大庆褐煤中矿物元素的赋存形态及颗粒物的生成特性

摘要

燃煤过程中产生的颗粒物是大气可吸入颗粒物的重要来源，其中的微细颗粒物(PM2.5,即颗粒直径小于2.5μm)因比表面积大，且富集了许多痕量元素，对人体健康产生严重的危害。但由于燃煤过程中颗粒物形成的复杂性，目前对细颗粒生成机理与控制机制知之甚少，因此一直是国际上研究的热点。对燃煤颗粒物的形成机理、生长演化、以及排放特性等方面进行研究具有重要的科学和经济意义。
　　 本文首先阐述了目前国际上在燃煤颗粒物生成机理方面的主要研究进展，分析了研究中的成果与不足，从而明确了自己的研究思路。针对大庆褐煤，采用密度分级和逐级化学提取试验研究了该煤中矿物元素的赋存形态，从而对该煤种的矿物分布特性有了定量了解；然后到大庆实际燃煤电站进行现场飞灰采样，并对不同粒径的颗粒物进行质量、形貌及元素组分测定，获得了除尘器前后PM10的质量粒径分布、形貌特征、元素组成与分布、颗粒物的排放特性等，据此来分析燃煤过程中颗粒物的形成途径。最后，分析了目前广为接受的Quann的蒸发模型中存在的主要问题与不足，并引入CO/CO2比值对其进行改进，模拟结果显示改进后的模型可以很好的预报燃煤过程中无机难熔矿物的蒸发，并可以定性的了解燃烧特性对蒸发的影响。