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基于TG-FTIR的印染污泥与烟煤掺烧特性研究

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华南理工大学学报（自然科学版） 2016年第4期44卷 1-9页

作者：廖艳芬曹亚文吴淑梅马晓茜华南理工大学电力学院广东广州510640

采用热重红外联用仪研究了印染污泥与烟煤的掺混燃烧过程.结果表明：污泥燃烧存在3个主要阶段,分别对应于150-350℃区间纤维类挥发分的析出和燃烧、350-500℃区间细菌蛋白质等高分子有机质的燃烧以及500℃后无机染料矿物质的煅烧;烟煤... 详细信息

采用热重红外联用仪研究了印染污泥与烟煤的掺混燃烧过程.结果表明：污泥燃烧存在3个主要阶段,分别对应于150-350℃区间纤维类挥发分的析出和燃烧、350-500℃区间细菌蛋白质等高分子有机质的燃烧以及500℃后无机染料矿物质的煅烧;烟煤中掺入印染污泥可提高着火特性,30%掺混时可降低着火点约20℃,同时综合燃烧特性指数下降;印染污泥燃烧初期活化能仅为70 k J/mol,燃烧后期活化能升至130-160 k J/mol;随烟煤中污泥添加量的增加,混合物初始阶段的活化能减小而后续燃烧阶段的活化能增大.综合分析发现,当污泥量低于20%时,对整体燃烧特性的影响较小.热重红外曲线表明：污泥与烟煤混合后,矿物质之间通过反应对污染物的行程产生影响;污泥灰分中的碱性氧化物以及起固硫催化作用的Fe2O3有利于将混合物中的硫固定在灰渣中;NOx主要来源于燃料型NOx的释放;由于污泥易于脱挥,析出小分子的可燃气体形成还原性气氛,有利于降低混合物燃烧前期NOx的生成.

关键词：印染污泥烟煤掺烧热重红外联用动力学污染性气体

云南省八种主要乔木燃烧释放烟气及颗粒物特性分析

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环境科学研究 2021年第10期34卷 2295-2305页

作者：郭雨萱魏帽田明月孙馨宇郑文霞马远帆郭福涛福建农林大学林学院福建福州350002 海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心福建福州350002

为探究乔木燃烧释放烟气及颗粒物特性,运用自主研发的可燃物燃烧烟气分析系统,对云南省主要乔木树种滇青冈(Cyclobalanopsis glaucoides)、光叶石栎(Lithocarpus mairei)、旱冬瓜(Alnus nepalensis)、华山松(Pinus armandii)、金合欢(Ac... 详细信息

为探究乔木燃烧释放烟气及颗粒物特性,运用自主研发的可燃物燃烧烟气分析系统,对云南省主要乔木树种滇青冈(Cyclobalanopsis glaucoides)、光叶石栎(Lithocarpus mairei)、旱冬瓜(Alnus nepalensis)、华山松(Pinus armandii)、金合欢(Acacia farnesiana)、麻栎(Quercus acutissima)、栓皮栎(Quercus variabilis)、云南油杉(Keteleeria evelyniana)的不同器官(枝、叶、皮)分别进行模拟燃烧,实测其在不同燃烧状态(阴燃明燃)下释放的CO、CO_(2)、C_(x)H_(y)、NO_(x)及PM_(2.5)的排放因子.结果表明:①乔木树种不同器官燃烧释放的烟气中颗粒物排放因子存在差异,其中,在不同燃烧状态下CO、PM_(2.5)、C_(x)H_(y)、NO_(x)的排放因子表现为叶>枝>皮,CO_(2)排放因子表现为叶>皮>枝.②8种乔木明燃下CO、CO_(2)、C_(x)H_(y)、NO_(x)、PM_(2.5)的排放因子平均值分别为(176.52±25.40)(1250.32±168.04)(32.82±8.68)(2.53±0.71)(15.59±5.36)g kg,阴燃下分别为(250.44±37.43)(1062.11±145.95)(44.82±9.97)(1.92±0.57)(22.56±7.28)g kg.CO、C_(x)H_(y)、PM_(2.5)的排放因子呈阴燃>明燃的排放特征,且大部分乔木树种的CO、C_(x)H_(y)、PM_(2.5)排放因子在不同燃烧状态下差异显著.③不同乔木树种燃烧烟气的颗粒物排放因子存在差异,其中CO、CO_(2)、C_(x)H_(y)、PM_(2.5)的排放因子均呈针叶树种>阔叶树种的特征,NO_(x)排放因子表现为阔叶树种>针叶树种的特征,但针、阔叶树种之间差异不显著.④不同燃烧状态下,叶燃烧产生的污染物浓度与其元素含量呈显著正相关,且阴燃状态下3种器官的CO排放因子均与自身碳元素含量呈显著正相关.研究显示,不同可燃物类型和燃烧状态对乔木燃烧释放烟气及颗粒物均有影响,不同器官之间燃烧排放特性存在一定差异,且乔木元素含量对其燃烧释放气体污染物的排放因子具有一定影响.

