炼焦装煤烟气稀释采样过程中稀释比对PM2.5测量的影响

作者:曹芮宁; 李振*; 闫雨龙; 彭林; 韩东航; 牛月圆; 段小琳; 徐寅杰
来源:环境工程, 2023, 41(08): 127-136.
DOI:10.13205/j.hjgc.202308016

摘要

为探究炼焦装煤排放颗粒物稀释采样过程中,不同稀释比对测量PM2.5粒径分布和碳质组分的影响,以管式炉热解煤炭来模拟炼焦装煤过程,通过建立稀释采样系统,设置低、中、高3个稀释比梯度,研究了PM2.5的粒径分布、质量浓度、有机碳(OC)/元素碳(EC)和多环芳烃(PAHs)浓度的变化规律。结果显示:随着稀释比的增大,PM2.5粒数浓度整体呈升高趋势,除尘后高稀释比下PM2.5粒数浓度相对中、低稀释比分别增大了约3.7,1.3倍,除尘前高稀释比下PM2.5粒数浓度相对中、低稀释比增大了约1.1倍;PM2.5质量浓度及OC/EC整体随稀释比的增大呈减小趋势,较低稀释比升高到中等稀释比后,修正PM2.5及OC/EC变化不显著,但高稀释比下,修正PM2.5及OC/EC相比低稀释比时分别减小了约64.8%、45.1%;在不同稀释比下颗粒态PAHs的环数分布相对稳定,除尘后颗粒物中四环和五环芳烃的归一化占比较高,均在29.1%以上。稀释比升高增强了有机物的气粒转化,其在小粒径段上均相凝结增强,生成了更多超细颗粒物,PM2.5总粒数浓度增加;继续升高稀释比,降低了体系中气态有机物浓度,其在大粒径段上的非均相凝结减弱,修正PM2.5质量浓度降低。中等稀释比(41~52倍)下,气态有机物气粒转化相比低稀释比下更加充分,相比高稀释比,避免了烟气体系气粒相平衡破坏或有机物的过度凝结,因此建议采用中等稀释比采集分析炼焦装煤排放的PM2.5。

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