电厂燃煤产物中重金属元素的环境影响评价研究

以山东矿区某两个电厂燃煤为例,探讨了燃煤产物中重金属元素的环境影响评价方法。测定了电厂原煤、飞灰、底灰中As、Cu、Zn、Pb这4种重金属元素的含量,通过浸泡实验测得了燃煤产物中重金属元素的浸溶率,计算出了燃煤产物中重金属元素对大气、水环境的污染因子。结果表明,电厂燃煤过程中,重金属元素挥发性较高,两电厂对大气环境的综合污染因子分别为6.83和7.93,污染等级为重污染。对于水环境的综合污染因子为4.35与3.38,也属重污染。     

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．     

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。     

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.     

循环流化床锅炉燃煤电厂微量元素的排放特征

利用质量平衡法和富集因子法研究循环流化床锅炉燃煤电厂有害微量元素的再污染、转变机理和污染物对环境的再释放等排放特征.结果 表明:由相对富集系数值,可对七种有害微量元素进行初步分类;在燃煤电厂的循环流化床锅炉燃烧过程中,有害微量元素分配行为受元素的赋存状态、燃烧温度等影响,以及在燃烧后飞灰中易溶组分增加;在燃烧区亚微米灰...     

煤燃烧过程中痕量元素的分类研究

采用原子吸收分光光度计(带测汞装置)、石墨炉原子吸收光谱仪和X射线荧光光谱仪，测定了一台220t／h煤粉炉中原煤、底渣和飞灰中9种痕量元素的质量分数．除As因质量分数低不能归类外，其他痕量元素按照在飞灰中相对富集系数不同，可分成3类：第1类是Pb，Zn；第2类是Mn，Cr，Se，Hg；第3类是Ba，Cd．按照飞灰相对于底渣痕量元素富集程度不同，可分成两类：第1类是Mn，Cr；第2类是Pb，Bd，Se，Zn，Cd，Hg．按照痕量元素挥发性和在燃烧产物中的分布规律，可分成3类：第1类是Hg；第2类是Pb，Ba，Zn，Cd；第3类是Mn．Se介于第1类元素和第2类元素之间．Cr同时表现出第1类和第3类元素性质．研究还发现除Mn外，其他元素在飞灰中的富集程度随粒径减小而增加；Pb比Cd更容易挥发．     

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.     

燃煤电厂PM10颗粒痕量元素富集与粒径关系统计研究

煤燃烧带来的痕量元素排放是一个长期的环境问题。以PM10为主的细颗粒飞灰对痕量元素有较强的富集作用,且可以随着空气进入呼吸道,对人体危害很大。为了更好地理解痕量元素在细飞灰上的富集规律,该文通过对现有文献的广泛收集和整理,并通过统计分析研究了PM10飞灰颗粒粒径对Hg、Pb、As、Se、Cr、Cd、Cu、Co、Ni、Be 10种痕量元素富集的影响,得到了飞灰颗粒粒径与痕量元素富集关系的经验公式,利用这些经验公式可以对燃煤电厂与PM10相关的痕量元素排放情况进行初步判断。分析发现:PM10飞灰对痕量元素的富集作用强弱程度与痕量元素的挥发性呈正相关,其中Hg、Pb、As、Se、Cd、Cr 6种挥发性元素随着PM10飞灰粒径的减小富集程度增加,且PM2.5范围内的飞灰颗粒对痕量元素富集作用受颗粒粒径的影响最为显著;Cu、Co、Ni、Be 4种非挥发性元素在PM10范围内的飞灰颗粒上体现出较弱的富集作用,且受颗粒粒径影响不明显。     

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。     

硒元素在低热值电厂燃烧残余物中的分布与环境贡献

对煤泥、煤矸石低热值电厂的不同燃料、除尘器飞灰及渣中痕量元素硒进行研究。化学分析表明,硒在颗粒较粗的除尘器飞灰中亏损,而在细颗粒飞灰中显著富集.粗、细飞灰含硒量的差异与飞灰的颗粒大小和形态有关,细小飞灰中存在较大比例的蜂窝状结构,增加了比表面积,吸附能力显著提高.由于锅炉构造和燃烧特征不同,与煤粉炉相比,循环流化床锅炉底渣中硒的亏损更加强烈.通过物质平衡计算,燃烧后的硒近80%～90%存在于除尘器飞灰当中;6.60%～15.23%的硒随气流和烟气细飞灰直接排放入大气;渣中硒含量较低,对于环境的影响很小.脱硫剂石灰粉的使用,在燃烧过程中产生的CaO不仅吸收了SO2还可与高温产生的SeO2气体进行反应,将大部分硒捕获在除尘器飞灰中,降低了硒的挥发性.然而排放入大气的硒活性最高,随着电厂的运行,排放量亦将非常显著,应进一步加以控制.     

