煙氣系統(tǒng)中細顆粒物的轉(zhuǎn)化機制與脫除增強的機理與方法

承擔單位：清華大學(xué)東南大學(xué)報告人：段雷2017年9月24日課題五：煙氣系統(tǒng)中細顆粒物的轉(zhuǎn)化機制與脫除增強的機理與方法（2013CB228505）

課題驗收報告973項目“化石燃料燃燒排放PM2.5源頭控制技術(shù)的基礎(chǔ)研究”匯報提綱計劃任務(wù)完成情況研究水平與創(chuàng)新性實施效果（研究成果預(yù)期解決國家重大需求的實質(zhì)性貢獻和作用）人才培養(yǎng)、合作交流、數(shù)據(jù)共享等方面的情況經(jīng)費使用情況2課題五與項目總體目標的關(guān)系3項目總體目標減少細顆粒物的生成增強細顆粒物的脫除課題1：礦物質(zhì)細顆粒物燃燒形成與控制研究課題2：碳質(zhì)細顆粒物形成與燃燒過程中控制的研究課題3：源排放細顆粒物與氣態(tài)污染物在大氣中化學(xué)轉(zhuǎn)化機制課題4：細顆粒物聚并長大機理與方法課題6：基于過濾增強的細顆粒物協(xié)同消除機理和方法課題5：煙氣系統(tǒng)中細顆粒物的轉(zhuǎn)化機制與脫除增強的機理和方法課題研究內(nèi)容燃燒源PM2.5現(xiàn)場采樣測試方法與質(zhì)量控制原理;煙氣系統(tǒng)中PM2.5的轉(zhuǎn)化機制與影響因素;新型燃燒與控制技術(shù)的PM2.5排放特征;傳統(tǒng)污染控制設(shè)備提高PM2.5脫除的機理和方法。4年度計劃和完成情況520132014201520162017研究煙氣系統(tǒng)中PM2.5直接采樣方法和稀釋采樣方法√搭建PM2.5采樣方法的實驗室評測系統(tǒng)并進行調(diào)試√模擬煙氣試驗平臺的搭建與調(diào)試√研究SCR脫硝工藝對硫酸鹽細顆粒形成的影響√燃煤電廠使用傳統(tǒng)和新型技術(shù)PM2.5排放特征測試與數(shù)據(jù)分析√實際燃煤煙氣多功能試驗平臺的搭建√現(xiàn)有設(shè)備脫除PM2.5的性能及WFGD過程中PM2.5物性變化√使用不同技術(shù)的移動源PM2.5排放測試√通過傳統(tǒng)污染物控制工藝的過程優(yōu)化增強PM2.5脫除的研究√典型冶金企業(yè)PM2.5排放特征測試與數(shù)據(jù)分析√典型水泥企業(yè)PM2.5排放特征測試與數(shù)據(jù)分析√其它典型源PM2.5排放特征測試與數(shù)據(jù)分析√外場作用下PM2.5在傳統(tǒng)污染物控制設(shè)備中的行為規(guī)律√總結(jié)細顆粒物在煙氣系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)化規(guī)律√匯總新型燃燒和控制技術(shù)的燃燒源PM2.5排放特征√匯總外場協(xié)同作用下的傳統(tǒng)設(shè)備高效脫除PM2.5的規(guī)律√主要考核指標和完成情況在研究領(lǐng)域內(nèi)發(fā)表SCI和EI檢索論文30篇以上（完成，SCI和EI論文70余篇）

形成發(fā)明專利3-5項（完成，授權(quán)發(fā)明專利17項，14項審核中）

建立1-2項細顆粒物測試標準方法（完成，2項PM2.5測試技術(shù)指南）

形成2-3項具有自主知識產(chǎn)權(quán)的利用傳統(tǒng)污染物控制設(shè)備提高PM2.5脫除的新方法，達到可以向生產(chǎn)轉(zhuǎn)化的技術(shù)水平（完成）

