常减压蒸馏对煤沥青中毒性多环芳烃脱除效果的研究

采用常、减压蒸馏技术对山西某厂所产JY煤沥青中EPA重点监控的16种毒性多环芳烃进行脱除;使用气相色谱(GC)分析蒸馏残渣及其水可溶物中毒性多环芳烃的成分和含量。结果表明:当蒸馏温度为425℃时,常、减压蒸馏技术能完全脱除煤沥青中2-3环的芳烃,4-6环的脱除率在40%左右,残渣的当量毒性降低约38%,残渣水可溶物中毒性多环芳烃含量降低约100%.当蒸馏温度高于425℃时,煤沥青蒸馏残渣中的毒性多环芳烃含量继续减少,但使用性能变差。     

油田居住区土壤中多环芳烃污染特征与风险评价：以胜利油田为例

油田城市作为一类与采油厂共同发展起来的特殊城市,长期的原油开采和城市活动导致了其居住区土壤多环芳烃污染特征的特殊性和复杂性。本文以胜利油田内的居民区土壤为研究对象,调查了城镇、郊区和农村3种不同土地利用类型的45个土壤样品,从污染水平、空间分布和潜在来源等方面阐明了研究区土壤中16种多环芳烃的污染特征,并且根据毒性当量计算了16种多环芳烃的终生癌症风险增量。结果表明：16种多环芳烃总量的浓度范围为16.24～685.2 ng/g,平均为（126.0±158.3）ng/g。在三种土壤类型中,城镇和郊区土壤普遍受到多环芳烃的污染,且主要成分为菲、?、芘和荧蒽。在土壤剖面中,表层多环芳烃的浓度水平通常高于底层,该趋势在郊区和城市地区的剖面中尤为明显。通过分析土壤中多环芳烃的特征比值结果以及多环芳烃与与总石油烃含量的相关性,揭示了油田居民区土壤中多环芳烃主要来源于石油污染。致癌风险评估结果指出了油田区农村、城郊的表层土壤以及城区的所有土层土壤中的多环芳烃均存在致癌风险,需要研究人员和政府人员对这类地区中的多环芳烃污染开展进一步的监测、分析和管理工作。     

利用发光菌评价多环芳烃及其降解产物的生物毒性

利用发光细菌毒性测试技术,对5种多环芳烃化合物及其部分降解产物的生物毒性进行了检测与评价.结果表明:二甲亚砜配制的测试液中,萘、菲及荧蒽均对发光细菌具有一定生物毒性,且相同浓度下毒性菲>萘;测试液中当萘浓度小于其溶解度时即产生100%的抑光率,而菲及荧蒽浓度接近其溶解度时分别仅产生低于50%和15%左右的抑光率;芘及蒽在最大浓度时则对发光细菌无生物毒性显示;降解产物水杨酸、儿茶酚及邻苯二甲酸均对发光细菌具有一定生物毒性,但毒性均远小于母体化合物萘和菲,且邻苯二甲酸代谢途径对菲解毒效果优于水杨酸代谢途径.说明多环芳烃化合物生物毒性的检测与其水溶性的大小密切相关,利用二甲亚砜获取多环芳烃污染提取液的生物毒性主要与低分子量多环芳烃萘及菲有关;低分子量多环芳烃微生物降解后期解毒效果明显,但降解后期产物对发光细菌仍具有一定毒性,且细菌不同的代谢途径中多环芳烃毒性降低的程度不同.     

燃煤电厂排放可吸入颗粒物中多环芳烃的分布特征

分别以燃用褐煤、烟煤与无烟煤的3个电厂为例,研究3个电厂排放可吸入颗粒物中多环芳烃的分布特征.研究结果表明:燃煤电厂排放飞灰或可吸入颗粒物中所含的对人类有很大危害作用的多环芳烃化合物的种类及其含量已达到不容忽视的程度;多环芳烃的排放量与煤种有很大的关系;随着可吸入颗粒物粒径的减小,多环芳烃的含量逐渐增加.研究旨在为多环芳烃的污染防治、多环芳烃排放标准的制定等方面提供必要的依据.     