关键词：林火燃烧状态排放特性污染性气体 PM_(2.5)

云南八种主要乔木燃烧释放烟气及颗粒物特性分析

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环境科学研究 2021年

作者：郭雨萱魏帽田明月孙馨宇郑文霞马远帆郭福涛福建农林大学林学院海峡两岸红壤区水土保持协同创新中心

为探究乔木燃烧释放烟气及颗粒物特性，运用自主研发的可燃物燃烧烟气分析系统，对云南主要乔木树种滇青冈（Cyclobalanopsis glaucoides）、光叶石栎（Lithocarpus mairei）、旱冬瓜（Alnus nepalensis）、华山松（Pinus armandii）、... 详细信息

为探究乔木燃烧释放烟气及颗粒物特性，运用自主研发的可燃物燃烧烟气分析系统，对云南主要乔木树种滇青冈（Cyclobalanopsis glaucoides）、光叶石栎（Lithocarpus mairei）、旱冬瓜（Alnus nepalensis）、华山松（Pinus armandii）、金合欢（Acacia farnesiana）、麻栎（Quercus acutissima）、栓皮栎（Quercus variabilis）、云南油杉（Keteleeria evelyniana）的不同器官（枝、叶、皮）分别进行模拟燃烧，实测其在不同燃烧状态（阴/明燃）下释放的主要烟气(CO、CO;、C;H;、NO;)及PM;的排放因子. 结果表明：①乔木树种不同器官燃烧释放烟气颗粒物的排放因子存在差异，其中，在不同燃烧状态下CO、PM;、C;H;、NO;排放因子表现为叶>枝>皮，CO;排放因子表现为叶>皮>枝. ②8种乔木树种明燃下CO、CO;、C;H;、NO;、PM;排放因子平均值分别为（176.52±25.40）(1 250.32±168.04)（32.82±8.68）(2.53±0.71)（15.59±5.36）g/kg，阴燃下分别为（250.44±37.43）(1 062.11±145.95)（44.82±9.97）(1.92±0.57)（22.56±7.28）g/kg. CO、C;H;、PM;排放因子呈阴燃>明燃的排放特征，且大部分树种的CO、C;H;、PM;排放因子在不同燃烧状态之间差异显著. ③不同乔木树种燃烧烟气的颗粒物排放因子存在差异，其中CO、CO;、C;H;、PM;排放因子均表现为针叶树种>阔叶树种，NO;排放因子表现为阔叶树种>针叶树种，但针、阔叶树种之间差异不显著. ④不同燃烧状态下，叶燃烧产生的污染物浓度与其元素含量呈显著正相关，且阴燃状态下3种器官的CO排放因子均与自身碳元素含量呈显著正相关. 研究显示，不同可燃物类型和燃烧状态（阴/明燃）对乔木燃烧释放烟气及颗粒物均有影响，不同器官间燃烧排放特性存在一定差异，且乔木元素含量对其燃烧释放烟气的排放因子具有一定影响.