人才培養(yǎng)、基地建設(shè)和學(xué)術(shù)交流（完成）

6匯報提綱計劃任務(wù)完成情況研究水平與創(chuàng)新性實施效果（研究成果預(yù)期解決國家重大需求的實質(zhì)性貢獻和作用）人才培養(yǎng)、合作交流、數(shù)據(jù)共享等方面的情況經(jīng)費使用情況7主要研究成果8污染源細顆粒物排放測試技術(shù)煙氣系統(tǒng)中PM2.5轉(zhuǎn)化過程與機制傳統(tǒng)污控設(shè)備增強PM2.5脫除的機理和方法民用固體燃料燃燒顆粒物形成、排放和控制成果1：研發(fā)了多種污染源顆粒物測試技術(shù)9適合我國污染源PM2.5排放測量的方法是識別和管理污染源的重要支撐技術(shù)大氣污染源量大面廣，排氣條件復(fù)雜多變，給PM2.5排放測試帶來很大挑戰(zhàn)固定燃燒源工藝過程源道路機動車非道路移動源溶劑使用源農(nóng)業(yè)源生物質(zhì)燃燒源揚塵源數(shù)億臺數(shù)十萬家數(shù)億輛數(shù)億輛數(shù)百萬噸數(shù)十億只百萬km2數(shù)十億m2我國暫無污染源PM2.5監(jiān)測標準方法！PM2.5/PM10虛擬撞擊采樣器虛擬撞擊器無反彈基于虛擬撞擊原理10研制了雙級虛擬撞擊PM2.5/PM10采樣器蔣靖坤等,《環(huán)境科學(xué)》,2014(10):3639-3643反彈反彈粒徑大于2.5μm的顆粒物也被收集歐盟傳統(tǒng)撞擊器克服了顆粒物反彈和再懸浮問題適用于寬濃度范圍的煙塵采樣以及國內(nèi)較小的采樣口設(shè)置3nm-10μm顆粒物粒徑分布在線測量系統(tǒng)對比儀器13-60nm對比儀器240-700nm對比儀器30.5-10μm粒徑分布函數(shù)(#/cm3)11開發(fā)了在線寬譜顆粒物粒徑分析儀Liuetal.,Front.Environ.Sci.Eng,2016,10(1):63-761-3nm顆粒物測量關(guān)鍵：mini-DMA的研發(fā)12鞘氣入口鞘氣出口鞘氣出口多分散氣溶膠單分散氣溶膠喇叭形腔體入口狹縫Caietal.,JAerosolSci,2017,106:111-119流量；鞘氣10-30lpm；氣溶膠1-3lpm雷諾數(shù):1500（在3/30lpm條件下）中心電極電壓:<5000V粒徑范圍:1-15nm（鞘氣20lpm時）可在常規(guī)流量下工作（與CaltechNanoRDMA相比）通過率和分辨率高于好于TSInanoDMA。針對燃燒煙氣（和大氣）中新粒子的生成這一研究的前沿123465109811127設(shè)計了固定源PM2.5稀釋采樣系統(tǒng)13設(shè)計參數(shù)單位數(shù)值采樣流量L/min10-15稀釋比

20-50稀釋氣流量L/min200-750停留時間秒10停留室流量L/min113旁路流量L/min97-652材質(zhì)

不銹鋼稀釋氣凈化

HEPA+活性炭稀釋后溫度oC≤42稀釋后濕度%≤70針對可凝結(jié)顆粒物測定：模擬大氣環(huán)境條件下煙氣中氣態(tài)組分向顆粒物的轉(zhuǎn)化混合度模擬流線分布李興華等,專利號:ZL201410340512固定源PM2.5稀釋采樣系統(tǒng)示意圖滿足新的國際標準建立了氣溶膠測量儀器的質(zhì)量保障體系14多分散在線標定系統(tǒng)單分散離線標定系統(tǒng)

