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1绪论1

1.1可吸入颗粒物的特征及其危害2

1.1.1可吸入颗粒物的基本特征2

1.1.2可吸入颗粒物对人体及环境的危害5

1.2可吸入颗粒物排放控制的相关法规10

1.2.1国内对可吸入颗粒物排放控制的相关法规10

1.2.2国外对可吸入颗粒物排放控制的相关法规11

参考文献13

2燃煤颗粒物的形成与排放研究进展16

2.1研究背景16

2.2研究现状及存在的问题17

2.2.1煤中矿物质的空间分布及其转化机理18

2.2.2亚微米颗粒（PM1）的形成21

2.2.3残灰颗粒的形成30

2.2.4电厂颗粒物的形成与排放36

2.3本书关注的科学问题37

参考文献38

3煤焦特性对颗粒物形成的影响49

3.1实验研究49

3.1.1实验与分析49

3.1.2结果与讨论51

3.2模拟研究58

3.2.1煤焦破碎模型的建立60

3.2.2煤焦初始孔隙分布63

3.2.3煤焦破碎与燃烧反应性66

3.2.4颗粒物形成模型的建立70

3.2.5无孔煤焦燃烧时颗粒物的形成72

3.2.6多孔煤焦的破碎与颗粒物数目的关系74

3.2.7多孔煤焦的破碎与颗粒物粒径的关系75

3.2.8颗粒物粒径随转化率的变化76

3.3主要结论79

参考文献80

4煤粉特性对可吸入颗粒物形成的影响84

4.1引言84

4.2煤粉粒径对可吸入颗粒物形成的影响84

4.2.1实验方法84

4.2.2煤粉粒径对超微米颗粒物排放量的影响87

4.2.3煤粉粒径对亚微米颗粒物排放量的影响88

4.3灰中元素含量对可吸入颗粒物元素构成的影响89

4.3.1灰分含量对超微米颗粒物排放量的影响89

4.3.2灰成分与颗粒物元素构成90

4.4煤粉密度对可吸入颗粒物形成的影响及其机理分析92

4.4.1浮沉实验方法92

4.4.2煤粉密度对颗粒物排放量的影响94

4.5元素钠赋存形态对亚微米颗粒物形成的影响及其机理分析102

4.5.1实验方法102

4.5.2热解过程中Na元素赋存形态对其气化行为的影响106

4.5.3燃烧过程中Na元素在亚微米颗粒物中的分布111

4.6特定外在矿物质破碎对可吸入颗粒物形成的影响112

4.6.1煤中主要矿物赋存形式112

4.6.2特定外在矿物质的化学转化114

4.6.3特定外在矿物质的破碎实验114

4.7主要结论119

参考文献120

5燃烧工况对可吸入颗粒物形成的影响122

5.1引言122

5.2炉膛温度对可吸入颗粒物形成的影响122

5.2.1炉膛温度对超微米颗粒物排放量的影响122

5.2.2炉膛温度对亚微米颗粒物排放量的影响123

5.3燃烧实验系统燃煤颗粒物元素构成124

5.3.1颗粒物元素分布124

5.3.2亚微米颗粒物和超微米颗粒物元素构成的对比分析126

5.3.3炉膛温度对元素气化程度的影响127

5.3.4元素气化形态的化学热力学研究128

5.4氧气含量对可吸入颗粒物形成的影响136

5.4.1氧气含量对超微米颗粒物排放量的影响136

5.4.2氧气含量对亚微米颗粒物排放量的影响138

5.4.3氧气含量对颗粒物元素构成的影响139

5.5主要结论141

参考文献142

6燃煤可吸入颗粒物模态的有效识别143

6.1引言143

6.2实验方案及样品分析144

6.2.1实验系统144

6.2.2煤种选择及基本特性145

6.2.3实验工况及过程146

6.2.4样品分析146

6.3颗粒物的质量粒径分布147

6.4颗粒物三模态的有效识别及其形成机理分析148

6.4.1理论基础148