关键词：林火燃烧状态排放特性污染性气体 PM

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绿化对改善大气环境综合作用的概述与探讨

江苏农业科学 2009年第4期37卷 376-378页

作者：耿土锁南京大学地理学院江苏南京210093

本文阐述了绿化在防治各类大气环境问题中的综合作用,如吸收温室气体、吸收污染气体、防治沙尘、调节气候等,并对其综合作用进行详细探讨,提出加强绿化的重点在农村。

关键词：绿化二氧化碳污染性气体大气颗粒物调节气候

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微藻基生物质热解及燃烧特性实验研究

微藻基生物质热解及燃烧特性实验研究

作者：房佩文中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

当前世界能源现状日益严峻,对生物质能源的需求不断攀升。微藻是重要的生物质能源,通常被用来提取营养物质。其萃取藻渣一般被直接丢弃或用作农肥,但其中的重金属会污染环境,剩余的可利用成分也未被有效利用,热处置技术则可以有效实现... 详细信息

当前世界能源现状日益严峻,对生物质能源的需求不断攀升。微藻是重要的生物质能源,通常被用来提取营养物质。其萃取藻渣一般被直接丢弃或用作农肥,但其中的重金属会污染环境,剩余的可利用成分也未被有效利用,热处置技术则可以有效实现藻渣的资源化利用。其中热解法能显著提高微藻和藻渣的能源转化率,减小其环境危害。燃烧法则可以将微藻和藻渣直接转化为能量,但燃烧过程中释放的污染性气体需要进行关注。目前国内外学者针对微藻热处置已经开展了部分研究,但该工艺影响因素较多,微藻热解的产品特性、重金属迁移规律以及燃烧污染物排放特性方面的研究工作还有所欠缺,此外藻渣的热化学转化特性鲜少报道,有待进一步研究。本文通过热重及管式炉实验系统对微藻和藻渣的热解及燃烧动力学特性、热解产品特征和燃烧污染物排放特性进行了研究,研究结果将为微藻基生物质的资源化热处理提供重要的基础数据和理论支持。首先在热重分析仪及管式炉实验台上进行微藻和藻渣的热解实验研究。结果表明微藻和藻渣的热解过程可分为三个阶段:游离水分挥发,蛋白质、碳水化合物和脂质分解,矿物质和残留固定碳分解。温度升高有助于增强热解反应强度和热解焦碳结构的有序化,提高热解油气产率和热解气中的轻烃含量。但温度过高不利于轻质油分回收,也会破坏热解焦的空隙结构。另外,热解法可有效降低微藻和藻渣中重金属的潜在生态威胁。其次为了进一步提高藻渣热解油、气产率,基于藻渣热解实验结果,选取600℃作为热解温度对藻渣进行催化热解。结果表明:所选催化剂均可有效提高热解油回收率,各催化剂提高热解油产率的强度顺序为:MRC(藻渣600℃下热解焦)>AlO>Ca O>KCO>Mg O>KCl>KOH。加入催化剂还可有效提高热解气中CO和CH的含量,同时降低CO和重烃气体的含量。同时,各催化剂均可有效降低热解焦中重金属的潜在生态威胁。整体上看,5%的KCl催化效果最好,藻渣的热解油、气产率最高,为39.99%。最后在热重分析仪及管式炉实验台上对微藻和藻渣进行燃烧实验研究。结果表明微藻和藻渣的燃烧过程可分为三个阶段:游离水分挥发,蛋白质、碳水化合物、脂质和焦炭的分解,和矿物质分解。微藻和藻渣在燃烧过程中的挥发分析出阶段和焦炭燃烧阶段均有NO生成,但其主要来自于焦炭氮燃烧。微藻和藻渣中的SO排放浓度较低,且主要来自于挥发分析出燃烧阶段,少量来自于焦炭燃烧阶段。燃烧温度升高可以缩短燃料燃尽时间,但SO和NO的排放浓度也随之增大。

关键词：微藻藻渣热解燃烧重金属污染性气体

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深度脱水市政污泥的热干化特性研究

深度脱水市政污泥的热干化特性研究

作者：刘鹏华中科技大学

学位级别：硕士

市政污泥的产量逐年增加,污泥的减量化、稳定化、无害化以及资源化处置方式得到了广泛关注。脱水污泥含水率高是制约其处置的瓶颈问题,干化操作可以进一步降低其含水率。在传统脱水污泥的干化过程中,水分的释放速率较慢且容易产生多种... 详细信息