D50%=2.5μmD50%=10μm成為各種PM2.5采樣和測量儀器研發(fā)的基礎(chǔ)陳小彤等,《環(huán)境科學(xué)》,2016,37(3):789-794實現(xiàn)對顆粒物粒徑分布、質(zhì)量濃度和化學(xué)組成的全面和準確測定煙囪PM2.5/PM10虛擬撞擊采樣器全譜粒徑分布測量系統(tǒng)稀釋采樣測量系統(tǒng)構(gòu)建了污染源排放綜合測試系統(tǒng)，全面提升污染源排放測試的研究水平顆粒物標定系統(tǒng)以及質(zhì)量保證體系15采樣系統(tǒng)廣泛用于顆粒物排放測量16完成了20多個燃煤發(fā)電機組、冶煉廠和水泥廠的測試應(yīng)用和評價17教育部組織的劉文清院士領(lǐng)銜的專家組鑒定意見：“…源排放粒徑譜與成分綜合采樣測試系統(tǒng)等方面處于國際領(lǐng)先水平”污染源顆粒物排放測試系統(tǒng)的研制及應(yīng)用作為項目“區(qū)域大氣污染源高分辨率排放清單關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”的主要創(chuàng)新點之一獲國家科技進步二等獎（2015）和教育部科技進步一等獎（2015）開發(fā)的相關(guān)技術(shù)和設(shè)備已被法國巴黎大學(xué)、德國馬普所、中央大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)、山東大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、中科院過程所、北京林業(yè)大學(xué)、北京環(huán)科院和廣西環(huán)科院等單位同行廣泛應(yīng)用主要研究成果18污染源細顆粒物排放測試技術(shù)煙氣系統(tǒng)中PM2.5轉(zhuǎn)化過程與機制傳統(tǒng)污控設(shè)備增強PM2.5脫除的機理和方法民用固體燃料燃燒顆粒物形成、排放和控制成果2：揭示了燃煤煙氣系統(tǒng)中PM2.5轉(zhuǎn)化規(guī)律19在煙氣系統(tǒng)中，PM2.5可同其它煙氣成分（如NOx、SOx、VOC等）發(fā)生相互作用：SCR——NH3加入和SO2氧化成SO3會影響煙氣PM2.5的粒徑分布和化學(xué)組份；FGD——石膏夾帶，導(dǎo)致PM2.5的濃度增加，不同脫硫劑的差異。NH3SO2SO3CaSO4通過典型燃煤電廠現(xiàn)場測試并結(jié)合實驗室模擬試驗平臺，共同揭示煙氣系統(tǒng)中PM2.5的生成機制和轉(zhuǎn)化規(guī)律低低溫SCR脫硝后顆粒物粒徑分布變化：PM1增加20實測了4座典型燃煤電廠：脫硝后煙氣中盡管PM2.5濃度略有降低，但PM1濃度上升。Lietal.,AtmosEnviron,2015粒數(shù)濃度分布質(zhì)量濃度度分布SCR脫硝后顆粒物離子組分變化：NH4+和SO42-上升副產(chǎn)物NH4+和SO42-的生成導(dǎo)致PM1在PM2.5中的比例升高21Lietal.,AtmosEnviron,2015

脫硝形成的硫酸銨鹽形貌SCR脫硝過程中硫酸銨鹽細顆粒生成機制催化劑表面氣相主體硫酸銨鹽生成硫酸銨鹽分解SCR催化劑氣相主體中同時存在硫酸銨鹽的生成、揮發(fā)分解過程；催化劑表面硫酸銨鹽生成途徑：一是由吸附活化態(tài)的NH3與氣態(tài)或弱吸附態(tài)SO2反應(yīng)生成，二是由SO2與V2O5反應(yīng)生成的吸附態(tài)金屬硫酸鹽VOSO4與吸附態(tài)NH3直接反應(yīng)生成；溫度是影響SCR脫硝氣相主體中硫酸銨鹽生成的關(guān)鍵因素，低負荷下NH3、SO3及H2O會反應(yīng)生成主要組成為(NH4)2SO4及少量NH4HSO4的細顆粒。NO+NH3+O2→SO2原位紅外譜圖Shietal.,FuelProcessTechnol,