成都市城东道路灰尘中典型多环芳烃的液相色谱测定及其来源分析

城市道路灰尘中的多环芳烃在一定程度上可以反映邻近区域多环芳烃的排放情况。作者采用超声波溶剂提取、自制硅胶层析柱净化和高效液相色谱分离,建立了城市道路灰尘中菲和蒽、荧蒽和芘、苯并[a]蒽和等3对多环芳烃同分异构体的分离分析方法。该方法精密度优于4%,检出限(质量分数)为(1.6~4.7)×10-9,回收率为72%~92%。用该方法测定了成都市城东不同功能区道路中6种多环芳烃的含量,总质量分数在(1.57~7.15)×10-6。多环芳烃含量分布表明人口密集、工业活动及交通要道等功能区道路灰尘中多环芳烃含量高。源解析结果显示研究区道路灰尘中多环芳烃主要来源于附近的石油、机动车尾气和有机物质燃烧。     

不同车型和油品质量柴油车毒物排放特征

柴油车排放的空气污染物主要有NOx、PM和具有潜在健康影响的毒物.这些毒物包括苯、乙醛等VOCs和多环芳烃（PAHs）.本文研究了车型和燃料对排放的影响.表明VOCs和小分子PAHs（如萘）似乎存在相关性,但相关程度不如醛和大分子的相关性.醛排放呈现较大的波动性,可能与引擎的操作条件有关.低硫和芳烃含量不影响VOCs和醛的排放,但影响PAHs的排放.采用吸入系数和毒性当量系数对PAHs进行毒性评估,表明采用低芳烃柴油可以降低尾气毒性.     

蒸汽煤比对湍动循环流化床煤气化的影响

以空气和水蒸气为气化剂,在压力为0.3 MPa的湍动循环流化床热态实验台上对淮北烟煤进行了煤气化试验,研究了蒸汽煤比(质量比)对气化过程的影响.气化炉提升段具有下宽上窄的特点,床料采用宽筛分石英砂.气化试验过程中,实现了提升段下部湍动流化、上部环核流动.试验结果表明:随着蒸汽煤比的增加,煤气中CH4体积分数基本保持不变,CO体积分数从13.12%下降到11.98%,H2体积分数从初始12.3%增加到14.63%而后下降至14.19%,CO2体积分数从13.84%下降至12.94%后,略微上升至13.06%.蒸汽煤比的变化对干煤气产率、冷煤气效率及碳转化率都有影响,其最大值分别为2.89 m3/kg, 59%, 81%.     

第二代增压流化床煤部分气化炉单元中间试验研究

在热输入为2 MW加压喷动流化床煤部分气化中试试验装置上,对所构建的煤气化试验系统进行了工艺及装置试验研究,在此基础上进行了连续12 h的煤部分气化试验,以考察工艺参数对气化行为的影响.试验结果表明:中试装置的各分系统设计合理,全系统能协调稳定运行,能为第二代增压流化床联合循环发电系统(2G PFBC-CC)的下游单元提供合格的煤气和半焦;在较高的气化温度下,煤气中甲烷质量分数由于二次热解而降低,碳转化率增加;提高了入炉的蒸汽量,煤气中氢气质量分数明显上升.     

太湖北部湾沉积物中多环芳烃分布及风险评估

以EPA优控的16种多环芳烃为对象,分析了太湖北部贡湖的大贡山(1号采样点)和小贡山(2号采样点)以及梅梁湖的马山(3号采样点)和拖山(4号采样点)不同季节16种多环芳烃的分布特征及风险,并采用特征化合物及多元统计分析方法分析了多环芳烃的来源.结果表明:春季受周围工业生产影响,多环芳烃质量比较高,质量比在342.1～611.1ng/g之间;夏季受高温及引江济太调水工程影响,梅梁湖多环芳烃质量比下降,而贡湖1号与2号采样点出现全年最大值,质量比分别为558.4ng/g与335.6ng/g;冬季梅梁湖2个采样点多环芳烃质量比变化较小,贡湖则出现全年最小值,质量比分别为248.8ng/g与340.5ng/g.太湖北部湾中多环芳烃尚未对周围环境造成明显的不利影响.油料、木材和煤炭燃烧是多环芳烃的主要来源.     

