综述：煤燃烧过程中有机污染物的生成机制及控制技术综述

这篇综述系统梳理了煤燃烧过程中挥发性有机物(VOCs)、多环芳烃(PAHs)和可凝结颗粒物(CPM)等有机污染物的生成机制、排放特征及控制技术，重点分析了煤质成分、燃烧条件对污染物形成的影响，评估了现有空气污染控制设备(APCDs)的协同去除效率(如SCR对VOCs去除率达55.8–87.6%)，并探讨了催化氧化等新型控制技术的应用前景。

　　

煤燃烧有机污染物的健康与环境威胁

作为全球第二大一次能源，煤炭燃烧在释放能量的同时，会生成大量有机污染物。这些物质不仅包含沸点低于260°C的挥发性有机物(VOCs)，还包括具有多苯环结构的多环芳烃(PAHs)，以及由气态转化为颗粒态的可凝结颗粒物(CPM)。研究表明，苯并[a]芘(BaP)等PAHs被国际癌症研究机构(IARC)列为I类致癌物，其通过诱导DNA损伤和免疫功能抑制，显著增加肺癌风险。而CPM中粒径1–2_μm的颗粒可深入肺泡，与哮喘和心血管疾病的发生密切相关。

污染物生成的关键机制

煤的有机质在燃烧过程中经历复杂演变：首先，煤中芳香醚键断裂产生酚类化合物，继而通过加成环化(PAC)机制形成PAHs。温度梯度实验显示，当燃烧温度超过800°C时，苯系物等VOCs生成量骤增，而PAHs则在300–600°C区间达到峰值。值得注意的是，CPM的生成具有温度依赖性——当烟气温度降至50°C时，有机组分与无机盐(Na₂SO₄、CaCO₃等)通过均相/非均相成核形成PM_2.5级颗粒。

现有控制设备的协同效应

中国超低排放电厂的数据表明，选择性催化还原(SCR)装置在300°C工况下可氧化80%的VOCs；静电除尘(ESP)对飞灰吸附态PAHs的捕获效率达74.7–89.8%；而湿法脱硫(WFGD)通过水洗作用去除32.5%的CPM有机组分。但值得注意的是，WFGD出口的低温环境反而会促进CPM二次生成，导致其排放浓度高达65.1 mg/m³，占颗粒物总排放量的50%以上。

前沿控制技术展望

改进型SCR催化剂可将VOCs氧化为CO₂和H₂O的效率提升至90%；高级氧化工艺(AOP)与WFGD联用技术能有效降解难处理有机物。实验数据显示，等离子体-催化耦合系统对氯代VOCs的分解效率比传统方法提高40%。

全球排放格局与政策启示

亚洲贡献了全球65%的非甲烷挥发性有机物(NMVOCs)排放，其中中国煤电行业年排放PAHs达7.8万吨。欧盟通过2004/107/EC指令将BaP限值设定为1 ng/m³，而中国GB16297-1996标准要求BaP排放浓度≤0.3 μg/m³。未来需建立针对CPM的专项监测体系，并开发适用于高湿度烟气的吸附-催化集成技术。