煤燃烧和热解过程中As和Se的挥发实验

为了研究煤燃烧过程中痕量元素的挥发及其影响因素,对焦作煤和六盘水煤在200～1 000℃温度范围内进行了热解和燃烧试验,并将底灰中As和Se的变化与煤的热失重进行了对比分析.试验结果显示:As的挥发跟煤的热失重有一定的关系,当煤的热失重最剧烈时,As的挥发速率也最大;对于Se,由于其易挥发性,一般在600℃以后挥发趋于稳定.同时对这两种煤中痕量元素的挥发性进行了比较,发现焦作煤中痕量元素更易挥发,这主要是由于六盘水煤中的含硫量较高,大部分痕量元素跟硫铁矿结合,导致其熔沸点较高.最后,在800℃下对痕量元素As和Se的挥发行为进行了动力学分析.     

平顶山煤矿煤的物质组成特征研究

采用刻槽法在平顶山煤矿采取煤样,对所取煤样利用全自动煤岩系统进行煤显微组分含量测定以及采用手持XRF元素分析仪进行煤中元素含量测试。综合两项实验数据进行数理统计分析,测定结果表明平顶山煤矿煤中镜质组含量约72.97%、半镜质组含量约4.58%、壳质组含量约3.56%、惰质组含量约13.62%。可推断平顶山煤的物质组成特征有利于生成气态烃。煤中所含元素中Fe、S两种元素较为突出,Fe元素平均含量约为1977ppm,S元素平均含量约为4828ppm,两者在煤中可能以具体的矿物形式存在(如黄铁矿等),有助于提高煤生烃过程的转化率。     

煤开采和加工利用中的痕量元素污染

本文讨论了煤开采和加工利用过程中,痕量元素污染物进入环境的途径及其对生态环境的影响。並就煤转化和直接燃烧的痕量元素污染作出了评价。     

我国部分矿区煤的水润湿性研究

用快速照相法研究了我国部分矿区煤的水润湿性及其变化规律.研究证实,煤的水润湿性与煤的工业分析指标间没有明显的相关关系,而与煤的显微组分及有机质元素组成却有明显的规律性联系,煤中镜质组分含量越高,氧元素含量越高,其水润湿性越好,水力防尘效果也越好.     

煤中氟的无机/有机亲和性与洗选特性

为了有效脱除煤中微量有害元素氟,采用浮沉试验、煤中氟质量分数测定技术研究了中国煤中氟的无机／有机亲和性与洗选特性。研究内容包括：煤中氟与灰分、矿物成分之间的关系;煤中氟的有机亲和性与可选性;研究结果表明：煤中氟质量分数与灰分质量分数之间呈正相关关系;中国煤中氟质量分数与灰分之间存在以下指数增长关系;煤中氟质量分数与煤中矿物质的成分有关：煤中氟属“中等无机型”元素,无机亲和力较强,有机亲和力较弱：煤中氟以无机氟为主,有机氟为辅的方式赋存;原煤洗选是脱除煤中氟的一种可行的技术措施。     

污泥与煤共气化过程中含磷化合物对硫元素释放规律的影响

考察了城市污泥与神府煤共气化过程中硫元素的挥发行为。结合X射线衍射(XRD)分析与热力学计算,讨论了含磷化合物对硫挥发行为的影响机理。实验结果表明:污泥中磷酸铝可与硬石膏发生反应,使混合物中硫元素在较低温度下挥发出来。当气化温度为900～1 200℃时,污泥对硫元素挥发比例影响最为显著。当气化温度为1 000℃时,含磷质量分数为0.5%与1.0%的污泥-煤混合物中,硫元素挥发比例较神府煤分别上升了19.2%和35.5%。当气化温度高于1 300℃时,样品中大部分硫元素挥发出来,污泥对混合物中硫元素挥发比例影响不显著。     

煤热解过程中有害元素的迁移机理研究

现代社会高度重视环境保护,对煤中有害微量元素在煤利用过程中的迁移也非常关注,在所有煤中有害微量元素中人们最为关注的包括氟、氯、汞、砷等,这四种元素在煤热解过程中均可以获得较高的挥发性,在燃烧和气化过程中挥发性更高,煤的利用是环境中氟、氯、汞、砷的重要来源。这些元素进入环境后造成环境污染,严重影响人类的生产和生活质量。     