北京石景山古城地区大气中有机污染物定性定理研究

对北京石景山古城地区大气中有机质浓度，各族组成及其饱和烃，多环芳烃的组成和分布特征进行了分析。大气飘尘芳烃中共检测出40多种多环芳烃，其中很多属于美国国家环保局（EPA）优先控制污染物，具有致癌和怀疑有致癌的多环芳烃，其主要来源于煤的不完全燃烧，也有相当部分来源于汽车尾气的排放。其中煤化石油所造成的污染更为严重。从本次所测定的典型多环芳烃的含量即可发现，经过几年大力整治，特别是经过北京市蓝天工程，2001年大气中的多环芳烃含量比1997年低得多，使北京市大气环境质量得到了很大的改善。     

不同煤种中可提取多环芳烃的分析

煤利用过程中释放多环芳烃类污染物带来重大环境问题,研究不同变质程度煤中PAHs的含量与分布可为煤利用过程中的PAHs的形成与释放控制提供资料。本文在对淮北煤中PAHs的提取分析的基础上,结合本实验室研究数据,着重分析了不同煤种对可提取多环芳烃含量、分布影响。研究认为煤中碳、氢、氧及其它煤质组分与可提取多环芳烃有着密切的关系。     

Performance of PAHs emission from bituminous coal combustion

Carcinogenic and mutagenic polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) generated in coal combustion have caused great environmental health concern. Seventeen PAHs (16 high priority PAHs recommended by USEPA plus Benzo[e]pyrene) present in five raw bituminous coals and released during bituminous coal combustion were studied. The effects of combustion temperature, gas atmosphere, and chlorine content of raw coal on PAHs formation were investigated. Two additives (copper and cupric oxide) were added when the coal was burned. The results indicated that significant quantities of PAHs were produced from incomplete combustion of coal pyrolysis products at high temperature, and that temperature is an important causative factor of PAHs formation. PAHs concentrations decrease with the increase of chlorine content in oxygen or in nitrogen atmosphere. Copper and cupric oxide additives can promote PAHs formation (especially the multi-ring PAHs) during coal combustion.     

气化灰渣的理化性质及其对石油焦/CO2气化反应特性的影响

采用XRF、XRD和SEM/EDS等分析手段对神华煤气化灰渣的理化性质进行了表征,并考察了气化灰渣对金山石油焦/CO2气化反应活性的影响。结果表明:炉底灰渣和炉顶飞灰的灰分质量分数分别为78.39%和62.71%;炉底灰渣中Ca和Fe的质量分数较炉顶飞灰高,而炉顶飞灰中Si和Al的质量分数则比炉底灰渣高;气化灰渣中的矿物质主要以对气化反应无催化活性的惰性物质形态存在,炉底灰渣中对含碳物料气化反应有催化作用的主要是少量的硫酸钙、氧化铁和钾芒硝(K3Na(SO4)2),而炉顶飞灰中则是少量的硫酸钙;随着气化灰渣添加量的增加,石油焦催化气化反应速率达到最大值时所对应的转化率逐渐减小。当气化灰渣的添加量为5%~30%时,石油焦的气化活性提高了2~7倍,其中炉底灰渣的催化活性稍优于炉顶飞灰。     

风力干式选煤技术在北宿煤矿的应用

兖州矿区北宿煤矿的煤质属高硫气煤类，燃烧后SO2排放量大，利用受到限制。跨入新世纪后，兖矿集团加快了高硫煤气化合成甲醇及气化发电项目的建议，给矿区高硫煤由燃料煤转向气化用原料煤提供了发展机遇。本文介绍了风力干式选煤技术的原理，针对北宿煤矿煤质特性，从多种选煤工艺方案中比选出投资少、生产成本低、经济效益显著，加工处理后能满足煤化电联产气化用原料煤要求的选煤工艺方案－风力干式选煤。     

中小型厂氨合成流程的热力学分析比较

本文采用粗(米用)分析法对我国中小型合成氨厂的氨合成流程进行了分析比较,绘制了(米用)流图。结果表明,改善制气工艺、降低新鲜气中惰性气含量、适当提高循环气惰性气含量是最有效的节能降耗措施。适当提高合成压力,采用中置锅炉甚至前置锅炉回收合成废热也会收到较好的效益。     

