王安振 司梦婷 袁 林 李 蜜 闫伟杰 罗自学 程 强 周怀春

(1.华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧国家重点实验室，430074 武汉；2.中国矿业大学电气与动力工程学院，221116 江苏徐州)

0 引 言

煤是我国乃至当今世界重要的一次能源，而煤燃烧过程所产生的诸如氮氧化物和细颗粒物排放等污染问题严重威胁着环境安全和生命健康[1-3]。探索煤的燃烧机理，提出降低污染物生成和排放的技术策略具有关键意义[4]。碳烟是煤燃烧初期主要的颗粒物之一[5]，很多学者采用不同方法研究了碳烟生成过程[6-12]。基于激光诱导白炽光和激光诱导荧光技术，WU et al[9]研究了煤/焦颗粒、碳烟和PAHs的空间分布规律，认为PAHs和碳烟的演化规律与气态碳氢火焰具有相似之处，O2及CO2对PAHs和碳烟生成的影响显著。HAYASHI et al[10]同步测量了煤粉射流火焰的颗粒、PAHs和碳烟，结果表明，碳烟从2环～3环的多环芳烃到形成较大的多环芳烃需要更长时间；BOUVIER et al[11]基于粒子图像测速和平面激光诱导荧光等方法研究了预混乙烯火焰中碳烟体积分数和前驱物，OH和PAHs浓度与碳烟体积分数之间的相互关系依赖于它们各自的生产和消耗速率；LI et al[12]结合热泳取样和电镜分析，发现CO，H2和N2影响乙烯火焰碳烟形貌和纳米结构，抑制碳烟生成。煤燃烧的不稳定性导致有些方法研究单颗粒煤燃烧碳烟的生成并不完全适用。熊刚等[13-15]利用高分辨透射电镜和电子低压撞击器技术，推测碳烟形成过程中的物理和化学变化以及金属元素与碳烟的相互作用。……