6.4.2基于Al元素粒径分布的颗粒物模态识别149

6.4.3燃煤颗粒物中间模态的普遍性151

6.4.4超细模态的形成机理153

6.4.5粗模态的形成机理154

6.4.6中间模态的可能形成机理155

6.4.7颗粒物模态识别理论的合理性验证159

6.5主要结论及其重要意义161

参考文献162

7中间模态颗粒物的形成机理165

7.1引言165

7.2实验过程及样品表征165

7.2.1物理筛分166

7.2.2密度分级166

7.2.3实验系统及实验工况166

7.2.4样品表征167

7.3颗粒物模态的分布特征167

7.4煤粒破碎在中间模态形成中的重要作用170

7.5煤中细小颗粒的燃烧转化对中间模态的贡献177

7.6煤中外在矿物颗粒的燃烧转化对中间模态的贡献181

7.7主要结论185

参考文献185

8燃煤亚微米颗粒物形成的数值模拟191

8.1燃煤过程中矿物质气化的模拟研究191

8.1.1燃煤过程中矿物质气化数值模拟的研究现状191

8.1.2煤中矿物质气化模型192

8.1.3煤中矿物质气化影响因素的模拟研究198

8.1.4单角炉内煤灰气化的模拟203

8.2燃煤过程中亚微米颗粒形成的模拟研究211

8.2.1热力学平衡计算分析212

8.2.2燃煤过程中亚微米颗粒动力学特性213

8.2.3亚微米颗粒形成、生长的数学模型220

8.2.4四角切圆锅炉燃煤过程中亚微米颗粒形成的计算222

参考文献229

9燃煤颗粒物形成的CCSEM研究232

9.1引言232

9.2样品制备及CCSEM分析233

9.2.1样品的制备233

9.2.2 CCSEM样品准备233

9.2.3 CCSEM分析过程233

9.2.4 CCSEM数据处理234

9.3煤中矿物含量与空间分布的非均一性236

9.4煤中矿物粒径分布的非均一性239

9.5矿物的物理转化与颗粒物的形成240

9.6矿物的化学转化与颗粒物的形成243

9.7主要元素的燃烧转化与颗粒物的形成249

9.8主要结论256

参考文献257

10燃煤电站锅炉可吸入颗粒物的排放特性260

10.1燃煤电站锅炉颗粒物的取样方法260

10.1.1 EPA的标准取样方法260

10.1.2新型取样方法261

10.2燃煤电站锅炉颗粒物的排放特性262

10.2.1燃煤电站锅炉颗粒物的质量粒径分布262

10.2.2燃煤电站锅炉除尘器入、出口的颗粒组成特性270

10.2.3除尘器对不同粒径煤灰颗粒的脱除效率273

10.2.4燃煤电站锅炉运行工况对颗粒物排放的影响274

10.3燃煤电站锅炉颗粒物的物理化学特征278

10.3.1物理特征278

10.3.2化学特征279

10.4排放因子的研究286

10.4.1国内外有关排放因子的研究286

10.4.2排放因子的计算287

10.4.3颗粒物排放因子的影响因素289

10.4.4对我国火电厂颗粒物新排放限值的建议290

10.5主要结论291

参考文献291

11生物质与煤混烧过程中可吸入颗粒物的形成及排放294

11.1生物质燃烧过程中PM的形成与排放294

11.1.1生物质组成特性294

11.1.2生物质热解及燃烧特性分析298

11.1.3生物质燃烧PM排放特性分析304

11.2煤与生物质混烧过程中PM的形成与排放308

11.2.1燃料特性308

11.2.2实验装置及条件309

11.2.3煤与生物质混烧生成的PM10质量粒径分布309

11.2.4燃烧气氛对煤与生物质混烧后PM10排放的影响310

11.2.5煤与生物质混烧后PM10中典型元素分布311

参考文献314