高炉碱金属富集区域钾、钠加剧焦炭劣化新认识及其量化控制模型

碱金属对高炉内焦炭的破坏大多通过研究碱金属碳酸盐对焦炭气化反应的影响,从而得出钾、钠破坏性相近,在控制碱金属入炉时也基本不对二者进行区分;但高炉调研表明在碱金属富集明显加剧的区域碱金属碳酸盐已分解且焦炭中钾含量均大于钠.本文通过热力学计算得知在碱富集区域碱金属主要以单质蒸气而非碳酸盐或氧化物形式存在,据此设计了模拟此区域有无CO2时钾、钠单质蒸气在焦炭上的自主吸附和破坏实验,结合原子吸收光谱法、X射线衍射法和扫描电镜-能谱分析发现钾蒸气和焦炭中灰分大量结合形成钾霞石后体积膨胀、裂纹扩展导致碱金属富集区域钾在焦炭上的吸附和破坏能力均远大于钠,因此建议尽量采用低灰分焦炭并严格控制入炉钾负荷.进一步研究体系中不同钾蒸气含量对气化反应的影响规律,得出当钾蒸气与焦炭的气固质量比率超过3%后焦炭反应性陡升.依据碱金属富集区域钾、钠在焦炭上的不同吸附和破坏性,建立了钾、钠各自入炉上限及总量上限的量化控制模型.     

炼焦配煤中添加铁矿石对焦炭性能的影响

通过在炼焦配煤中添加不同配比的加拿大精矿粉、澳大利亚FMG粉和鄂西高磷铁矿粉炼制铁焦,并对其显微强度、相对密度、气孔率、冷强度、反应性、反应后强度和气化反应开始温度进行分析,探讨配煤中添加铁矿石对焦炭性能的影响。结果表明,在配合煤中添加质量分数为15%的加拿大精矿粉所制得的铁焦在反应性高的情况下,具有合适的反应后强度;金属铁对焦炭气化反应具有正催化作用。     

煤炭地下气化多阶段数学模型

在煤炭地下气化过程中,干燥、热解及气－煤反应是非常重要的产气过程,它决定着地下煤气的组成和气化工作面的效率。鉴于此,分析了煤的干燥和热解特征,研究了煤的干燥模型、热解动国学模型、气－煤焦反应动力学及多孔煤块中气体的扩散和流动规律,在此基础上,建立了煤炭地下气化干燥、热解及气－煤焦反应的多阶段数学模型,并对计算结果进行了分析与讨论,模拟结果表明,数值计算值与实测值较为吻合,证明了煤炭地下气化过程多阶段数学模型的建立、参数的选定及对定解条件分析与处理的正确性和合理性。     

烟煤高温焦炭微晶结构的X衍射研究

采用Ｘ衍射（ＸＲＤ）方法研究了各种烟煤焦炭在１５００℃下的微晶结构特点并计算了结构参数,表明低变质程度烟煤焦炭的微晶化程度差,Ｃ含量低,活性好;中高变质程度烟煤焦炭的微晶化程度好,Ｃ含量高,活性差。     

高炉熔渣中煤-CO2气化反应性的实验研究

利用STA409PC综合热分析仪以等温热重法对高炉熔渣中煤焦-CO2气化反应性进行了研究,主要考察了渣煤比、气化反应温度和煤种对气化反应的影响,并用反应速率方程法对其动力学参数进行求算.实验结果表明:煤焦的碳转化率、气化反应速率与渣煤比正相关;在煤焦的气化反应中,高炉熔渣具有一定的促进作用;在1673K以下,煤焦的碳转化率、气化反应速率峰值随温度的升高而上升,而当温度高于1673K后,煤焦的碳转化率、气化反应速率峰值随温度的上升呈现下降的趋势;不同煤种,其气化反应性有很大的差异,大同煤的气化反应性要好于阜新煤和焦炭;不同条件下,煤焦的气化反应动力学参数具有很大的差异,焦炭的表观活化能和指前因子随渣煤比的增大而升高,阜新煤的表观活化能和指前因子随渣煤比的增加先降低、后升高.