中国煤中汞的含量、分布与赋存状态研究

在测试分析中国皖北矿区6个煤矿81个煤样品中汞含量的基础上,结合国内外文献资料中报道的1 712个中国煤样品中汞的数据,对中国煤中汞的含量、分布、赋存状态及燃煤引起的汞的环境污染进行了分析和探讨。通过研究得出:中国煤中汞的平均含量为0.20 mg/kg,高于世界煤中汞的平均值(0.10 mg/kg),接近美国煤中汞的平均值(0.17 mg/kg);由于沉积环境及成煤过程中各种地质因素的综合影响,汞在中国不同地区、不同成煤时代以及不同变质程度煤中的含量差异较大;高硫煤中的汞与硫化物关系密切,主要赋存在黄铁矿中;硫化物结合态和有机结合态是低硫煤中汞的主要存在形态;岩浆活动对煤中汞的含量分布与赋存状态有明显影响;煤中汞的赋存状态与煤中汞的释放、毒性有着重要的关系,中国巨大的煤炭消耗量,已引起大量的汞排放,控制燃煤过程中汞的排放是今后环境保护的重要内容之一。     

中国煤中汞的环境地球化学研究

在测试分析中国7个省62个煤样品中汞的含量基础上,结合已有1 637个中国煤样品中汞的数据,全面探讨了中国煤中汞的环境地球化学特征.并采用逐级化学提取实验和相关分析方法,分析和研究了中国煤中汞的化学赋存状态.分析结果表明:中国煤中汞的含量一般为0.1~0.3mg/kg,平均0.19 mg/kg,接近于美国的平均值(0.17 mg/kg),高于世界的平均值(0.10 mg/kg);汞在不同地区、不同成煤时代以及不同煤类中分布极不均匀;其赋存状态也多种多样,高硫煤中汞与硫化物关系密切,主要赋存在黄铁矿中;低硫煤中,硫化物结合态和有机结合态汞常共同占支配地位;影响汞分布和赋存状态的主要原因是地质因素.实验结果表明,在岩浆侵入的煤层中,汞大多以硅酸盐结合态存在.煤中汞的赋存状态与煤中汞的释放、毒性有着重要的关系.同时燃煤释放的汞已对中国部分地区的环境造成了污染,控制燃煤过程中汞的排放是今后研究的重要内容之一.     

陕西煤中硒的环境地球化学特征

研究了陕西的各成煤期煤中Se的含量、分布规律、赋存状态、采煤燃煤环境影响及燃煤Se脱除等环境地球化学问题.对Se含量及分布规律研究的结果表明,不同地区、不同成煤期煤中Se的含量有较大的差异,表现在随着成煤时代由老到新,煤化程度由高到低,煤中Se的含量减少;从南到北,煤中Se含量从高到低.赋存状态分析表明,煤中Se的含量与成煤环境、煤中S含量有着一定的对应关系,煤中S越高,尤其是黄铁矿硫的含量越高,煤中Se的含量也越大,说明在中、高S煤中,Se主要赋存于黄铁矿中,而在特低、低S煤中Se的赋存状态与有机质有关.燃烧实验表明,煤中Se会随着煤炭的开采和利用进入表生环境,从而对表生生态环境构成一定的影响,钙基固硫剂可抑制燃煤Se的排放.     

燃煤氟污染及钙基添加剂固氟研究进展

对煤中氟的含量分布、赋存状态等地球化学特征进行了综述，分析了煤炭燃烧过程中氟的迁移转化行为与释放特性，指出煤中氟的燃烧释放不仅与氟的物理化学性质有关，更取决于煤中氟的浓度、赋存状态及燃烧工况等因素．进一步讨论了天然钙基材料燃煤固氟技术及燃煤氟污染控制的研究现状。     

煤中砷的地球化学研究

燃煤是大气中As的主要来源之一，不同地区、不同成煤期、不同成煤环境煤中As的含量差异较大．中国煤中As的平均含量高于世界煤中As的平均值，而低于美国煤．中国燃煤As污染比较严重．本文系统分析了煤中As的含量、分布特征、赋存形态、迁移转化规律、燃煤As排放的控制技术及其有关研究进展．     

对甘肃省燃煤电厂煤中汞含量的初步研究

燃煤热电厂开发利用煤炭释放出的汞是否可能污染环境,这是近年来人们关注的问题.选用DMA - 80型测汞仪,对甘肃省10个30万kW时以上燃煤热电厂201 1年第一季度燃煤样本进行了煤中汞含量的研究.结果表明,甘肃省燃煤热电厂燃煤中的汞含量处于国内煤中汞的一般含量范围之内,并未出现汞含量异常超出现象.     