市政污泥的产量逐年增加,污泥的减量化、稳定化、无害化以及资源化处置方式得到了广泛关注。脱水污泥含水率高是制约其处置的瓶颈问题,干化操作可以进一步降低其含水率。在传统脱水污泥的干化过程中,水分的释放速率较慢且容易产生多种污染性气体。本文对比传统的聚丙烯酰胺(PAM)调理脱水、干化路线,采用Fe Cl3+助凝剂、芬顿试剂(Fenton’s reagent)+助凝剂对污泥进行调理,以获得深度脱水效果,随后进行干化,探究深度脱水调理剂对污泥干化过程水分释放以及污染性气体释放的影响,同时关注不同干化气氛以及温度对这一过程的影响。实验结果表明复合调理剂可以破坏污泥结构,释放内部水,同时增大污泥孔隙结构,使得干化过程中具有相比PAM调理污泥更高的水分释放速率,得到更短的干化时间。污泥干化过程所释放的含硫污染性气体主要有H2S、SO2、COS以及CS2,其中H2S、SO2占总硫释放量的82.4%;含氮污染性气体主要有NH3和HCN。Fe3+以及Fenton试剂将污泥中H2S等还原性分子以及不稳定有机物氧化固定,Fe2+、Ca O与污泥中游离H2S、SO2等分子发生化合反应生成盐,从而实现对主要含硫污染性气体的抑制。同时,Ca O调理形成的碱性环境加强了污泥中游离NH3分子的释放,促进NH4+向NH3转化,导致更高强度的NH3释放。干化固相的XPS结果表明,相比于PAM调理污泥,干化后调理污泥的无机硫酸盐含量升高,易释放的有机硫含量、无机氨氮(N-H)含量下降,说明调理剂可以有效固硫,同时促进NH3的提前释放。调理污泥促进NH3释放而使得其干化冷凝液溶解了更多的NH3,导致较高的p H值。调理剂对污泥中易挥发有机物的破坏,使得调理污泥冷凝液COD低于PAM调理污泥。CO2因为与Ca O发生反应而减弱调理剂对H2S、SO2的固定作用,同时在水蒸气存在条件与NH3反应而抑制其释放;O2因为对H2S氧化而抑制其释放,对SO2的影响不明显。O2存在可能会加强污泥有机质分解而产生更多的NH3。CO2与冷凝液中溶解NH3反应,降低冷凝液的p H,也减少含硫气体的溶解,降低SO42-浓度。干化温度从400℃提高到800℃,干化时间减少为20%左右。高温条件可能由于调理剂与主要含硫气体反应的生成物受热分解而导致其固硫效果降低。调理污泥在高温条件下的NH3释放量高于PAM调理污泥,主要来自有机氮的热分解。提高干化温度,冷凝液中有机物逐渐由脂肪族化合物转变为焦油,说明低温过程主要是易挥发性有机物释放,高温则发生有机物热分解产焦油过程。测定固相C、H、N元素含量,结果表明调理污泥热稳定性比PAM调理污泥高。

关键词：市政污泥深度脱水污染性气体氧化钙干化

油田油泥热解焦燃烧特性及污染物排放特性实验研究

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油田油泥热解焦燃烧特性及污染物排放特性实验研究

作者：王振通中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

热解-燃烧一体化处理工艺能够实现油泥的减量化、资源化综合利用。该工艺充分结合热解法和燃烧法的优点,通过热解可以高效回收热解油和热解气,剩余的热解焦可作为固体燃料燃烧发电。目前,国内外学者对油泥的热解和燃烧方面做了大量的研... 详细信息

