O2CO2气氛下O2浓度对燃煤PM2.5形成的影响.pdf

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1、第41卷第3期燃料化学学报Vo1．41NO．32013年3月JoumalofFuelChemistryandTechnologyMat"．2013文章编号：0253—2409(2013)03-0356-05O2／CO2气氛下02浓度对燃煤PM2．5形成的影响屈成锐，徐斌，吴健，刘建新，王学涛(河南科技大学车辆与动力工程学院，河南洛阳471003)摘要：采用管式炉和荷电低压撞击器(electricallowpressure—impactor，ELPI)研究了徐州烟煤在O2／CO2条件下燃烧后生成的PM排放特性。结果表明，在O／CO气氛下，煤粉在不同O浓度燃烧所产生的PM。质量浓度均呈双峰分

2、布，峰值分别在0．1和2．0grn左右；随着氧含量的增加，PM：的质量浓度增加；S、K和Na在亚微米颗粒上明显富集，而si和ca未在亚微米颗粒上富集；通过对颗粒物的粒径分布、元素分析和形貌观察，认为亚微米颗粒主要是矿物质蒸发一凝结机制形成的，而超微米颗粒主要是煤焦与外部矿物质的破碎以及内在矿物质聚合形成的。关键词：O2／CO2；煤燃烧；PM5；形成机理；02浓度中图分类号：TK16文献标识码：A．EffectofoxygenconcentrationonPM2．5formationduringcoalcombustiontrader02／CO2atmosphereQUCheng—rui，

3、XUBin，WUJian。LIUJian．xin，WANGXue—tao(CollegeofVehicle&MotivePowerEngineering，HenanUniversityofScienceandTechnology，Luoyang471003，China)Abstract：PulverizedCOalswereburnedinatubefurnaceunderO。／CO，atmosphere．andanelectricallowpressure—impactor(ELPI)wasusedtocollectthePM，．Theresultsshowthatabimodaldi

4、stributionofPM，appears，whichislocatedat0．1and2．0m，respectively．ThemassconcentrationsofPM2increasewith．5enhancingtheO，concentraion．TheenrichmentofS，NaandKonthesub．micronparticlesisobserved，butthatofSiandCaisnotobserved．Itisproposedthatsub—micronparticlesareformedviathemechanismofvaporizationandcon

5、densation．andthesuper．micronparticlesareformedbythefragmentationofcoalcharandthecoalescenceofinherentmineralmatterbasedontheanalysesofparticlesizedistribution，elementsdistributionandmorphologyofPM，．Keywords：02／Co2；coalcombustion；PM25；formationmechanism；O2concentration目前，根据颗粒物空气动力学直径的大小，将粒以及高温热应力的

6、结果，破碎产生的颗粒直径一般径小于等于2．5的颗粒物定义为PM：，PM可大于1pm；第四，矿物质的蒸发一凝结，在高温以进入人的肺泡，沉积在肺中，被称为可吸人肺颗粒燃烧环境中，煤中部分无机物首先发生气化，气化产物，常规的除尘设备对其捕集效率很低。PM表面物不断向外扩散，在焦炭边界区域遇氧发生反应，随易于富集大量有毒有害重金属元素，对人体健康具后，无机蒸气达到过饱和状态时，会通过均相成核形有极大危害，并对环境造成严重污染，现已成为人们成许多细小微粒。关注和重点研究的对象。20世纪80年代初世界各0／CO：燃烧技术采用烟气再循环的方式，用国就开始了燃煤颗粒物形成机制方面的研究，从已空气分离获得

7、的纯氧和一部分锅炉排气构成的混合有文献来看，大部分学者认为其形成主要有几个途气代替空气做燃料燃烧的氧化剂，以提高燃烧排气径：第一，内在矿物的凝聚和聚结卫J，当碳颗粒燃中的CO浓度。该技术不仅能使分离收集CO和烧时，其内部温度很高，使内在矿物质熔融凝并形成处理SO：更容易进行，还能减少NO排放，是一种相对较大的颗粒，其直径一般大于1um；第二，焦炭能够综合控制燃煤污染物排放的新型洁净燃烧破碎J，焦炭破碎与其本身的孔隙结构密切相关。技术