煤炭开采对环境的污染与清洁开采技术

煤炭开采是我国目前一项相对重要的开发技术,在满足相关企业的经济条件环境下,也导致了煤炭在开采的过程中出现了不同程度的环境污染,着对人类赖以生存的环境造成了很大的影响。为了保护自然环境不受灾害,我们需要进行一定的防范措施,本文就煤炭开采下的环境污染进行分析如何使自然环境受污染程度降到最低。     

论我国煤炭清洁高效利用的法律政策保障

为减缓源自煤炭使用的生态环境不利影响,我国正在推动煤炭利用方式转变,近些年出台了《煤炭清洁高效利用行动计划(2015—2020年)》《工业领域煤炭清洁高效利用行动计划》等一系列法律政策,提升了煤炭清洁高效利用水平。但是由于相关法律政策存在体系不完善、定价机制不健全、正向激励不足、相关规定存在冲突等问题,导致法律政策的引导和规范作用并未充分发挥。基于资源禀赋,短期内我国将很难改变以煤为主的能源结构。为此,建议通过健全法律政策体系、推动定价机制改革、加强财税支持、增进政策协调等途径,使法律政策更加完善、增强可操作性,进一步推动煤炭清洁高效利用。     

燃煤流化床钙基脱硫剂对NO转变率的影响及机理

在φ150mm×1000mm流化床试验台上,温度区间840℃～960℃,研究了钙基脱硫剂品种、粒径和Ca/S比对NO转变率的影响.阐述了钙基脱硫剂使NO转变率增加机理试验发现,同等质量钙基脱硫剂使NO增加的次序为氧化钙、石灰石、方解石;Ca/S比越大,NO转变率越高;粒径为1～2mm时NO转变率最大,2～3mm时次之,0.2～1mm时最小.加入脱硫剂降低了HCl、HF、SO₂的浓度,导致O、H、HO₂浓度升高,CO的氧化反应加速,在床料、燃料灰催化作用下CO与NO的反应减慢,最终导致NO浓度升高.     

中国露天生物质燃烧的温室气体排放及秸秆禁燃政策的协同减排效应

露天生物质燃烧是温室气体(CO₂、CH₄、N₂O)的重要排放源之一,这些排放可影响本地、区域和全球的大气化学和气候变化,并带来一系列生态环境问题,进而对人类及其他生物的生存环境产生影响.本研究采用卫星火点排放清单(FINN),对2010—2019年中国露天生物质燃烧温室气体排放进行研究,并分析秸秆禁燃政策对温室气体排放的影响,对后续秸秆禁燃政策的制定具有重要参考价值.结果表明,我国2010—2019年平均年温室气体排放量为1.53×10⁸t(将CH₄和N₂O的温室效应换算为同等效应的CO₂当量单位),总体呈波动性下降趋势.温室气体排放量最大的植被类型是森林(7.43×10⁷t)和农作物(3.19×10⁷t),分别占总排放量的48.7%和20.9%.从月分布来看,露天生物质燃烧排放的温室气体集中在2—6月,3月是高峰值.从空间分布上看,排放主要集中在华南、西南和华东地区,占总排放量的72.9%...     

牛粪与煤共燃对热值、燃烧速率及烟气排放物的影响

在试样质量以及其他的试验条件基本相同的情况下,将煤与生物质(牛粪)按一定比例混合,对其进行热值测定、燃烧速率及污染物排放特性分析.结果表明,在试验用煤中加入生物质(牛粪)其热值降低,燃烧速率在燃烧前期增大,中后期变化不大,主要污染物SO2,NOx排放浓度却均有不同程度的降低,另外对生物质能降低热值及SO2,NOx排放的原因进行了讨论.     

电石渣和铝土粉的高温燃烧脱硫特性及微观分析

研究了电石渣和铝土粉作为燃煤添加剂的高温脱硫特性及其微观反应机理，发现在1200℃下燃煤中同时添加电石渣和铝土粉时，低温硫析出峰与只添加电石渣时几乎一致，而高温硫析出峰则大大降低，从而使脱硫率由30．5％明显提高到45．19％．XRD和SEM分析表明：电石渣中富含的CaO以及铝土粉中富含的Al2O3，与燃煤固硫过程中生成的部分CaSO4在高温下反应生成了耐热物相“硫铝酸钙”，是钙铝基添加剂比单纯钙基具有更高脱硫率的最主要原因．另外铝土粉增强了电石渣燃煤固硫渣的熔融程度，从而使硅酸盐熔融物有更多机会将CaSO4等固硫产物包裹以抑制其高温分解，是它具有更高脱硫率的另一个原因．     

水处理固体废物用作燃煤锅炉炉内脱硫的机理与实验

对水处理固体废物用作燃煤锅炉炉内脱硫添加剂的机理与实验研究表明 ,水处理固体废物用作炉内燃煤脱硫添加剂时生成一些可以有效地催化脱硫反应 ,以及减缓高温下 Ca SO4分解速度 ,使燃煤脱硫过程的最佳脱硫温度更加接近煤燃烧温度 ,提高燃煤脱硫效率的物质 ,如 Fe2 O3、Si O2 、Al2 O3、K+、Na+等 ;并使得脱硫反应温度更加接近煤燃烧温度 ;当脱硫反应温度在 870～ 92 0℃、脱硫剂与水处理固体废物的重量比为 1∶ 1、Ca/S=2 .0等条件满足时 ,可以得到燃煤脱硫的最佳效果     