2016,150:141-147.低低溫電除塵中細顆粒物理化特征的變化23低低溫電除塵中SO3凝結(jié)可導(dǎo)致細顆粒中SO42-等水溶性離子含量明顯增加，有利于除塵；低低溫電除塵中存在細顆粒凝并長大現(xiàn)象，出口顆粒物粒度大于普通電除塵，有利于增強后續(xù)WFGD系統(tǒng)對細顆粒的捕集。低低溫與普通電除塵出口細顆粒物粒徑分布對比低低溫電除塵增強WFGD系統(tǒng)脫除細顆粒SO3凝結(jié)對細顆粒粒徑分布的影響細顆粒中水溶性離子含量與煙溫的關(guān)系石灰石-石膏濕法脫硫增加PM2.5排放24Lietal.,EnvironPollut,2017.230,655-662增加的顆粒物以PM1為主水溶性離子是新增細顆粒的主要成分與Ca2+和SO42-

相比，NH4+

和Cl-的增加更為明顯石灰石-石膏濕法脫硫過程中PM2.5轉(zhuǎn)化特征25脫硫凈煙氣中PM2.5主要為細小石膏晶粒、未反應(yīng)的石灰石、蒸發(fā)析出的可溶性鹽分及未能脫除的飛灰等，與石膏結(jié)晶、漿液夾帶存在一定關(guān)聯(lián)；脫硫凈煙氣中霧滴含固量約為脫硫漿液的20~40%，脫硫漿液中石膏晶粒越粗、除霧性能越佳，PM2.5排放濃度越低。燃煤電廠脫硫凈煙氣中PM2.5形貌及組成脫硫漿液中晶體粒徑分布脫硫凈煙氣中PM2.5粒徑分布脫硫漿液結(jié)晶脫硫漿液夾帶漿液夾帶與細顆粒濃度排放關(guān)系Panetal.,JEnvironSci,2017,55:303-310濕法脫硫系統(tǒng)SO3酸霧及可溶鹽的排放特征26SO3酸霧排放與煤質(zhì)、鍋爐負荷、脫硫工藝有關(guān)；入口煙溫調(diào)控及加裝塔內(nèi)構(gòu)件可增強對SO3的脫除；采集的一次PM2.5中可溶鹽組分占5-30%左右；與脫硫漿液溶解固體總量、空塔氣速及液氣比有關(guān)。塔進出口SO3酸霧濃度與煤質(zhì)的關(guān)系空塔氣速對可溶鹽排放的影響可溶鹽數(shù)濃度分布特性濕法脫硫過程中SO3遷移轉(zhuǎn)化過程Panetal.,JAirWasteManageAsso,2017,67:352-357.氨法脫硫中氣溶膠的生成機理和影響因素27氨法脫硫氣溶膠源于揮發(fā)的NH3與煙氣中SO2、H2O和O2間的非均相反應(yīng)，以及脫硫漿液液滴夾帶，其中非均相反應(yīng)是氨法氣溶膠的主要來源；漿液蒸發(fā)夾帶氣溶膠形成量隨空塔氣速及脫硫漿液濃度的增加而提高；較高煙溫（