高碱煤自身灰捕捉碱金属特性的实验与量化

基于高碱煤自身灰能够捕捉煤中碱金属这一行为特性,模拟实验探究自身灰与高碱煤反应过程的元素迁移及物相变化,结合量子化学计算对煤灰反应矿物质钠长石的反应活性进行研究,进而为实际工业锅炉燃煤控制与改善提供理论指导。结果表明:自身灰对于高碱煤中碱金属元素具有良好的捕捉效果,利用自身灰解决高碱煤沾污结渣问题具有较高的可行性;自身灰捕捉高碱煤中的Na元素主要赋存于霞石、钠长石等矿物质中,不同温度条件下,Na元素的迁移特性不同;煤灰矿物质钠长石的反应活性较高,易与亲电体系反应,其最高占据轨道几乎完全是由氧原子的2p轨道组成,Al-O键的键长较长,更容易发生断裂参与体系成键。     

用MCNP模拟中子煤质检测时外水增加对低位热值的影响

利用MCNP程序模拟了煤样品中外水含量的增加对低位热值的影响.模拟结果显示煤样品随着外水分的增加,C元素的特征γ峰计数不断减少,计算得到的低位热值明显降低.用中子法进行煤质检测时,煤中外水含量越大,对C元素测量结果带来的误差越大,从而对低位热值计算精确度产生的影响越大.     

基于XPS对不同密度级炼焦煤表面碳氧结构的分析

密度是煤的本征特性,碳是煤最主要的组成元素,氧是煤中最丰富的杂原子,采用XPS测试技术,基于不同密度解析煤中碳、氧两种元素赋存形态,对准确表征炼焦煤表面结构具有重要意义。以山西孝义煤为研究对象,XPS结果表明:C-C和C-O是煤中主要存在的碳氧结构,且煤样中存在较多的烷基侧链。随着密度的增大,煤中不同碳、氧官能团含量略有变化,C-C、C=O和O=C-O的相对含量减少,C-O的相对含量增加。     

贵州织金县以那矿区龙潭组煤中元素的地球化学特征

研究煤中元素的地球化学特征,对于还原聚煤环境以及探究元素对生态的影响具有重要意义。以贵州织金县以那矿区龙潭组多煤层为研究对象,综合利用数理统计方法、灰成分分析法和富集系数法研究了不同层段煤中常量元素、微量元素的地球化学特征。结果表明,各煤层总体为中灰分、特低挥发分、中高～高硫煤;各煤层硫以黄铁矿硫为主,黄铁矿硫与全硫显著正相关,黄铁矿呈聚集团块状和分散颗粒状分布,表明煤层中硫的富集可能受泥炭堆积时期海水的影响;大部分煤层灰成分指数大于0.22,27号煤层小于0.22,说明该矿区大多数煤层形成于海相环境,仅个别煤层为陆相沼泽成因;可采煤层中As的富集系数达6.02,属高砷煤,6、7、10号煤层F含量明显高于中国煤和世界煤中均值,属高氟煤,建议在煤炭开发利用过程中重视As、F等有害元素的治理和生态环境的保护。     

Shell煤气化飞灰粘附特性影响因素探讨

针对Shell粉煤气化炉飞灰的粘附特性,利用XRF、激光粒度分析仪、SEM-EDX等仪器对采自皖北、云南矿区的两种煤在Shell气化过程中形成的飞灰样品进行了分析检测,探讨了化学成分、粒度分布、表面形貌及元素组成等因素对飞灰粘附特性的影响.结果表明,皖北煤飞灰中一些微量元素含量比云南煤飞灰含量高,颗粒直径在1～2 μm范围的大颗粒数明显少于云南煤飞灰,但是飞灰的比表面积大于云南煤飞灰,这是皖北煤飞灰的粘附性比云南煤要高的主要原因;此外,飞灰颗粒为球状,表面附着小的球形颗粒,该颗粒的Ca元素含量较高,使得它们彼此容易粘连在一起,从而促进了飞灰的粘附和沉积.     