灰渣的湿法消化法及其利用

采用高压消化罐法消化样品，采用正交试验设计实验方案，用ICP-AES测定了煤燃烧后底灰中的镁、锰、镍、钾、钙、铝、铁、铜、镓、钛、汞、钒、锗、铈14种元素的含量，方法回收率在89.0％～108．7％之间，相对标准偏差均小于1．97％．方法简单、快速、准确性好，实现了多元素同时测定，测量结果表明，煤燃烧后的底灰与原煤相比微量金属元素普遍得到了富集．     

煤灰中微量重金属元素的迁移性实验研究

为了解煤灰中部分微量重金属元素的迁移性，用去离子水、含有机酸及含无机酸三种滤液，对煤的灰化灰和循环流化床燃烧灰进行了长期的浸取实验，实验结果表明，不同淋滤液浸取率明显不同，煤灰中Cr,Ni和Zn的浸取率，含无机酸的淋滤液高于含有机酸的，含有机酸的淋滤液又高于去离子水，不同燃烧方式产生的为煤灰中，微量重金属元素的浸取率不同，高温灰化灰中As,Cr,Ni和Zn的浸取率基本上都高于循环流化床灰中的浸取率。As在中性和弱碱性条件下容易迁移，但是As和CaCO3在弱碱性条件下发生协同作用，共沉淀加脱硫剂CaO燃烧的煤灰中，残余的CaO转化为CaCO3，因此As的迁移性降低，煤灰中部分微量重金属元素发生迁移对周围水体会造成一定的污染。     

矿区废弃物不同工艺处理对淋溶水的影响

采用柱状模拟试验研究煤矸石和粉煤灰不同工艺处理对淋溶水的影响,结果表明:煤矸石淋滤液酸性极强,污染性较大,对照GB3838-2002《地表水环境质量标准》的要求超标严重。添加粉煤灰在一定程度上能够减轻淋滤水的pH值,SO42-,PO43-,Fe污染,煤矸石和粉煤灰均匀混合以及上下分层工艺能够有效地降低煤矸石对周围水环境的污染,为治理矿区酸性水提供了理论依据。     

生物质垃圾与煤混烧污染特征的研究

对不同配比复合垃圾衍生燃料做实验试烧,并对燃烧产生的NOx、SO2等燃烧排放污染物进行了监测.利用扫描电镜(SEM)和能谱(EDX)结合联用技术观察了生物质垃圾与煤混合压制燃料的燃烧颗粒的微观形态特征.结果表明,随着生物质比例的加大,发现飞灰颗粒有细化的现象.Cl元素的排放主要出现在燃烧初期.钾的主要存在形式是氯化钾.飞灰颗粒的所有能谱分析中并没有检测到重金属元素的存在.     

粉煤灰土壤改良剂在现代种植环境中的应用研究

在研究分析中国现代种植环境中土壤微量元素循环的规律和缺乏现象的基础上，针对其不可持续性提出了选用低灰和低有害物质的粉煤灰作为土壤微量元素补充改良剂使用的理论观点，并通过选择用以大同煤为燃料的胜利油田发电厂排出的粉煤灰为研究对象，在龙口地区进行了大田种植玉米的试验研究。研究结果表明某些低灰的且有害元素含量少的煤所形成的粉煤灰，可以作为土壤微量元素补充的改良剂来大量使用并获得较好的土壤改良和农作物增产的效果。     

粉煤灰土壤改良剂在现代种植环境中的应用研究

在研究分析中国现代种植环境中土壤微量元素循环的规律和缺乏现象的基础上,针对其不可持续性提出了选用低灰和低有害物质的粉煤灰作为土壤微量元素补充改良剂使用的理论观点,并通过选择用以大同煤为燃料的胜利油田发电厂排出的粉煤灰为研究对象,在龙口地区进行了大田种植玉米的试验研究。研究结果表明某些低灰的且有害元素含量少的煤所形成的粉煤灰,可以作为土壤微量元素补充的改良剂来大量使用并获得较好的土壤改良和农作物增产的效果。     

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。