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民用燃煤不同燃烧阶段细颗粒物排放特征

中国环境科学 2020年第11期40卷 4652-4659页

作者：李朋吴华成周卫青张子健汪美顺李闯叶堃薛春瑜康玺周子龙国网冀北电力有限公司电力科学研究院华北电力科学研究院有限责任公司北京100045 国网冀北电力有限公司北京100054 国家电网公司北京100031 北京化工大学化学工程学院北京100029

研究了民用燃煤在不同燃烧阶段排放PM2.5的质量浓度分布特征.结果表明,散煤与正烧炉在旺火阶段排放颗粒物粒径主要集中在0.2μm以下(d50=0.15μm),加煤和封火阶段在0.2~0.5μm(d50=0.38μm),质量占比46.6%~68.97%.型煤与正烧炉在各阶段... 详细信息

研究了民用燃煤在不同燃烧阶段排放PM2.5的质量浓度分布特征.结果表明,散煤与正烧炉在旺火阶段排放颗粒物粒径主要集中在0.2μm以下(d50=0.15μm),加煤和封火阶段在0.2~0.5μm(d50=0.38μm),质量占比46.6%~68.97%.型煤与正烧炉在各阶段排放的颗粒物均以0.2μm以下颗粒物为主,质量占比44.64%~56.24%.扫描电镜(SEM)观察到燃煤排放PM2.5为大量超细颗粒物聚集形成的簇团状结构.用碳平衡法计算得到散煤加煤阶段的PM2.5排放因子为4.72g/kg,分别是旺火和封火阶段的12和11倍.将散煤更换为型煤,能够使得加煤阶段的PM2.5排放因子减少90.9%,从而显著降低PM2.5排放.

关键词：民用燃煤燃烧阶段 PM2.5质量粒径分布排放因子 SEM

民用燃煤源中多环芳烃排放因子实测及其影响因素研究

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环境科学 2013年第7期34卷 2533-2538页

作者：海婷婷陈颖军王艳田崇国林田中国科学院烟台海岸带研究所海岸带环境过程与生态修复重点实验室山东省海岸带环境过程重点实验室烟台264003 中国科学院大学北京100049 中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵阳550002

民用燃煤是我国目前关注较多的多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)排放源.根据我国民用燃煤所涉及的煤种、燃烧方式和炉灶类型,利用全流稀释采样系统对5种不同成熟度的煤种,分别以散块煤和蜂窝煤形式在3种炉灶类型中燃烧... 详细信息

民用燃煤是我国目前关注较多的多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs)排放源.根据我国民用燃煤所涉及的煤种、燃烧方式和炉灶类型,利用全流稀释采样系统对5种不同成熟度的煤种,分别以散块煤和蜂窝煤形式在3种炉灶类型中燃烧产生的烟气进行了采样和分析,初步获取了我国民用燃煤烟气中PAHs排放因子(EFPAHs)的实测数据.结果表明,烟煤的EFPAHs在块煤燃烧方式下的变化范围为1.1～3.9 ***-1,在蜂窝煤燃烧方式下的变化范围为2.5～21.1 ***-1,无烟煤的EFPAHs在块煤与蜂窝煤燃烧方式下分别为0.2 ***-1与0.6 ***-1.在民用燃煤的EFPAHs的各种影响因素中,煤的地质成熟度起主导作用,不同成熟度煤种的EFPAHs差异幅度高达1～2个数量级.其次是燃烧形态(块煤/蜂窝煤),主要表现为同一种地质成熟度的煤在蜂窝煤燃烧方式下排放的PAHs比块煤高2～6倍.炉灶类型的影响最小.

关键词：民用燃煤蜂窝煤块煤多环芳烃(PAHs) 排放因子影响因素

民用燃煤污染物排放因子的本地化与减排分析:以辽宁省为例

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环境科学研究 2023年第6期36卷 1107-1114页

作者：陈宗娇由焕高成康吴凡孟祥禹王铎白璐辽宁省生态环境监测中心辽宁沈阳110163 东北大学冶金学院国家环境保护生态工业重点实验室辽宁沈阳110819

为探究辽宁省民用燃煤的污染物排放情况,本文选用常见的散煤与型煤为研究对象在农户家中进行燃烧试验,定量评估了不同煤型和不同炉具的排放因子,并比较了不同取暖方式的经济成本.结果表明:①不同类型燃煤的污染物排放因子差异较大,与烟... 详细信息

