燃煤超细微粒的生成与控制机理研究

粒径小于1μm 超细颗粒物是目前除尘的难点，又是对人体和环境危害极大的气溶胶污染物。我国是产煤和耗煤大国，研究燃煤中亚微米颗粒物的产生根源与减排分离技术，对保护健康，减少阴霾天气，具有重大意义。.超细颗粒物在煤的不同燃烧和烟气流动过程有多种生成机理和动力学行为，本项目着重研究其在燃烧中期前体气体的生成，燃烧后期前体气体核化、蒸发、凝并成超细微米颗粒物的机理，以及排放后处理中的非常规高效洁净技术。研究方案结合机理分析与实验技术，致力于从燃煤亚微米微粒的产生源与后处理双重技术控制其排放，发展煤粉高效清洁燃烧技术和超细微粒分离技术。项目的研究意义在于深入揭示燃煤亚微米颗粒物的产生根源，揭示燃煤燃烧过程中的复杂参数对于超细微粒形成的影响；通过实验分析结合理论分析量亚微米颗粒物的沉积、凝并以及复杂多相湍流动力学特性，建立并发展亚微米颗粒物的非常规分离技术。

项目对燃煤及大气环境中超细微粒的生成、凝并及迁移运动机理进行了研究。主要内容包括：燃烧产生的超细微粒的布朗凝并与粒径谱迁移转化过程及特征；大气环境中超细微粒的数浓度及粒径谱特征及其在湍流传输机理；多谱细微颗粒物的电迁移机理。项目搭建了试验平台，利用国内领先的高精密仪器FMPS对试验箱和大气环境中的超细微粒的粒径谱分布及其演化过程进行了大量实验研究，同时利用CFD技术对超细微粒的湍流运动进行了数值仿真。本项目目前已在国内外高水平学术刊物或会议上撰写和发表相关论文6篇，其中一级学术期刊收录2篇，ESTP收录2篇，已投稿国外SCI期刊2篇，正申请发明专利2篇。培养研究生4名；参加国际学术会议6人次。依托本项目，项目团队已为进一步在大气污染传输及控制领域工作打下了良好的基础。