民用燃煤排放颗粒物中水溶性离子粒径分布及清单构建

发布时间：2020-11-14 07:05

　　 基于稀释通道采样系统和室内模拟燃烧试验,应用FA-3型9级撞击采样器采集了三种蜂窝煤(明烧和闷烧)和四种块煤燃烧排放的不同粒径段的颗粒物,并分析其中Na+、NH4+、Mg2+ K+、Ca2+、Cl、NO3-和SO42-等8种水溶性离子,结合烟气流速和燃煤消耗量,得到不同粒径段中各水溶性离子的分布特征与排放因子。根据全国煤炭资源区域将全国各省划分为4部分,对排放因子进行分配,并结合基于实测的一次水溶性离子排放因子以及民用燃煤活动水平,计算全国各省区城乡蜂窝煤和块煤燃烧排放细粒子(PM2.1)及其载带8种水溶性离子排放量。结合人口密度分布以及城市土地利用类型作为空间分布的权重因子,建立PM2.1及其载带水溶性离子1 km ×1 km的网格化清单,并利用GEOS-CHEM模拟2015年冬季全国民用燃煤排放水溶性离子的质量浓度。研究结果表明:(1)蜂窝煤与块煤明烧排放因子受到制作工艺的影响,来自同地区的蜂窝煤与烟煤燃烧相比,蜂窝煤燃烧颗粒物远低于烟煤,而来自同地区无烟煤与蜂窝煤燃烧相比,蜂窝煤颗粒物排放因子远高于无烟煤;蜂窝煤在燃烧时水溶性离子的排放因子高于块煤。(2)PM2.1、Ca2+、Mg2+、K+、NH4+、Na+、SO42-、NO3-和 Cl-的全国排放总量分别为 801.8×103、96.8、50.1、1180.8、1915.3、101.8、7430.3、552.4 和 4956.1 t。SO42-是民用煤燃烧排放细颗粒物中最主要的水溶性离子,占8种水溶性离子排放总量的45.6%,其次为Cl-和NH4+,分别占8种水溶性离子排放总量的30.4%和11.8%。(3)块煤燃烧和蜂窝煤明烧排放的颗粒物以细粒子(PM2.1)为主,PM2.1占PM10的50.8～58.5%;蜂窝煤闷烧排放的颗粒物则以粗颗粒为主,PM2.1仅占PM10的14.1～26.9%。蜂窝煤和块煤明烧排放的SO42-,31.4%～74.4%分布在0.65～2.1 μm粒径段,5.1%～62.5%分布在≤0.43 μm以下;蜂窝煤闷烧条件下约有4.4%～59.8%的SO42-和59.2%～79.9%的NH4+几乎全部集中在0.43μm以下。(4)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:东部高于西部;平原、盆地多;山地、高原少;排放集中分布于我国主要河流流域内,与人群择水而居的历史分布演化有关,因此在制定相关民用燃煤减排政策是需考虑人口分布与地理因素。(5)更新清单后民用燃煤排放PM2.5在华北地区冬季模拟浓度约为10～41μg/m3,34个省会城市PM2.5模拟浓度平均提高13.5%,天津、石家庄和北京更新清单后浓度分别比MEIC清单模拟结果高出34.1%、30.3%和30.9%。
【学位单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X513
【部分图文】：

因子通过系统实时监控，将样品以可控的方式从高温高浓度转换成正常水平，而且稀释??因子的测量可以被准确计算出来并得出真实的粒子浓度。??如图２．１所示，ＦＰＳ－４０００稀释通道结构分为一级稀释和二级稀释，加热后的干结大??气通过一级稀释装置中带孔的导管喷出，与样品充分混合。带孔导管的作用是为了使得??稀释空气能较好的包裹高温烟气，防止高浓度烟气在一级稀释过程中将气口堵住。二级??稀释装置位于采样出口处，出口收窄使得耳机稀释装置能在出口处形成负压，使得烟气??样品从一级稀释装置中吸出。ＦＰＳ－４０００稀释倍数由一级稀释和二级稀释装置两个稀释装??置共同控制。??６??

?ｌｇＤｐ，ｌｇ（ｎｍ）?ｌｇＥ＾），?Ｉｇ（ｎｍ）??图３．２蜂窝煤和块煤燃煤累计质量分数??３．２．２蜂窝煤块煤水溶性离子粒径分布??图３．３表示淮北、贵州和内蒙古地区蜂窝煤与块煤中Ｓ〇４２＿、Ｎ０３＿、ＮＨ４＋和Ｋ＋四种??水溶性离子粒径分布

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【参考文献】

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本文编号：2883222