含铁物质对燃煤污染特性的影响

利用DTA-TG-DTG设备实验研究了FeCl₃、FeCl₂和Fe₂O₃等含铁物质对燃煤污染特性的影响.结果表明:实验所用的几种含铁化合物均能够改变燃煤污染物的排放规律,但不同种类的含铁物质对燃煤污染特性影响机理不同,所取得的污染物减排效果也不同.在煤燃烧以及煤中S与N向SO₂及NO转化的过程中,FeCl₃既起到催化剂的作用,同时又起吸收剂的作用.FeCl₃催化作用表现在降低了SO₂和NO生成反应的表观活化能,使SO₂和NO能够在较低温度时迅速形成,加快了SO₂和NO生成反应的速率.FeCl₃的催化效果与S在煤中的存在形态有关.FeCl₃的吸收作用表现在FeCl₃本身能够参与SO₂的吸收反应生成FeSO₄或Fe₂(SO₄)₃.此外,FeCl₃还能够改变CO的排放特性,即能够改变煤的燃烧特性.FeCl₂对烟气中SO₂、NO和CO排放特性的影响与FeCl₃相似,但影响效果比FeCl₂₃略差.Fe₂O₃也能够降低烟气中SO₂和NO的体积分数,但Fe₂O₄只是吸收剂,对SO₂和NO的生成过程没有催化作用.Fe₂O₃对CO排放特性的影响不大.     

固体吸附剂控制燃煤重金属排放的实验研究

在滴管炉上进行了烟煤添加固体吸附剂的燃烧实验研究了硫酸钙、石灰石、铝土矿3种吸附剂对重金属元素Pb、Cd、Cu、Co、Ni排放的控制,并采用形态逐级提取法,将排放颗粒物中重金属分为吸附态、离子可交换态、碳酸盐结合态、硫酸盐结合态和残渣态从粗粒灰渣及细微粒子中重金属元素含量的分布和细微粒子中残渣态稳定形态含量增加2个方面说明添加吸附剂对煤中重金属的排放具有一定的捕获力.对不同的重金属,由于吸附剂本身物理化学特性的差异,所表现出的吸附能力也各不相同.硫酸钙对Pb、Cd、Cu的排放有控制作用;石灰石对Pb、Cd、Cu、Nj的排放有控制作用;铝土矿对5种重金属元素的排放都有控制作用吸附剂粒径越小,对重金属的吸附效果越好.     

煤粉细度对一次颗粒物特性的影响研究

以3种不同细度的煤粉在沉降炉中做燃烧实验,利用8级Andersen粒子撞击器分级并捕集燃烧后的一次颗粒物.研究煤粉细度对煤粉燃烧后一次颗粒物特性的影响.结果表明,煤粉越细,燃烧后生成的颗粒物也越细, PM_i的排放量均随着煤粉细度的减小而增大,PM₁₀的量由粗煤粉和中煤粉的13 mg/g左右增大到了细煤粉的21 mg/g;PM_2.5的量由粗煤粉的2 mg/g增大到了细煤粉的8 mg/g.煤粉细度对煤粉燃烧后生成的总灰成分及含量影响不大,但对分级颗粒物的外观形貌影响较大.煤粉细度减小,痕量元素的R_EE增大.R_EE值大小的排列顺序依次为Pb>Cr>Zn>Cu>Ni.细煤粉生成的颗粒物中有毒痕量金属元素的含量更高.元素的挥发能力不受煤粉细度影响,但其挥发程度受煤粉细度影响却不同.细煤粉燃烧比粗煤粉燃烧具有更大的环境危害性.     

中国燃煤汞排放清单的初步建立

建立中国分省燃煤汞排放清单,对于研究汞的大气化学转化、迁移和沉降,制定中国汞污染控制对策具有重要意义.本研究按经济部门、燃料类型、燃烧方式和污染控制技术将排放源划分为65种不同类型,根据各类型的煤炭消费量、燃料汞含量和汞排放因子计算汞排放量,最终建立了分省燃煤汞排放清单.用2组原煤汞含量数据资料计算的2000年中国燃煤大气汞排放量分别为161.6 t和219.5 t,其中绝大部分汞排放来自工业、电力和生活消费,分别占46%、35%和14%.Hg⁰、Hg²⁺和Hg_p在中国燃煤大气汞排放中所占的比例分别为16%、61%和23%.中国燃煤汞排放在各地区间有较大差异,排放量较大的省份有河南、山西、河北、辽宁和江苏,均超过10t/a.     