70℃）會抑制NH3-H2O-SO2反應(yīng)，但NH3逸出量增加，又會促進氣溶膠的生成。非均相反應(yīng)生成脫硫漿液（氨）夾帶生成脫硫參數(shù)對蒸發(fā)夾帶形成氣溶膠的影響空塔氣速脫硫漿液濃度非均相反應(yīng)形成氣溶膠的影響因素反應(yīng)溫度NH3/SO2氨法脫硫形成的氣溶膠組分Huangetal.,EnergFuel,2016,30:9914-9921.脫硫增強煙氣系統(tǒng)中NH3向PM2.5的轉(zhuǎn)化電廠煙氣系統(tǒng)中各煙氣凈化裝置均會貢獻NH4+燃煤貢獻3.47%脫硝貢獻13.7%低溫除塵貢獻8.41%脫硫貢獻74.42%機制1：凈煙氣排放（夾帶脫硫劑）過量氨氣被循環(huán)漿液吸收由NH3轉(zhuǎn)化為NH4+機制2：高溫?zé)煔馀c脫硫漿液相遇，導(dǎo)致漿液成分蒸發(fā)含氨煙氣關(guān)閉噴氨，一次PM2.5排放濃度為

2.3mg/m3開啟噴氨，一次PM2.5排放濃度為

4.8mg/m328Lietal.,AtmosEnviron,2015Lietal.,EnvironPollut,2017.逃逸氨影響的控制實驗：主要研究成果29污染源細顆粒物排放測試技術(shù)煙氣系統(tǒng)中PM2.5轉(zhuǎn)化過程與機制傳統(tǒng)污控設(shè)備增強PM2.5脫除的機理和方法民用固體燃料燃燒顆粒物形成、排放和控制建成煙氣量450Nm3/h的多功能試驗平臺SCR脫硝過程中PM2.5形成、抑制應(yīng)用化學(xué)團聚增強電除塵、WFGD脫除PM2.5煙氣余熱深度利用與WFGD結(jié)合實現(xiàn)脫硫洗滌過程中相變促進PM2.5脫除WFGD過程中PM2.5轉(zhuǎn)化機制及其高效脫除撞擊流與水汽相變耦合增進脫硫凈煙氣中PM2.5凝并長大脫除濕式電除塵脫除脫硫凈煙氣中PM2.5及SO3酸霧脫硫凈煙氣與濕空氣混合建立PM2.5凝結(jié)長大所需的過飽和水汽環(huán)境實際燃煤煙氣多功能試驗平臺過程優(yōu)化增強WFGD系統(tǒng)脫除PM2.532優(yōu)化石膏結(jié)晶、增加噴淋層、合理布置脫硫噴嘴，有效抑制了微細石膏晶粒的形成和漿液夾帶，脫硫凈煙氣中PM2.5排放濃度可降低15-20%以上；基于渦團湍流擴散強化傳質(zhì)理論，開發(fā)出一種前置鈍體擾流增強除霧器新技術(shù)，30μm以下小粒徑霧滴的逃逸率下降15％~30％。渦流除霧器與折流板除器除霧效率對比渦流除霧器內(nèi)氣相場分布總除霧效率過程優(yōu)化降低脫硫凈煙氣中液滴夾帶及細顆粒物排放霧滴濃度細顆粒數(shù)濃度分級除霧效率應(yīng)用水汽相變技術(shù)增強脫硫煙氣PM2.5/SO3脫除33塔入口煙氣溫濕度調(diào)節(jié)增進PM2.5/SO3脫除的性能在WFGD過程中建立過飽和水汽環(huán)境，促進燃煤PM2.5洗滌脫除，并抑制細小脫硫漿液滴蒸發(fā)夾帶產(chǎn)生的PM2.5，PM2.5排放可降低40-50%。HaoWu,etal.FuelProcessingTechnology,