汞在不同粒度、密度煤炭中分布规律

测试了河南田庄、河北邯郸、内蒙古(公乌素、平沟、老石旦)选煤厂原煤中的汞含量。发现田庄选煤厂原煤属于特低汞煤,邯郸和内蒙古的三个选煤厂原煤都属于低汞煤;通过对田庄、邯郸两个选煤厂原煤的筛分浮沉实验,研究了汞在不同粒度、密度煤炭中的分布规律。结果显示随着密度增加,汞含量增加,而且汞主要分布在1.8的高密度级脉石中,通过洗选可以分别减少这两个选煤厂煤炭中的汞含量50%和60%左右;并且发现两个选煤厂中汞含量与灰分有较好的线性相关性,也说明了原煤中汞的赋存与矿物质密切相关。此研究进一步证明了,煤炭燃烧前洗选不但可以提高发热量,降低无机硫含量,也可以大幅度降低汞含量。     

地质构造形式对瓦斯赋存状态的影响分析

用地质动力区划方法，分析了淮南煤田瓦斯赋存状态与区域地质构造的关系，认为淮南煤田处在两个相交的凹地区域，它决定了淮南煤田的含瓦斯性。煤田处于长期沉降，具备了煤与瓦斯突出的地质动力条件，为评价淮南矿区的地质动力状态和瓦斯赋存状况提供了町能，对于淮南矿区进行煤与瓦斯突出预测是非常重要的。     

煤矿外围(深部)影响煤层瓦斯赋存的地质因素

煤层瓦斯的运移和赋存在开采过程中占有很重要的地位,其影响因素也是多种多样。为查明影响淮南潘集煤矿外围(深部)瓦斯赋存的地质因素,利用潘集煤矿外围勘查区勘探钻孔及煤样测试资料,结合潘集煤矿采掘实见资料,对影响瓦斯赋存的地质构造、煤层顶底板岩性、煤变质程度、煤层埋深、煤系地层的含水性等地质因素逐一分析,同时根据周边矿井生产实测资料,预测深部瓦斯赋存及分布规律。研究结果表明:地质构造(主要为断层和褶曲)、煤层顶底板、煤层埋深以及煤的变质程度是影响潘集煤矿外围(深部)瓦斯赋存的主要地质因素,且共同决定了本区煤层高瓦斯含量、高瓦斯压力及高地应力的特征。研究成果为进一步的采掘部署和瓦斯防治工作提供理论依据。     

淮南矿区煤、气一体化开采技术探讨

通过对淮南矿区煤厚、煤阶、煤岩、围岩的封闭性、煤层气的含量与组分、煤层的渗透性等煤层气资源地质特征的分析 ,认为淮南矿区是具有丰富煤层气资源及良好赋存条件的地区 ;根据矿区高地应力、煤储层低渗透率的特殊性 ,提出了在该地区进行煤、气一体化开采的设想     

淮南矿区煤中硫的分布及洗选后的变化规律

以近年来淮南矿区煤层煤样及商品煤月综合煤样分析数据为基础,总结了矿区分槽别煤中硫的分布规律、赋存状态及原煤在洗选后硫的变化规律.     

煤中汞的赋存形态及其测定方法

为了确定煤中汞的赋存形态,基于两种典型的煤中汞的化学逐级提取方法,提出了一种改良的化学逐级提取方法.采用多种动力煤和焦煤对此方法进行验证,结果表明:两种典型的化学逐级提取方法对煤中汞的回收率偏低,大部分煤中汞回收率都低于90%;改良后的化学逐级提取方法能明显提高煤中汞的回收率,煤中汞的回收率高于90%,逐级提取到的各种形态的汞含量累加与样品中汞总量基本一致.化学逐级提取结果还表明:汞在煤中的赋存形态主要以硅铝酸盐结合态和硫化物结合态为主,有机质结合态次之,仅有少量以离子结合态存在.     

长城窝堡井田煤中砷赋存状态的初步研究

对长城窝堡井田煤中砷的含量和赋存状态的研究得出:研究区煤中砷含量较高,算术平均含量高达95.5 mg/kg,远高于中国煤中砷的含量;砷与灰分之间关系不明显,砷主要赋存在以黄铁矿为主的硫化物中,有机硫是导致煤中有机结合态砷存在的一个因素.     

煤燃烧氟析出特性与影响因素试验研究(Ⅱ)

为了有效治理燃煤造成的大气氟污染,必须了解煤燃烧过程中氟的析出特性和影响因素。通过固定床管式炉煤粉燃烧试验,研究了煤种特性因素对燃煤氟析出影响规律与氟析出特性,其中包括煤种、氟含量、粒度、烟气中水蒸气含量及煤中矿物成分等对燃煤氟析出的影响。结果表明：不同煤种的氟析出率均随燃烧温度的升高而增加,表现出较强的相似性与一定的差异性。这种相似性表明燃煤氟析出过程可用统一的动力学模型来描述：差异性表明燃煤氟析出过程受煤中氟化物赋存形态与物理化学转化过程的影响。在炉内停留初期煤的粒度对氟的分解与析出影响较大,而在炉内停留的后期煤的粒度对氟的分解与析出影响则较小：燃煤水分及烟气中水蒸气的存在可明显促进煤中氟的析出;煤中二氧化硅会促进煤中氟的析出。     

