民用燃煤颗粒物及多环芳烃排放特性

民用煤的不完全燃烧是大气中颗粒物及其多环芳烃的主要排放源之一,对大气环境和人体健康均造成了严重危害。为了评价不同"煤炉匹配"方式对16种优先控制的高毒性多环芳烃(PAHs)排放的影响,研究了烟煤块煤、烟煤型煤、无烟煤型煤和兰炭4种不同燃料在代表性的3种民用炉具(正烧炉、反烧炉和解耦燃烧炉)中的颗粒物(PM)及其PAHs的排放特性。根据实验结果进一步计算了毒性当量,并与有关文献报道数据进行了对比。在解耦燃烧炉中,烟煤型煤PM和PAHs的排放因子(EF_(PM)和EF_(PAHs))(0.50 g/kg、403.2μg/kg)分别是烟煤块煤(3.65 g/kg、989.6μg/kg)、兰炭(1.08 g/kg、622.3μg/kg)、无烟煤型煤(2.10 g/kg、148.3μg/kg)的13.7%、46.3%、23.8%和42.3%、67.3%、282.3%,除了EF_(PAHs)高于无烟煤型煤之外,EF_(PM)和EF_(PAHs)均明显低于其他煤种;以烟煤块煤为原料,在解耦炉中燃烧的EF_(PM)和EF_(PAHs)(3.65 g/kg、989.6μg/kg)分别是正烧炉(46.58 g/kg,16182.3μg/kg)和反烧炉(6.00 g/kg,11749.4μg/kg)的7.8%、60.8%和6.1%、8.4%,说明炉具燃烧形式对EF_(PM)和EF_(PAHs)的影响大于燃料种类;三种"煤炉匹配"方式(解耦炉+烟煤型煤、正烧炉+兰炭、正烧炉+无烟煤型煤)的EF_(PM)和EF_(PAHs)(0.50 g/kg、1.62 g/kg、1.32 g/kg和403.2μg/kg、1196.5μg/kg、66.5μg/kg)均低于传统正烧炉+烟煤块煤(46.58 g/kg,16182.3μg/kg)以及近年来大部分文献报道的数据(0.68～24.3 g/kg,680～137700μg/kg)。结果表明,炉具燃烧形式和煤质特性均是影响EF_(PM)和EF_(PAHs)的主要因素,但高效的燃烧方式能够大幅降低煤质特性对污染物排放造成的影响,通过对炉具的不断改进以及采用合适的"煤炉匹配"技术,能够对我国储量巨大的烟煤资源合理、有效和清洁地利用。