热解-燃烧一体化处理工艺能够实现油泥的减量化、资源化综合利用。该工艺充分结合热解法和燃烧法的优点,通过热解可以高效回收热解油和热解气,剩余的热解焦可作为固体燃料燃烧发电。目前,国内外学者对油泥的热解和燃烧方面做了大量的研究,但有关热解焦的燃烧以及污染物排放特性的研究还有所欠缺,该研究对油泥的大规模综合利用具有重要的现实意义。研究成果将为油田油泥热解-燃烧一体化工艺的深度开发提供重要的基础数据和理论支持。为了获得热解焦的基础燃烧特性和污染物析出规律,首先在热重-质谱联用仪上对热解焦进行了热重分析。结果表明:热解焦燃烧过程主要分为结晶水挥发、挥发分析出并燃烧、固定碳燃烧和矿物质分解阶段。较低制焦温度下的热解焦呈现出更好的燃烧特性,且添加微藻渣能够改善热解焦颗粒形态,增强热量传递效率,提高了热解焦燃烧特性。由于微藻渣中低结合能且弱稳定性的含氮化合物较多,掺混微藻渣燃烧能够促进NH和HCN的析出。当微藻渣掺混比为25%时,NO和NO析出强度明显降低。燃烧温度(T)、微藻渣掺混比(φ)和过量空气系数(α)等关键参数对固体燃料燃烧特性具有重要影响。在连续进料管式炉反应系统中研究了这些参数对热解焦燃烧和污染物排放特性的影响规律,并对燃烧过程中N、S元素迁移转化特性进行系统研究。结果表明:NO排放量在800～900℃之间逐渐增加,之后随着燃烧温度的升高逐渐降低。添加微藻渣能够降低污染气体的排放,当掺混比为25%时,NO排放量达到最低值。热解焦中氮元素和硫元素存在形式分别为N-5、N-Q和S、S、S,而微藻渣中为N-5,硫元素形态未被检出。随着燃烧温度升高,热解焦中N-6完全转化为N-X和含氮气体,燃烧温度从900℃增至1000℃时,S含量增加而S含量降低,升至1100℃时,高温能够促进SO转变为SO,部分SO会与热解焦中的无机矿物质反应使得S和S增多。最后利用ICP分析耦合FactSage模拟研究了热解焦燃烧过程中As、Cr、Pb、Zn的热变迁行为。结果表明:随着掺混比的增大,As、Cr、Pb和Zn的释放率先增大后减小,其中Pb和Zn的总体释放率最大且变化较小,当掺混比超过25%时,Cl的结合作用要逐渐弱于矿物质对重金属的捕集作用,使得重金属的释放率减小。随着燃烧温度的增大,Cr、Pb、Zn元素的释放率逐渐增大后趋于稳定,燃烧温度的升高促使这些重金属元素转化为易挥发态,并且为重金属的气化提供了能量。

关键词：油泥热解焦燃烧特性 FactSage模拟微藻渣污染性气体重金属

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敦煌莫高窟室内外空气质量的初步研究

中国科学院研究生院学报 2007年第5期24卷 612-618页

作者：张二科曹军骥王旭东张国彬张正模杜娜沈振兴中国科学院地球环境研究所黄土与第四纪地质国家重点实验室敦煌研究院保护所敦煌736200 西安交通大学环境科学与工程系西安710049

选择2006年4月30日至5月10日,结合"五一"长假前后参观游客数量的变化,对莫高窟室内外总悬浮颗粒物(TSP)和污染气体进行了为期2周的加强连续观测,获得了莫高窟室内外大气环境污染的初步数据.在观测期内,室外、非开放洞窟[320窟]和开放洞... 详细信息

选择2006年4月30日至5月10日,结合"五一"长假前后参观游客数量的变化,对莫高窟室内外总悬浮颗粒物(TSP)和污染气体进行了为期2周的加强连续观测,获得了莫高窟室内外大气环境污染的初步数据.在观测期内,室外、非开放洞窟[320窟]和开放洞窟[257窟]大气TSP的日平均质量浓度分别为1138.4μg.m-3、228.5μg.m-3和286.4μg.m-3.TSP中水溶性离子分析表明,Ca2+、SO42-、Na+和Cl-是水溶性无机离子的主要组分,且室外水溶性离子浓度高于窟内水平,长假前后水溶性组分浓度有明显变化.碳气溶胶分析显示,开放洞窟相对于室外和非开放洞窟具有较高的碳气溶胶的浓度水平.获得了研究区NH3和气态HNO3的浓度水平.游客数量对TSP质量浓度,水溶性离子浓度,碳气溶胶浓度和污染气体均有显著影响,旅游高峰期污染物质浓度显著增高.

关键词：莫高窟总悬浮颗粒物水溶性离子碳气溶胶污染性气体

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敦煌莫高窟室内外空气质量的初步研究

敦煌莫高窟室内外空气质量的初步研究