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。     

淮南煤中汞的分布与赋存

煤中汞含量是估算燃煤排放汞量的重要数据之一,掌握淮南煤中汞的分布与赋存特征对研究华东地区煤中汞含量及减少燃煤造成的汞环境污染具有重要意义。通过对淮南9个矿区70个煤样中汞含量测试,分析其分布特征;研究煤炭洗选对煤中汞含量的影响及汞与煤中硫、灰分、铁和硒的相关关系,阐明淮南煤中汞的赋存状态。结果表明:淮南煤中汞含量算术平均值为2.22×10~(-7),与中国煤中汞平均值非常接近,略高于国外主要产煤区。矿物不是淮南煤中汞的主要赋存状态,汞主要被有机质束缚,或以极微小颗粒的形态弥散于煤的有机组分中。     

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.     

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、汞分为可交换态、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.     

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。     

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.     

宁夏北部农耕地土壤中硒的质量含量及形态、价态分析

以宁夏北部富硒土壤为研究对象,分析耕作层土壤中硒的质量含量、赋存形态和价态.结果表明,宁夏北部农耕地富硒土壤呈大面积连片分布,土壤中硒的质量含量为0.02～1.80 mg/kg,平均值为0.26 mg/kg.土壤中7种形态硒的质量含量由大到小为残渣态、强有机结合态、腐殖酸结合态、水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧...     

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．     

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。     

混煤燃烧特性的热重实验

将洞口和平煤分别与邵阳岩头岭、武冈龙坪老矿煤在不同配比下得到的混煤在STA449F3型热重分析仪中进行热重实验,利用热重分析法对两种不同掺烧方式下的混煤进行燃烧特性实验研究,分析两种掺混方式下混煤的着火温度和可燃性,并对其燃尽特性和综合燃烧特性进行研究,研究结果表明,各混煤的着火特性、燃烧特性和综合燃烧特性都是随着易着火煤种比例的增加而有所改善,通过对各项性能的分析,确定了混煤的最佳掺配比。     

煤中环境敏感性痕量元素的挥发性研究

对我国西北部4个电厂原煤在实验室不同温度下进行燃烧实验，应用原子吸收光谱（AAS）、电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）和仪器中子活化（INAA）等方法对煤和灰样中舡，Pb，Hk，Cd，Co，Se，Mn，U，Th，Be，Mo，Sb，Br和V等14种环境敏感性痕量元素的质量分数进行了测定，通过对比痕量元素在煤与灰样中质量分数的差异以及不同温度下痕量元素的挥发率，研究了在实验室不同温度下痕量元素的转化、分配规律，结合元素的赋存状态和物理化学特性，揭示了影响痕量元素燃烧迁移、分配规律的主要因素．     

中国煤中氟燃烧排放特征与排放限值

为了确定中国煤中氟燃烧捧放特征和捧放限值，通过大样本测试与统计，得到了中国煤中氟含量的分布特征；通过典型电站锅炉、工业锅炉和流化床锅炉的煤、飞灰、底灰样品的采样测定，提出了煤中氟在燃烧产物中的总量分配模式，得到中国不同炉型燃煤氟捧放基本特征；比照大气污染物综合捧放标准和工业窑炉大气污染物捧放标准的规定，初步得到了中国燃煤氟化物排放限值和超标煤种的比例。结果表明：比照大气污染物综合捧放标准（GB16297-1996）和工业窑炉大气污染物排放标准（GB9078-1996）中对氟化物捧放限值的规定，中国煤在各种燃烧设备的燃烧过程中，大部分煤种的氟含量是超标的，若在燃烧过程中不采取相应措施，将会对环境造成一定程度的大气氟污染。     

Mercury isotope variations in surface soils in different contaminated areas in Guizhou Province, China

Guizhou Province is known as a heavily Hg-polluted area in China due to its special geochemical background and complicated Hg emission sources.In this study,we investigated the Hg isotope compositions of surface soil samples in the Hg mining area,zinc smelting area,coal combustion area,which are known to be the typical pollution regions of Hg in this province.We also compared the Hg isotopic fingerprints of primary Hg sources,such as hydrothermal Hg-bearing ores,coals and atmospheric Hg samples.According to our study,Hg stored in surface soils in different pollution regions in Guizhou Province displays a wide range of both mass dependent fractionation(MDF,δ202Hg) and mass independent fractionation(MIF,△199Hg).δ 202 Hg varies by 2.0‰ and △199Hg varies by 0.25‰ in the investigated surface soils.This study demonstrated that using a "MDF-MIF" two dimensional Hg isotope system could be particularly useful in discriminating Hg sources in soils.     

Fluorine emission from combustion of steam coal of North China Plate and Northwest China

To study the amount of fluorine emission from the combustion of the steam coal (mainly Permo-Carboniferous coal) from the North China Plate and Northwest China, the fluorine contents of the coal, the fly ash and the cinder in high-temperature power stations as well as mid-low temperature power stations have been analyzed. This note provides a rough estimate of the total annual amount of fluorine emission as well as emission ratio from steam coal combustion in China. Our results show that by combustion of 1 t of Permo-Carboniferous coal (containing roughly 100 g fluorine), high-temperature power stations emit roughly 90 g fluorine into the atmosphere. The fluorine emission ratio of coal combustion in high-temperature power stations is about 96% and that in mid-low temperature power stations is about 78%. A total of 800 million tons of coal is burnt in China every year, and the coal comes mainly from Permo-Carboniferous deposite in the North China Plate and Northwest China coal mines. Taking the average fluorine content of the coal used at a low value of 100 mg/kg, the total annual fluorine emission from steam coal combustion into the atmosphere is estimated to be 66398 t.     

煤自燃性的红外光谱研究

煤自燃主要受煤结构和环境因素影响.在确定的粒度与外界条件下,可通过分析煤结构来判断其自燃倾向性.文中根据神府煤及其预氧化产物的红外光谱特征,说明煤的氧化是从一些氧化活性基团开始,且活性基团含量越大越易自燃;提出了通过红外光谱及其差谱分析,对比不同煤种中氧化活性基团的相对含量而预测煤自然发火期的方法;通过对灵武、大柳塔和焦坪煤进行红外光谱分析,得到了它们自燃倾向性的次序,并根据焦坪及大柳塔煤层的自然发火期,确定了灵武煤自然发火期的范围.研究结果与实验模拟及现场观测结果一致,说明用FTIR研究煤的自燃倾向性是可行的.     

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.     

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。     

Estimate of arsenic emission amount from the coal power stations in china

Arsenicisoneofthemostpopularandharmele-mentsintheenvironment[13].ThearsenicpollutionintheatmosphereisveryheavyinFushun,Shenyang,Lanzhou,Guiyang,ChengduandChongqing,etc.IntheSouthwestChinathereare3000eventsofarsenictoxicosisbecauseofhigharseniccoalscombustionandabout10000peopleareeffected[4,5].Therefore,thesourcesofarsenicintheenvironmentanditstreatmentarepaidmoreattentionto.CoalisthebasicpowersourceinChinaandabout1000milliontonsperyearisconsumeddirectlyasfuel[6,7].Steamcoalburntinpowerstat…