固定源稀释通道的设计和外场测试研究

为研究固定源产生的颗粒物的污染情况,自行设计了固定源稀释通道采样装置以便模拟颗粒物在大气中的稀释扩散过程.该装置采用不同尺寸的采样嘴,以保证对烟道内的颗粒物等速采样,采样烟气与洁净空气在稀释腔内混合,腔内雷诺数典型值可以达到10000,保证了采样烟气和洁净空气能够稀释混合均匀.颗粒物在停留室中的停留时间达到90s,保证了颗粒物有足够的时间长大成核.将该装置应用于国内的9个燃煤、燃油固定源,取得了颗粒物的质量浓度、OC、EC组成、排放因子等数据.

固定污染源PM_(2.5)的稀释采样器设计及初步评价研究

固定污染源烟气流速快、污染物浓度高,部分烟气还具有较高的烟温等特点,传统的固定污染物颗粒物采样方法无法采集可凝结PM2.5,不能真实反映固定污染源PM2.5排放的规律和特点。针对气体采样技术难点,该文设计和研制一种新型稀释通道采样器,实现模拟烟气在环境空气中经稀释、冷却、凝结、成核等全过程,采集可凝结部分PM2.5。该稀释通道采样器具有结构紧凑、操作简单等特点,其主要设计参数如下:混合段内径45 mm、混合段长度450 mm、稀释比2.7～11、停留时间22～32s。经反复试验检验,结果表明,该新型气体采样器的各组件气密性良好,气体混合均匀,满足采样需要。

固定源排放颗粒物采样方法的研究进展

固定源是大气可吸入颗粒物的主要来源之一,而目前国内对固定源排放颗粒物的监测和研究还相对比较薄弱,缺乏必要的技术手段和设备。文章总结了国内外固定源标准采样方法,分析了现有采样技术和采样设备的不足之处。而模拟烟气排放到大气真实环境中发生的物理化学变化的稀释采样正在成为研究固定污染源颗粒物排放特征的重要手段。文章阐述了固定源稀释通道采样技术的原理,总结了近年来国内外开发的采样设备的设备性能、影响因素和应用情况,指出稀释通道采样设备应向小型化、便携式方向发展,同时不断完善设备的监测指标体系和自动化水平,并对监测结果的准确性进行评估,扩大设备的适用性范围,以满足不同燃料、不同燃烧方式、不同除尘方式、不同烟气湿度等固定源排放颗粒物的监测需要。

西安市燃煤锅炉排放颗粒物中PM_(2.5)和PM_(10)的组分研究

为了解西安市燃煤锅炉排放颗粒物的组分情况,采用稀释通道采样,用滤膜采集了西安市3台链条炉排放颗粒物中的PM_(2.5)和PM_(10),并利用离子色谱仪(IC)、电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和碳分析仪等分析了其中的主要组分。实验结果表明,燃煤锅炉排放颗粒物中PM_(2.5)和PM_(10)的主要组分有SO_4^(2-)、NH_4^+、Cl^-、有机碳(OC)、元素碳(EC)、Al、Si。Si、Ca等地壳元素在PM_(10)中所占比例多于PM_(2.5),而NO_3^-、NH_4^+、OC等二次生成物在PM_(2.5)中所占比例多于PM_(10)。对比PM_(2.5)和PM_(10)组分可以发现,同种组分在不同燃煤锅炉排放的PM_(2.5)和PM_(10)中分布差异很大,这可能与除尘、脱硝等工艺密切相关。研究内容对西安市大气颗粒物源解析工作具有重要的参考价值,为西安市颗粒物源解析项目积累了一定的经验。

室内木柴燃烧排放水溶性离子粒径分布特征

基于实验室模拟燃烧和稀释通道采样系统,采用荷电低压撞击采样器采集了6种典型木柴燃烧排放的14级粒径段颗粒物.采用离子色谱分析了8种水溶性离子,获得水溶性离子的分粒径排放因子和排放特征.结果表明,Ca^(2+)的排放因子呈双峰分布,在0.25~0.38和2.5~3.6μm粒径段出现峰值,分别为0.14和0.16mg/kg.其余离子的排放因子为单峰分布.NH_(4)^(+)、NO_(3)^(−)和SO_(4)^(2−)的排放因子在0.25~0.38μm粒径段出现峰值,分别为0.41、0.58和0.84mg/kg.K+和Cl−的排放因子在0.15~0.25μm内出现峰值,分别为0.89和0.99mg/kg.木柴燃烧排放总水溶性离子的质量中值粒径为(0.30±0.07)μm,各离子的质量中值粒径范围为0.24~0.44μm.PM_(0.094)、PM_(0.94)、PM_(2.5)和PM_(10)中水溶性离子的排放因子变化范围分别为1.04~9.33、5.00~48.87、5.46~52.00和6.14~53.68mg/kg.木柴燃烧排放颗粒物中K^(+)/Cl^(−)、K^(+)/NO_(3)^(−)、K^(+)/SO_(4)^(2−)和SO_(4)^(2−)/NO_(3)^(−)比值随粒径变化而变化,其排放初始值在应用于源解析和生物质燃烧排放气溶胶传输老化研究时需引起关注.木柴燃烧排放PM10中的阴阳离子当量比值为0.80±0.11,颗粒物的酸度随颗粒物粒径而改变,亚微米颗粒物和细颗粒物的酸度高于超细颗粒物和粗颗粒物的酸度.本研究对构建生物质燃烧排放分粒径水溶性离子清单,更新和改进相关气候和空气质量模型的参数设置,识别烟气传输过程中的老化具有重要意义.

