走进实验室 | 复旦大学环境科学与工程系李庆教授课题组

复旦大学环境科学与工程系李庆教授实验室,围绕燃烧与环境主题开展交叉学科研究,主要研究燃烧源气溶胶的形成、演化及其环境/健康效应


已开发工业烟气的可凝结颗粒物的在线监测技术;建立了气溶胶关键组分指纹图谱的分析方法;阐明了燃烧过程与气溶胶关键毒性化学组分之间的内在形成关系;发展出以削减PM2.5健康风险为导向的大气污染源防治方案

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╱ 研究领域 ╱

大气污染防治,烟气监测技术


╱ 项目名称 ╱大气污染精准治理关键技术:工业烟气可凝结颗粒物在线监测

╱ 项目背景 ╱

工业燃料燃烧释放大量燃烧副产物到大气中,导致PM2.5浓度快速上升。由于可凝结颗粒物(CPM)在烟气排放到大气后才发生凝结成核过程,导致现有污染控制设备难以去除CPM,成为超低排放背景下PM2.5超标的主要原因。

广泛使用的美国环保署推荐的Method 202离线测量方法存在着现场操作复杂、分析结果滞后且受到SO2气体干扰等问题,难以实现对烟气中CPM的精确实时监测。因此,亟需新的有效监测方法解决这一前沿技术难题。

╱ 项目内容 ╱

本项目研制了用于工业烟气CPM在线监测的装置,实现了高精度的在线监测和自动化质控。通过分析大量工业现场采样数据并与EPA Method 202方法进行比较优化,采用高精度传感器确保了测量数据的准确性,实现了对CPM浓度的高精度测量。

该装置连续在线运行时间超过24小时,时间分辨率为≤1小时,检出限低于0.2 mg/m³,干扰气体吸收偏差低于5%,具备强大的实时监测能力此外,通过气液循环清洗和在线标定等技术,有效减少了测量结果的影响因素,确保了数据的质控和可靠性。目前该装置已与传统EPA Method 202离线采集技术进行现场比对测试,结果一致性超过98%

这款CPM在线监测装置适用于多个领域,包括火力发电、钢铁冶炼、水泥生产和工业锅炉等固定污染源的监测。该装置的潜在用户群体涵盖了政府监管机构、科研机构、工业企业等。在工业减排和环境监测等关键领域,本项目装置展现出了巨大的市场潜力和广阔的应用前景。

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图 CPM在线监测原型机 

( a ) 第一代CPM在线监测装置现场采样图

( b ) 第二代CPM在线监测装置结构示意图

╱ 项目总结 ╱

综上所述,本项目填补了国内外工业烟气CPM在线实时高精度监测领域的空白,设备占地面积小,安装简便,维护成本低,适用性广泛。

相关技术成果已发表在国际知名期刊上,并获得了国内及美国等国家的专利授权。研究团队期待与从事大气环境检测和大气污染治理的企业单位合作,共同开展产业化探索

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