为探究辽宁省民用燃煤的污染物排放情况,本文选用常见的散煤与型煤为研究对象在农户家中进行燃烧试验,定量评估了不同煤型和不同炉具的排放因子,并比较了不同取暖方式的经济成本.结果表明:①不同类型燃煤的污染物排放因子差异较大,与烟煤Ⅰ(劣质散煤)相比,洁净煤球的NOx、CO、VOCs和PM排放因子分别降低了39.8%、44.2%、42.1%和57.9%;与烟煤Ⅱ(优质散煤)相比,洁净煤球的CO、VOCs排放因子分别降低了14.9%和27.8%.②炉具类型对民用燃煤污染物排放因子的影响较大,与站炉相比,烟煤Ⅰ在环保炉中燃烧产生的SO_(2)、PM和CO排放因子分别降低了72.8%、35.1%和39.5%.③2020年辽宁44省民用燃煤的SO_(2)、NOx、CO、VOCs和PM排放量分别为0.473×10^(4)、1.207×10^(4)、86.295×10^(4)、0.642×10^(4)和1.474×10^(4)t,其中散煤的污染物排放量大于型煤.④取暖方式的费用是居民考虑的重要因素,在政府补贴下型煤+环保炉具取暖方式费用为每年1073.99元,较散煤+环保炉具取暖方式减少了35%.⑤用经济成本较低的型煤+环保炉具取暖方式替代辽宁省现有的散煤取暖方式,VOCs、PM和CO约分别减排79.9%、85.3%和42.6%.研究显示,在保证型煤品质的前提下,型煤+环保炉具取暖方式在排放量和经济成本上均优于散煤+传统炉具,政府可以在经济水平较差的农村地区推广使用.

关键词：辽宁省民用燃煤排放因子本地化炉具类型经济成本

中国民用燃煤排放细颗粒物中水溶性离子清单及减排启示

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中国环境科学 2017年第10期37卷 3708-3721页

作者：严沁孔少飞刘海彪王伟吴剑郑明明郑淑睿杨国威吴方琪南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室江苏南京210044 中国地质大学(武汉) 环境学院大气科学系湖北武汉430074

基于稀释通道采样系统和室内模拟燃烧实验,实测采集两种民用燃煤(蜂窝煤和块煤)燃烧排放的细颗粒物(PM_(2.5)),利用离子色谱分析样品中的Na^+、NH_4^+、Mg^(2+)、K^+、Ca^(2+)、F^-、Cl^-、NO_3^-和SO_4^(2-)等9种水溶性离子,计算得到... 详细信息

基于稀释通道采样系统和室内模拟燃烧实验,实测采集两种民用燃煤(蜂窝煤和块煤)燃烧排放的细颗粒物(PM_(2.5)),利用离子色谱分析样品中的Na^+、NH_4^+、Mg^(2+)、K^+、Ca^(2+)、F^-、Cl^-、NO_3^-和SO_4^(2-)等9种水溶性离子,计算得到相关排放因子,并结合能源统计年鉴,基于"自上而下"方法获得2013年全国(除港、澳、台地区)民用燃煤排放PM_(2.5)中水溶性离子的排放总量,以人口密度数据作为空间分布权重因子,建立全国1km×1km的网格化清单.结果表明,除Ca^(2+)和Mg^(2+)以外,蜂窝煤燃烧排放水溶性离子排放因子普遍高于块煤燃烧排放,因而需对块煤加工成蜂窝煤的多种有害组分的减排效果进行系统评估.9种水溶性离子中SO_4^(2-)离子排放因子远高于其他水溶性离子的排放因子;对于蜂窝煤和块煤,分别为494mg/kg和105mg/kg.从阴阳离子当量浓度之比(2.0~2.5)来看,民用燃煤排放一次颗粒物呈酸性.民用燃煤水溶性离子人均排放量最多的省份是山东、河北和北京,分别为520.2,401.1,362.7g/人;单位面积排放强度最高的是山东、北京和上海,分别为323.9,287.3,197.9kg/km^2.从民用燃煤离子单位面积排放强度和人均排放量来看,北京和山东均需要对该类源减排引起足够重视.高分辨率空间分布显示民用燃煤排放水溶性离子分布有以下几个特点:(1)东部高于西部;(2)平原、盆地多;山地、高原少;(3)受到自然地理环境因素和经济发展水平制约,主要集中分布于平原、盆地及河谷地区人口密布,从应对冬季大气重污染过程的角度,需加大对民用燃煤排放水溶性离子及其气态前体物的管控力度.

