《11种家用炉灶燃料系统超细颗粒物排放因子、粒径分布和形貌的实验室比较》

  • 来源专题:大气污染防治
  • 编译者: lhy
  • 发布时间:2020-06-18
  • 影响/目的:

    美国环境保护署(EPA)的炉灶测试计划最初是为了协助EPA领导的清洁室内空气伙伴关系而制定的,现在是美国政府对全球清洁炉灶联盟承诺的一部分。测试计划的目标是:1.通过ISO TC(技术委员会)285:清洁炉灶和清洁烹饪解决方案,支持制定炉灶的测试协议和标准。2.支持建立许多由联盟赞助的国际区域性测试和知识中心,以科学评估和认证炉灶是否符合国际标准。3.为联盟伙伴提供独立的数据源。这项工作支持环保署保护人类健康和环境的使命。世界卫生组织(世卫组织)估计,主要来自发展中国家固体燃料炉灶的家庭空气污染每年造成约400万人过早死亡,炉灶排放的黑碳和其他污染物影响区域和全球气候。一个协调的多国多学科方法,包括制定标准和测试,旨在通过清洁烹饪解决方案改善全球健康和环境。

    说明:

    超细颗粒物(UFP)排放和颗粒数-粒径分布(PNSD)是评价大气污染对人类健康和气候变化影响的重要指标。住宅炉灶排放是许多空气污染物的主要来源;然而,有关炉灶UFP数排放和PNSD的数据有限。在本研究中,使用扫描流动性粒子大小仪(SMPS)对11种燃料炉组合(包括液化石油气(液化石油气)、酒精、煤油、颗粒、稻壳、木炭和木材)和不同炉型(包括自然通风和强制通风的木质燃料炉)进行了UFP排放和PNSD的研究,14.6至661牛米)。液化石油气和酒精(~1011颗粒/有效能量,颗粒/MJd)和煤油(~1013颗粒/MJd)的燃烧产生的排放量比固体燃料(1014-1015颗粒/MJd)低2-3个数量级。木材在三石火中燃烧产生的最大排放量为2.3×1015颗粒/MJd。液化石油气和酒精的UFP排放速率为1011-1012颗粒/小时,煤油和颗粒物的UFP排放速率为1014颗粒/小时,其他测试系统的UFP排放速率为1015颗粒/小时。观察到的差异是燃料和炉子效应的结果,考虑到燃料成分、燃料成分、炉子类型和对流设计之间的卷积,颗粒数排放不应简单地与特定燃料相关。观察到三种类型的PNSDs:1)成核模式下的单峰分布,峰值约为30-40nm;2)成核模式下的双峰分布,峰值约为20nm,第二峰约为80-100nm;3)在最佳可测尺寸范围内的单峰分布。小于30nm(F30)的颗粒组分在不同的测试系统中变化,范围从13%到88%。燃用液化石油气和酒精的PM2.5质量排放、UFP数排放和F30最低(液化石油气为13-21%,酒精为35-41%)。煤油中PM2.5和UFP的排放量也较固体燃料低,但F30值相对较高,约为73-80%。

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    • 来源专题:大气污染防治
    • 编译者:lhy
    • 发布时间:2020-06-18
    • 影响/目的: 美国环境保护署(EPA)的炉灶测试计划最初是为了协助EPA领导的清洁室内空气伙伴关系而制定的,现在是美国政府对全球清洁炉灶联盟承诺的一部分。测试计划的目标是:1.通过ISO TC(技术委员会)285:清洁炉灶和清洁烹饪解决方案,支持制定炉灶的测试协议和标准。2.支持建立许多由联盟赞助的国际区域性测试和知识中心,以科学评估和认证炉灶是否符合国际标准。3.为联盟伙伴提供独立的数据源。这项工作支持环保署保护人类健康和环境的使命。世界卫生组织(世卫组织)估计,主要来自发展中国家固体燃料炉灶的家庭空气污染每年造成约400万人过早死亡,炉灶排放的黑碳和其他污染物影响区域和全球气候。一个协调的多国多学科方法,包括制定标准和测试,旨在通过清洁烹饪解决方案改善全球健康和环境。 说明: 本研究测定了住宅炉灶颗粒物排放中多环芳烃(PAH)的组成。研究了多种燃料和炉灶组合,包括:(i)液化石油气(LPG),(ii)灯芯炉中的煤油,(iii)送风机炉灶中的木材(湿基含水量为10%和30%),以及(iv)自然通风火箭炉灶中的木材。液化石油气燃烧具有最高的热效率(~57%)和最低的单位燃料能量多环芳烃排放,导致最低的多环芳烃排放量每有用能源(MJd)。LPG的苯并[a]芘(B[a]P)平均排放系数为0.842μg/MJd,排放速率为0.043μg/min,PAH排放量最高的是天然通风炉燃烧木材(209-700μg B[a]P/MJd)。煤油中PAH的排放量显著低于自然通风炉中木材的排放量,但高于LPG的排放量。在液化石油气和煤油不可用或负担不起的农村地区,由于其排放系数(5.17-8.07微克B[a]P/MJd)和排放率(0.52-0.57微克/分钟)与煤油(5.36微克B[a]P/MJd和0.45微克/分钟)相似,预计送风机炉具可能是一种替代品。与木材燃烧排放相比,液化石油气炉灶排放的多环芳烃总量较少,高分子量的多环芳烃含量较少。液化石油气中多环芳烃排放量的较大变化要求今后进行更多的试验,以确定影响排放量的主要因素。这些未来的试验还应考虑到不同的液化石油气燃料成分和燃烧器类型。
  • 《三种煤中试燃烧室气体和颗粒物排放的比较-美国环境署》

    • 来源专题:大气污染防治
    • 编译者:lhy
    • 发布时间:2020-06-18
    • 影响/目的: 采用三种煤的中试规模燃煤燃烧室对气体和颗粒物排放进行了表征。除了排放特性外,还将使用FTIR对气体排放取样的测量与标准EPA参考方法6C、7E和10进行了比较。这项研究的进行和结果报告支持我们的合作伙伴在OAQPS。 说明: 煤炭燃烧产生的气体和颗粒物排放对人类健康和环境产生了不利影响,因此受到联邦和州政府机构的监管。为了更好地了解燃烧前和燃烧后控制对美国(U.S.)发现的各种煤的影响,需要详细的排放特征。虽然美国环境保护署(EPA)要求行业报告标准和几种有害空气污染物(HAP)的排放量,但监测和测量这些气体和颗粒物排放量的许多方法都依赖于时间综合采样技术。尽管这些排放报告提供了日常运行的总体表示,但它假定运行控制良好,不允许识别在给定一天内发生的实际燃烧事件。目前的研究不仅描述了三种煤(烟煤、次烟煤和褐煤)的排放特性,而且还研究了改进测量和监测技术的仪器使用,这些技术提供实时、连续的排放数据。测试是使用美国环保署的多污染物控制研究设施完成的,这是一个使用工业标准排放控制技术的中试规模燃煤燃烧室,位于北卡罗来纳州三角研究公园。根据烟气(预电除尘器和后电除尘器)的测量值计算排放量,以表征气体种类(CO、CO2、O2、NOX、SO2、其他酸性气体和几种有机HAP)以及细颗粒和超细颗粒(质量、尺寸分布、数量计数、元素碳、有机碳和黑碳)。本文还报道了传统EPA法与傅立叶红外光谱法测定CO、NOX和SO2的比较。