新型污染源废气排放采样装置的研究与应用

为了改善现有污染源废气排放的采样技术,特别是颗粒物稀释采集技术上所存在的不足,如射流技术会产生伯努利效应,导致射流泵体积大、重量重、样品均匀性差,且不能实现等速采样等缺点。本研究设计开发了一套可适用于不同污染源的、模块化自动化控制的、轻便性、均匀性好的采样装置。该装置可模拟污染源的高温废气排放到大气中的冷却、稀释、凝结等反应过程。采用装置设计成四通道均匀采样,使其可作为大气污染物的源谱解析研究的专用采样设备,同时也可作为其他精密分析仪器的预处理装置。

重庆市生活垃圾焚烧发电厂颗粒物特征研究

为了解重庆市生活垃圾焚烧废气排放颗粒物的组分情况,采集了重庆市两家典型生活垃圾焚烧发电厂焚烧废气颗粒物滤膜样品,分析了化学组分。结果表明,重庆市生活垃圾焚烧废气颗粒物PM_(10)源和PM_(2.5)源组分的有机碳(OC)、元素碳(EC)、SO4^(2-)质量分数偏高,OC、EC的质量分数均超过10%,SO_(4)^(2-)的质量分数为3.22%~18.5%,S、K、NH4^(+)、Ca^(2+)含量均超过1%。PM_(2.5)源中Cl-含量高达3.92%~11.9%。研究结果与其他城市垃圾焚烧排放颗粒物的PM_(2.5)源及PM 10源组分特征差异性不大,PM_(10)源组分中K、Cl^(-)、SO_(4)^(2-)、OC的含量偏高,分别为1.16%、5.42%、11.2%、30.3%;PM_(2.5)源组分中Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和OC的含量偏高,分别为7.70%、6.99%、29.0%。

北京市典型排放源PM_(2.5)中多环芳烃成分谱特征

采用稀释通道采样系统对北京市部分污染源排放的PM_(2.5)进行了采集,用气相色谱-质谱-质谱法分析了PM_(2.5)中24种多环芳烃(PAHs)的浓度,获得典型排放源PM_(2.5)中PAHs成分谱。结果表明,不同种类污染源排放的PAHs的组分浓度差异比较大,形成的百分浓度轮廓图有各自的特征。生物质燃烧和化石燃烧排放的PM_(2.5)中PAHs含量高于其他污染源;燃煤电厂和供暖/工业锅炉排放的PM_(2.5)中低环数的PAHs比例较高,而生物质燃烧和餐饮源则是高环数的污染物比例较高。燃烧温度高,燃烧较充分,采用布袋除尘方式的污染源排放的PAHs含量要低于其他污染源。

民用燃煤排放分级颗粒物中碳组分排放因子

中国是全球碳质气溶胶最重要的贡献者之一,民用燃煤排放占有很大的比重.排放因子的不确定性直接影响碳气溶胶排放清单的准确性.本研究基于室内模拟燃烧实验和稀释通道采样系统,采用FA-3型9级撞击采样器采集了3种蜂窝煤(考虑明烧和闷烧)和包括烟煤与褐煤在内的4种块煤燃烧排放的九级粒径颗粒物,采用热光法分析了不同粒径颗粒物中有机碳(OC)和元素碳(EC)的含量,计算得到排放因子.结果表明:(1)对于蜂窝煤的明烧与闷烧,PM2.1中OC排放因子分别为0.07g·kg^(-1)和0.10 g·kg^(-1),EC的排放因子为0.002 g·kg^(-1)和0.001 g·kg^(-1);闷烧排放的有机碳颗粒物高于明烧;元素碳排放因子低于明烧.块煤排放PM2.1中OC与EC排放因子分别是1.4 g·kg^(-1)和0.02 g·kg^(-1),高出蜂窝煤排放一个数量级.(2)粒径分析结果表明,民用煤燃烧排放的颗粒物及其载带的碳组分集中在细颗粒物上,碳组分的质量中值粒径均小于2.5μm,总碳(OC+EC)的排放因子粒径分布表明蜂窝煤燃烧排放的碳组分富集于≤0.43μm粒径段,块煤富集于0.43~0.65μm粒径段.