关键词：民用燃煤细颗粒物水溶性离子排放清单空间分布减排

燃煤电厂和民用燃煤排放细颗粒物的微观特征及差异

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煤炭学报 2022年第12期47卷 4388-4394页

作者：张银晓刘磊严沁孔少飞李卫军浙江大学地球科学学院浙江杭州310027 中国地质大学环境学院湖北武汉430074

燃煤电厂和民用燃煤是我国空气污染的主要贡献源,而获取其排放颗粒物的形貌、组分、混合状态等微观信息对于大气颗粒物的溯源工作具有重要意义。利用透射电子显微镜和X射线能谱仪获取了山东和江苏某燃煤电厂和山东农村民用燃煤所排放细... 详细信息

燃煤电厂和民用燃煤是我国空气污染的主要贡献源,而获取其排放颗粒物的形貌、组分、混合状态等微观信息对于大气颗粒物的溯源工作具有重要意义。利用透射电子显微镜和X射线能谱仪获取了山东和江苏某燃煤电厂和山东农村民用燃煤所排放细颗粒物的形貌、组分、混合状态和粒径分布等单颗粒特征并进行了对比。研究结果显示,在燃煤电厂所排放的细颗粒物中,矿物颗粒和富硫颗粒等非碳质颗粒物占主导,占所分析颗粒物总数的93.6%。这些矿物颗粒主要是由硅、氧和金属元素组成,而富硫颗粒主要由硫元素组成。在民用燃煤所排放的细颗粒物中,有机颗粒和黑碳颗粒等碳质颗粒物占主导。研究发现,民用燃煤在明烧和闷烧过程中所排放细颗粒物的形貌和组分也具有较大差异。民用燃煤在明烧过程会排放大量的黑碳颗粒,其占所分析颗粒物总数的96.9%;这些黑碳颗粒主要由碳元素组成,并呈长链状或团簇状。而民用燃煤在闷烧过程主要排放有机颗粒,其也由碳元素组成,但呈圆形或近圆形的半透明状。粒径分析结果显示,燃煤电厂所排放细颗粒物的粒径峰值在700 nm左右,高于民用燃煤的500 nm。燃烧工况的差异是导致燃煤电厂和民用燃煤所排放细颗粒物存在巨大差异的主要原因。

关键词：燃煤电厂民用燃煤单颗粒源排放碳质颗粒物

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中国秸杆焚烧及民用燃煤棕色碳排放的初步研究

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环境科学研究 2014年第5期27卷 455-461页

作者：蔡竟支国瑞陈颖军孟凡薛志钢李剑方引中国环境科学研究院环境基准和风险评估国家重点实验室北京100012 南昌航空大学环境与化学工程学院江西南昌330063 中国科学院烟台海岸带研究所山东烟台264003

近年来的研究表明,在BC(黑碳)和OC(有机碳)之间,还存在着一种有弱吸光能力的OC,因大多显棕黄色而被称为BrC(brown carbon,棕色碳).广泛存在的秸杆焚烧和冬季大量民用燃煤的使用,使国内BrC排放严重,但鲜见对其排放量的测算.采用七波段黑... 详细信息

近年来的研究表明,在BC(黑碳)和OC(有机碳)之间,还存在着一种有弱吸光能力的OC,因大多显棕黄色而被称为BrC(brown carbon,棕色碳).广泛存在的秸杆焚烧和冬季大量民用燃煤的使用,使国内BrC排放严重,但鲜见对其排放量的测算.采用七波段黑碳仪(aethalometer)方法,对夏季小麦秸杆焚烧过程及冬季民用炉燃煤过程产生的烟气进行现场监测,根据BrC与BC的光谱关联性差别,分化出RBrCBC(总光学衰减中BrC和BC的相对贡献).结果表明:麦秆焚烧和民用燃煤烟气的RBrCBC分别为1.754±0.278和0.183±0.142.借助RBrCBC值,结合现有的BC排放清单(2000年),初步推算出中国民用燃煤和秸杆田间焚烧BrC的排放总量(以BC当量计,下同)为(270.6±101.6)Gg,接近同期BC排放量的一半;其中秸杆焚烧的BrC排放量为(175.4±27.8)Gg,约占二者总量的65%;民用燃煤的BrC排放量为(95.2±73.7)Gg,约占35%.该研究结果可为更全面的BrC排放测算奠定基础,并为研究BrC的大气化学及辐射强迫提供依据.