煤中痕量元素分布特征的聚类分析研究

测定了青山烟煤、合山烟煤、莱阳无烟煤、加福无烟煤、河南贫煤、黄石贫煤和韶关贫煤等七种不同煤样中的Ａｓ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｐｂ，Ｎｉ，Ｖ，Ｃｕ，Ｃｄ，Ｂｅ，Ｇｅ等１０种痕量元素的含量，并用聚类分析法分别对１０种痕量元素和七种煤样进行分类研究，解释了这些痕量元素在煤中的分布特征。     

黄陇煤中微量有害元素的赋存与洗选洁净潜势

采用电感耦合等离子体发射光谱和化学分析法对黄陇煤田侏罗纪煤中多种微量有害元素进行了分析,探讨了其在煤中的富集特征。运用相关分析和聚类分析法研究了煤中微量有害元素与工业分析参数、全硫,以及微量有害元素间的相关性和共生组合关系。研究发现:F,Mn,Sr,Ba,Se,P,Cl含量较全国水平明显偏高,U,Cr,Cu,V,Zn等元素含量与全国水平相当。Cl,F,Se具有较强的有机亲和力,Cr,Mn,Cu,V,Zn,Sr,P,Ba,U为亲无机元素。Se,Cl,F主要以有机态存在。Cr,V,Cu,Sr,Zn吸附于粘土矿物。Mn,U,Hg赋存于黄铁矿或磷酸盐矿物中。Ba以重晶石形态存在。洗选可以减弱以无机态赋存元素的环境影响,但对以有机态赋存元素起反作用。     

煤中砷对环境和人类健康的危害

总结了元素砷的一些基本性质及煤中砷的来源，重点论述了煤中砷对环境的污染和对人类健康的危害，并提出了一些预防的建议和意见。     

煤燃烧过程中砷的析出规律

为降低煤中砷元素对大气造成的污染,采用煤燃烧实验研究了煤燃烧过程中砷的析出规律。研究结果表明,在煤燃烧过程中,随着燃烧温度的升高,煤中砷的释放率逐渐增大,残留到燃煤灰渣中的砷含量逐渐减少。在不同的燃烧温度下,燃煤灰渣量几乎没有改变,煤中砷的释放率却有较大的差异。燃煤排放的飞灰和烟尘以及粉煤灰的裸露堆放是环境砷污染的主要途径之一。     

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．     

抚顺煤热解过程中N2生成的实验研究

利用固定床反应器在600~1 300℃范围内进行抚顺煤的热解实验,研究了热解过程中燃料N向N2的转化,以及脱除矿物质元素和添加催化剂对N2生成的影响.升温速率是20℃/min,热解载气为高纯He,热解产生的N2用气相色谱方法定量分析.实验结果表明,抚顺原煤在600℃热解时N2生成量很少,不足10%.随着热解温度的进一步升高,煤中N向N2的转化率几乎呈线性增长.N2的来源一是直接从煤的大分子结构中释放,二是由矿物质元素与燃料氮之间的固相反应产生.抚顺煤脱除矿物质后热解时,N2的生成量明显减少.Ti、Na、K、Fe、Ca类矿物质元素的加入不同程度地促进了N2生成,而且其作用温度区间各不相同.     

乌达烟煤的微观结构与自燃的关联性分析

为探讨煤微观结构对煤自燃的影响,借助了傅里叶变换红外光谱仪分析和确认乌达烟煤微观结构中所含的各类官能团,并对煤样辅以工业分析和元素分析。通过对乌达烟煤微观结构的定性分析得出：同一煤层煤样的红外光潜图其峰形基本一致,只是峰强不同：煤结构中的含氧官能团、芳香度的高低和烷基侧链对煤自燃影响较为显著,决定了煤与氧发生氧化反应的难易程度。     

煤燃烧过程中痕量元素分布规律的实验研究

以流化床燃煤过程为研究对象，在实验室小型一维煤粉燃烧炉上进行实验，研究了煤燃烧过程中痕量元素的排放特点．实验模拟流化床低温燃烧的特点，采用焦作无烟煤、西山贫煤、六盘水贫煤、萍乡烟煤、平顶山烟煤和小龙潭褐煤等6种典型煤分别在650℃，800℃和950℃3个工况下燃烧，结果表明Hg在灰中几乎不富集，是易挥发的痕量重金属元素；Pb在灰中的含量随温度升高有下降的趋势，部分富集在细微颗粒上随烟气排出；Cr和CA两种痕量元素大部分留在灰渣中，不易挥发。