2016,145:116-122.HaoWu,etal.Energy&Fuels,2016,30:6103-6109.脫硫洗滌過程中應(yīng)用水汽相變增強PM2.5脫除的技術(shù)路線塔入口煙氣含濕量與塔內(nèi)過飽和度分布的關(guān)系應(yīng)用水汽相變技術(shù)增強脫硫煙氣PM2.5/SO3脫除34建立過飽和水汽環(huán)境，促進PM2.5的去除，還可協(xié)同促進SO3酸霧脫除；根據(jù)不同類型的脫硫后煙氣特性，可選擇添加蒸汽、冷干空氣（濕空氣）和降低煙溫等不同工藝。細顆粒凝結(jié)長大示意圖煙氣降溫?zé)煔馓砑诱羝砑永淇諝膺^飽和度過飽和度過飽和度排放減少率排放減少率排放減少率超低排放改造中利用水汽相變增強PM2.5/SO3脫除35單塔雙區(qū)（設(shè)置漿液冷卻器）雙塔雙循環(huán)（設(shè)置煙氣冷卻器、添加冷空氣）細顆粒濃度隨漿液溫度的變化細顆粒濃度隨塔間煙溫的變化針對單塔雙區(qū)，降低吸收漿液溫度建立過飽和水汽環(huán)境；細顆粒排放濃度可降低30~40%以上針對雙塔雙循環(huán)，在塔間設(shè)置煙冷器或添加冷空氣，促使細顆粒凝結(jié)長大，增強二級脫硫塔洗滌捕集，排放濃度可降低50%以上應(yīng)用化學(xué)團聚增強電除塵脫除PM2.536粒徑分布自由能變化應(yīng)用密度泛函理論（DFT）分析化學(xué)團聚過程中自由能及分子軌道能級變化特性，從分子角度揭示了化學(xué)團聚機理；采用無機團聚劑作為主體，通過交聯(lián)聚合方式配成有機-無機復(fù)合團聚劑，團聚效果優(yōu)于單一團聚劑，電除塵出口PM2.5質(zhì)量、數(shù)濃度可分別降低60~70%、50~60%以上?；瘜W(xué)團聚增強電除塵脫除PM2.5細顆粒物團聚長大分子軌道能級變化化學(xué)團聚機理形貌細顆粒濃度降低脫除效率增強應(yīng)用化學(xué)團聚增強電除塵脫除PM2.537提出了一種協(xié)同實現(xiàn)PM2.5/SO3/Hg聯(lián)合高效脫除和脫硫廢水零排放的技術(shù)工藝：電除塵入口煙道噴入由富氯脫硫廢水配制的化學(xué)團聚液促使細顆粒團聚長大，富氯脫硫廢水蒸發(fā)析出的含氯固相產(chǎn)物促進Hg0轉(zhuǎn)化為Hg2+；且煙溫降至酸露點與水露點之間，SO3凝結(jié)吸附于粉塵表面；由后續(xù)電除塵和WFGD系統(tǒng)脫除團聚長大的顆粒物、Hg2+及SO3。PM2.5/SO3/Hg聯(lián)合高效脫除技術(shù)工藝流程圖化學(xué)團聚增強PM2.5脫除性能脫硫廢水蒸發(fā)對細顆粒粒度分布及比電阻的影響—■—不噴脫硫廢水—●—噴脫硫廢水比電阻應(yīng)用和評價38石灰石-石膏法脫硫過程中PM2.5轉(zhuǎn)化特征及增強脫除作為項目“火電廠超低排放系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究及工程實踐”的創(chuàng)新點之一獲廣東省科技進步二等獎（2017）煙氣系統(tǒng)中PM2.5轉(zhuǎn)化與增強脫除技術(shù)已與廣東電科院、上海成套院、福建龍凈、國電環(huán)保研究院、江蘇電力設(shè)計院、江蘇瑞帆、南京通用等單位合作開展成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用研究主要研究成果39污染源細顆粒物排放測試技術(shù)煙氣系統(tǒng)中PM2.5轉(zhuǎn)化過程與機制傳統(tǒng)污控設(shè)備增強PM2.5脫除的機理和方法民用固體燃料燃燒顆粒物形成、排放和控制成果4：揭示民用固體燃料燃燒顆粒物形成機制排放特征并提出減排途徑40北京懷柔，2016/1/19早上8點在ScientificReports、ES&T和ES&TL等期刊上發(fā)表7篇論文民用固體燃料燃燒是我國主要一次細顆粒物排放源。民用散煤排放一次PM2.5占我國所有燃煤排放量的50%以上。搭建了民用燃料燃燒顆粒物排放測試平臺，開展實驗室和外場觀測研究41實驗室測試平臺外場觀測民用煤污染形成和排放特征42PM2.5：90%以上的顆粒