燃煤电厂汞排放特性实验研究

选取了我国6个比较有代表性的燃煤电厂,采用美国EPA推荐使用的OH方法,对其入炉煤、底渣、飞灰、脱硫产物及烟气进行了取样分析,并针对系统汞的排放进行了平衡计算.测量了不同电厂的除尘器灰的含碳量,以分析其对飞灰中汞富集因子的影响.实验结果表明:在所测的6个燃煤电厂中,底渣排汞量不到总汞的1%,煤中的汞在燃烧区域以后绝大部分以气态和飞灰吸附态的形式排放,并随着机组容量的增大,气态汞的排放比例也有所增大.飞灰中的残碳对气态汞向飞灰的富集有促进作用,飞灰的含碳量与飞灰中汞的富集因子呈正相关关系.烟气中的氯元素可以提高可溶性二价汞的含量.实验研究表明,循环流化床燃烧方式可以极大地减少气态汞的排放量,其机理还有待于进一步研究.     

潘三矿11-2煤层瓦斯赋存主控因素分析

为了研究淮南潘三矿11-2煤层的瓦斯赋存规律和主控因素,运用瓦斯地质理论和线性回归的方法,结合潘三矿地质勘探期间瓦斯地质资料和现场实测瓦斯数据,分析了11-2煤层瓦斯赋存特征,探讨了煤层瓦斯赋存与埋藏深度、地质构造、顶底板岩性、煤厚和煤体结构之间的关系。结果表明:煤层埋深、地质构造和顶板岩性是影响11-2煤层瓦斯赋存的主要控制因素,煤厚增加使得瓦斯含量也相应增大,构造软煤的不均匀分布在一定程度上增大了瓦斯突出危险性,从而为潘三矿煤与瓦斯突出危险性预测提供了依据。     

攀枝花大宝顶煤矿18号煤层稀土元素地球化学特征

研究煤中的稀土元素,有助于其成矿开采并综合利用。通过对攀枝花大宝顶煤矿18号煤层中煤的稀土元素地球化学特征和赋存状态的研究,得出以下认识:大宝顶煤矿18号煤层中除Ho、Tm和Lu外,其他的稀土元素含量均高于中国和世界煤均值;18号煤层中稀土元素主要以LREE为主,∑REE、LREE和HREE含量变化趋势几乎完全相同;在整个18号煤层形成的过程中,物质来源比较稳定,成煤环境并没有发生大的变化;18号煤层中的稀土元素主要来源于陆源沉积物,赋存于煤中灰分中,且主要与煤中矿物质的硅酸盐部分相结合。     

煤中痕量砷和汞的形态分析

应用连续化学浸提法对煤进行四次浸提,根据不同形态砷、汞的溶解度、将煤中砷、汞分为可变换态、硫化物结合态、有机物结合态和残渣态。砷在煤中主要以硫化物结合态存在,汞在煤中主要以硫化物结合态和残渣态存在。不同煤种中砷、汞的各种形态的含量分布是不同的。将煤按不同密度分级后,分别测定了各级煤粉中砷、汞含量、砷、汞在密度较大的煤中含量较大,说明砷、汞主要存在于煤中的矿物质中。     

松辽盆地双坨子气田天然气汞含量特征

 为探讨松辽盆地双坨子气田天然气汞含量分布特征及其成因, 选取该气田7 口气井作为研究对象, 在对采集的天然气进行汞含量检测的同时, 开展天然气组分和烷烃碳同位素分析。检测结果显示, 双坨子气田天然气汞含量介于11~29200 ng/m³之间, 平均为17600 ng/m³, 属于中、低含汞天然气。双坨子气田天然气汞含量随产层深度的增加而增大, 深层天然气要远高于中、浅层天然气, 天然气汞含量的分布特征明显受该盆地双层地质结构的控制。研究表明, 双坨子气田汞含量分布特征既与天然气类型有关, 也与气源岩热演化程度有关。双坨子气田深层天然气为煤型气, 中、浅层气则为油型气或油型气-煤型气的混合气。气源岩热演化程度的不同, 是造成双坨子气田与其邻近的长深气田天然气汞含量差异较大的根本原因。     

燃煤锅炉脱汞效率计算及选值分析

燃煤锅炉广泛应用于工业生产过程中,被认为是最大的排汞源。分析了脱汞效率计算的两个公式以及这两个公式之间的联系;结合理想气体体积理论,分析了汞对烟气量的影响,认为其可以忽略不计;通过对6个电厂脱汞效率的分析,指出工程常用的污染物控制装置能基本保证燃煤锅炉汞排放控制在国家标准要求的限值范围内,对于煤中汞含量较高的云贵地区的燃煤锅炉,当汞污染控制装置的脱汞效率达到90%~95%时,可将大多数燃煤锅炉汞排放控制在国家标准限值范围内。