,分析了炉膛配风和煤粉粒径对流场特性的影响.研究表明:配风对流场对称性影响很大,不合理的配风可导致火焰"短路"和气流冲刷冷灰斗.炉膛折焰角结构决定了对称的配风形成非对称流场,但增加前墙配风速度可有效平衡折焰角效应.当前后墙配风比为1.05时流场对称性最佳.下炉膛冷灰斗区双旋涡流动结构可增强煤粉气流热质交换,增加煤粉停留时间,有利于煤粉燃尽.随粒径增大,煤粉深入下炉膛平均深度越大,煤粉在燃烧炉膛内停留时间先增大后减小,存在最佳煤粉粒径.研究结果对大容量W火焰锅炉设计和燃烧调整有意义.