物（包括黑碳）是在煤

添加進入爐膛后的脫揮

發(fā)分階段排放出來的。

CO和NH3：出現(xiàn)雙峰分

布，由低溫時的不完全

燃燒產(chǎn)生。

SO2、NOx和TH：單峰

分布，隨燃燒強度（或

溫度）變化。

TH：單峰分布，出現(xiàn)在

脫揮發(fā)分階段。

脫揮發(fā)階段焦炭燃燒階段Lietal,

EnvironSci&TechnolLett,2016,3:98-103煤燃燒過程中的粒徑譜演化43排放特點：1.四模態(tài)分布，粒徑分界線大約為10nm、100nm和1um；大部分顆粒物為PM1。2.大顆粒物主要在點火階段排出；細微顆粒物至少有兩種形成方式；細微顆粒的物排放從點火持續(xù)到灰燼。Bt(min)t(min)ATail1Tail2Tail1Tail2陜西神木煙煤山西晉城無煙煤ABMoreapplications……Zhouetal.,Environ.Sci.&Technol.,2016,50:7861-7869揭示整個燃燒過程中顆粒物粒徑分布和有機氣溶膠氧化程度變化規(guī)律熱裂解劇烈燃燒穩(wěn)定燃燒燃盡階段低燃燒溫度極高濃度低氧化程度大粒徑高燃燒溫度濃度降低氧化程度升高小粒徑出現(xiàn)高燃燒溫度低濃度高氧化程度超細顆粒物低燃燒溫度低濃度高氧化程度不完全燃焼民用煤燃燒過程中，有機顆粒物的排放呈現(xiàn)出明顯的階段性特征。有機顆粒物主要產(chǎn)生在熱裂解階段，占有機顆粒物總排放的50%以上（煙煤可達到90%）。44民用煤燃燒有機顆粒物形成機制45熱裂解階段有機氣體的冷凝成核是顆粒物形成的主要機制充分燃燒階段有機顆粒物與無機顆粒物相互混合包裹，保護有機顆粒物的完全氧化，是顆粒物形成的主要機制Zhouetal.,Environ.Sci.&Technol.,2016,50:7861-7869揭示影響民用固體燃料燃燒PM2.5排放的因素46Lietal.,Fuel,2016,182:780-787;Lietal.,SciTotalEnviron,2017.576:347-361從~0.1g/kg上升到~15g/kg，揮發(fā)分含量不同的煤種帶來顆粒物100倍的差別。提出民用固體燃料燃燒細顆粒物減排途徑Lietal.,SciRep,2016,6:19306;碳化提高燃料品質(zhì)開發(fā)新爐具，提高燃燒效率Lietal.,EnvironSci&TechnolLett,2016,3:369–374Lietal.,EnvironSci&TechnolLett,2016,3:98–103煤-生物質(zhì)混合型煤Qietal.,EnvironSci&Technol,2017,5:1886–189247民用燃煤PM2.5源頭控制方法：新型燃燒技術(shù)48相同燃料采用兩種燃燒技術(shù)的對比排放結(jié)果反式燃燒技術(shù)：儲煤室對煤爐溫干餾；二次風(fēng)提高煙氣燃盡率。對比結(jié)果煙煤無煙煤半焦型煤玉米壓塊棉花壓塊PM2.5減排效率92±4235±1371±977±2954±6傳統(tǒng)正燒爐：從下向上正燒（固定床）；大量未燃盡揮發(fā)分轉(zhuǎn)化成一次顆粒物。匯報提綱計劃任務(wù)完成情況研究水平與創(chuàng)新性實施效果人才培養(yǎng)、合作交流、數(shù)據(jù)共享等方面的情況經(jīng)費使用情況49主要創(chuàng)新成果研制了污染源PM2.5/PM10雙級虛擬撞擊采樣器和全粒徑在線譜儀，全面提升了污染源顆粒物排放特征的研究水平。揭示了煙氣脫硝、除塵和脫硫等過程的PM2.5轉(zhuǎn)化規(guī)律。