关键词：农业秸杆民用燃煤 BrC(棕色碳) 排放量估算

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我国民用燃煤一次颗粒物的减排潜力研究

中国电机工程学报 2016年第16期36卷 4408-4414,4527页

作者：李庆段雷蒋靖坤王书肖郝吉明国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室(清华大学) 北京市海淀区100084

民用燃煤是我国当前所有燃煤行业中一次PM_(2.5)最大的排放源。研究比较了18种原煤和6种半焦型煤在一典型的传统采暖炉中燃烧时的PM_(2.5)排放因子,并对比了一组典型无烟煤、半焦型煤和烟煤在改进型反式采暖炉中燃烧时的PM_(2.5)排放因... 详细信息

民用燃煤是我国当前所有燃煤行业中一次PM_(2.5)最大的排放源。研究比较了18种原煤和6种半焦型煤在一典型的传统采暖炉中燃烧时的PM_(2.5)排放因子,并对比了一组典型无烟煤、半焦型煤和烟煤在改进型反式采暖炉中燃烧时的PM_(2.5)排放因子。半焦型煤的平均PM_(2.5)排放因子比所测试的原煤约低94%,同时改进型反式采暖炉对所测试的烟煤也约减排94%。这些结果表明用半焦型煤替代原煤和改进民用炉具均是实现我国民用燃煤PM_(2.5)减排的有效途径。

关键词： PM_(2.5) 民用燃煤排放因子半焦型煤新型炉具

京津冀民用燃煤减排对大气中BaP污染影响评估

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中国环境科学 2018年第9期38卷 3262-3272页

作者：韩美丽刘世杰刘敏陆敏闫文君何友江党鸿雁戴学之张众志杜晓惠孟凡华东师范大学地理科学学院上海200241 中国环境科学研究院大气环境研究所北京100012 甘肃省气象局甘肃兰州730000

运用空气质量模型CMAQ模拟评估民用燃煤减排政策对京津冀大气中BaP污染状况的改进效果,模拟包括作为基准情景的2014年和低消减和高消减2个减排情景.模拟结果表明:基准情景下,京津冀BaP年均浓度为2.54ng/m3,超过国家空气质量标准(1ng/m3)... 详细信息

运用空气质量模型CMAQ模拟评估民用燃煤减排政策对京津冀大气中BaP污染状况的改进效果,模拟包括作为基准情景的2014年和低消减和高消减2个减排情景.模拟结果表明:基准情景下,京津冀BaP年均浓度为2.54ng/m3,超过国家空气质量标准(1ng/m3),呈现1月>4月>10月>7月的季节变化特点,反映出冬季供暖燃煤的影响;京津冀南部BaP浓度高于北部,推测原因是南部BaP排放量较高.1月削减民用燃煤排放量对降低该地区BaP浓度和沉降量效果最显著,低削减和高削减下,北京、保定、廊坊BaP浓度分别比基准情景降低30%和40%以上;4、7、10月削减民用燃煤排放量对该地区BaP浓度和沉降量的变化影响不大.京津冀民用燃煤联防联控能更加有效地降低该地区BaP浓度.

关键词：京津冀地区民用燃煤苯并[a]芘(BaP) WRF/CMAQ模式空气质量模拟

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民用燃煤含碳颗粒物的排放因子测量

环境科学学报 2007年第9期27卷 1409-1416页

作者：刘源张元勋魏永杰窦晗顾达萨曾立民邵敏环境模拟与污染控制国家重点联合实验室北京大学环境科学与工程学院北京100871

通过烟尘罩稀释通道系统采样,实验室模拟民用燃煤的燃烧方式,获取了不同成熟度的散煤、蜂窝煤的PM2.5、EC和OC的排放因子.民用燃煤的排放与煤炭成熟度有很大相关,不同煤种排放因子差距很大.在6种实验煤炭中,烟煤散烧的排放因子较大,其... 详细信息

通过烟尘罩稀释通道系统采样,实验室模拟民用燃煤的燃烧方式,获取了不同成熟度的散煤、蜂窝煤的PM2.5、EC和OC的排放因子.民用燃煤的排放与煤炭成熟度有很大相关,不同煤种排放因子差距很大.在6种实验煤炭中,烟煤散烧的排放因子较大,其中S3煤种的排放因子最大,其PM2.5、EC和OC的实测值分别为11.06、3.51和5.39g·kg-1;无烟煤散烧排放因子较少,S1煤种的排放因子最小,其PM2.5、EC和OC分别为0.78、0.02和0.49g·kg-1;蜂窝煤的颗粒物以及OC排放因子与相似成熟度的散煤燃烧相当,但是EC排放相对散煤较低.EC、OC源清单工作需要对民用燃煤源进行更详细的分类,结合相应的排放因子,才能更加准确的估计这一重要排放源的贡献率.

关键词：民用燃煤含碳气溶胶排放因子碳黑有机碳