提出了與煙氣組分和控制設(shè)備特征相適應(yīng)的應(yīng)用水汽相變、化學(xué)團聚和過程優(yōu)化增強PM2.5脫除的技術(shù)方法。揭示民用固體燃料燃燒顆粒物形成、排放特征和影響因素，并提出了減排途徑。50實施效果基礎(chǔ)研究建立了相關(guān)研究平臺，提升了研究能力發(fā)表論文82篇，其中SCI收錄42篇，EI收錄31篇在各種固定源燃燒過程顆粒物的排放特征及在煙氣系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)化規(guī)律上有新的認識獲得各種燃燒源的排放水平，可為污染源清單建立及大氣質(zhì)量模擬研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)技術(shù)開發(fā)申請國家發(fā)明專利共31件開發(fā)了固定源PM2.5采樣器，并實現(xiàn)產(chǎn)品化研發(fā)了多種增強PM2.5脫除的技術(shù)方法，其中兩種即將進行工業(yè)化應(yīng)用試驗獲得國家科技進步二等獎1項，省部級一等獎和二等獎各1項51實施效果基礎(chǔ)研究技術(shù)開發(fā)決策支持獲得各種燃燒源（包括民用）的PM2.5排放水平和控制途徑，為顆粒物排放標準和控制決策的制定提供參考建立了完整的采樣和分析方法體系，對制定工業(yè)源、機動車和生物質(zhì)等相關(guān)測試標準和規(guī)范有重要的指導(dǎo)意義基于對固定源PM2.5排放規(guī)律的全新認識，有助于更新我國PM2.5排放清單，引起對NH4+排放的重視52匯報提綱計劃任務(wù)完成情況研究水平與創(chuàng)新性實施效果人才培養(yǎng)、合作交流、數(shù)據(jù)共享等方面的情況經(jīng)費使用情況53人才培養(yǎng)與國際交流極大提升了青年骨干教師的科研能力，其中1人獲得基金委優(yōu)秀青年基金支持，1人入選北京市科技新星，1人入選萬人計劃青年拔尖人才，1人榮獲亞洲青年氣溶膠科學(xué)家獎，1人晉升教授。培養(yǎng)11名碩士，其中8名已畢業(yè)；13名博士，其中5名已畢業(yè)；博士后4名，其中4名已出站。與美國Argonne實驗室、哈佛大學(xué)和歐洲IIASA等國際知名機構(gòu)建立了密切合作，累積參加國際會議8人次以上。54科普活動55中小學(xué)生科普講座市民科普講座（金圖講壇）《新華日報》采訪匯報提綱計劃任務(wù)完成情況研究水平與創(chuàng)新性實施效果人才培養(yǎng)、合作交流、數(shù)據(jù)共享等方面的情況經(jīng)費使用情況56預(yù)算執(zhí)行情況57科目名稱預(yù)算金額支出金額前二年后三年小計清華大學(xué)東南大學(xué)小計

277

294

571

288

220

508一、直接費用

240

254

494

248

183

4311、設(shè)備費

81

88

169

91

74

165（1）購置設(shè)備費

55

55

110

75

34

109（2）試制設(shè)備費

20

24

44

15

30

45（3）設(shè)備改造與租賃費

6

10

15

1

11

112、材料費

35

33

68

44

25

693、測試化驗加工費

27

19

46

24

8

324、燃料動力費

12

6

19

3

0

35、差旅費

20

34

54

26

19

456、會議費

5

11

16

-

12

12