北京市民用燃煤烟气中气态污染物排放特征

以北京远郊农村居民常用的蜂窝煤、煤球、烟煤散煤为实验用煤,开展燃烧实验.研究了烟气无机污染物排放因子、VOCs释放情况.结果表明在充分燃烧的条件下,蜂窝煤、煤球、烟煤气态污染物SO2排放因子分别为1.50、1.91、1.62kg·t~(-1);NOx排放因子分别为0.420、0.901、2.20 kg·t~(-1);CO排放因子分别为22.4、37.3、87.3 kg·t~(-1).燃烧排放的NOx和CO的排放因子顺序关系为:烟煤煤球蜂窝煤;SO2的排放因子大小顺序分别为:煤球烟煤蜂窝煤.获得了北京市2014年3种民用煤燃烧排放的气态污染物的排放清单,烟煤散煤排放的SO2超过了0.55万t,NOx超过了0.75万t,CO超过了29万t.3种煤质燃烧过程中点火和封火阶段VOCs排放浓度相对较高,各阶段VOCs排放因子为点火阶段最高,封火阶段次之.     

2005年中国燃煤大气砷排放清单

燃煤排放的砷是引起大气环境污染和经济损失的重要痕量元素之一.对燃煤大气砷排放进行估算可以为砷排放法规政策的制定和选择适宜的燃煤砷污染控制技术提供依据.采用基于燃料消耗的排放因子法,按照经济部门、燃烧方式和除尘设施将燃煤排放源进行分类,根据各省区不同排放类型的煤炭消耗量和燃煤平均砷含量,建立了2005年中国燃煤大气砷排放清单. 2005年中国燃煤生产和消耗量分别为2 119.8和2 099.8 Mt.燃煤导致的大气砷排放总量估算约为1 564.4 t,其中排放量最大的省区是山东（144.4 t）,其次是湖南（141.1 t）、河北（108.5 t）、河南（77.7 t）、江苏（77.0 t）等,燃煤大气砷排放主要集中在中东部省区;绝大部分燃煤大气砷排放来自工业（818.8 t）和电力部门（303.4 t）,分别占燃煤大气砷排放总量的52.3%和19.4%;2005年中国燃煤排放的砷大约有375.5 t是以气态形式排放到大气中,占排放总量的24%.总体上,在全国范围内燃煤大气砷污染排放控制的重点是电力和工业部门;而对于新疆、甘肃、青海、贵州等地区,还应关注生活消费燃煤引起的砷中毒事件.     

太原市居民生活燃煤大气污染物排放清单研究

为了科学计算居民生活燃煤对大气污染物排放的贡献率,建立了太原市居民生活燃煤的大气污染物排放清单.利用高分辨率遥感卫星影像、DEM（数字高程模型）和GIS（地理信息系统）对太原市平房空间分布及面积进行了解译,得到2016年太原市平原、山区、城乡区域平房面积.对平原农村、山区农村、城中村典型区域进行实地调查,统计不同区域户均平房面积和生活燃煤使用量,估算得到了平原农村、山区农村、城中村的生活燃煤使用量.结合相关文献测算的排放因子,计算太原市居民生活燃煤散烧的PM₁₀、PM_2.5、SO₂、NO_x、VOCs、CO、OC、EC排放总量.结果表明:2016年太原市有22.8×104户燃煤散烧居民,2016年燃煤消耗量为109.6×104 t,平原和城乡居民是主要的生活燃煤用户也是居民生活燃煤大气污染物的主要排放源;太原市居民生活燃煤散烧的PM₁₀、PM_2.5、SO₂、NO_x、VOCs、CO、OC、EC排放总量分别为9 666.7、7 518.6、8 110.4、1 753.6、657.6、153 549.6、3 419.5、2 882.5 t;2016年太原市清徐县和太原市城区居民煤炭消耗量合计达97.9×104 t,占全年燃煤总消耗量的88%.研究显示,太原市应加快煤改气、煤改电和集中供热建设,进一步推广清洁能源以期减小居民生活燃煤大气污染.      

分级燃烧中固体吸附剂对痕量金属排放的影响

在一维煤粉燃烧炉上进行了烟煤添加不同吸附剂的分级燃烧试验.试验过程中保持总的空气过剩系数a为1.20,分级风量占总风量的20%,炉内温度为1100℃左右.试验发现分级燃烧会增加亚微米颗粒排放,不利于对痕量重金属元素的控制,尤其对挥发性大的元素(如Cu和Ni)影响越明显.热力学计算也表明不同气氛下痕量元素的形态变化过程有很大差异,还原气氛下痕量元素会生成不稳定的次氧化物和还原性产物.固体吸附剂对煤中重金属的排放具有吸附作用,并且不同的吸附剂对不同的痕量元素的吸附效果各不相同,不分级时,对Co,Cr,Ni元素来说,高岭土的吸附效果最好;对Be元素,灰质白云石效果最好;CaO则对Cu元素的吸附效果最好.而在分级情况下,对元素Be,Cr,Ni,灰质白云石的效果最好;对Co和Cu,高岭土的吸附最好.     

晋开化工清洁发展机制的探索与实践

全球气候变化以及温室气体减排,既属于环境问题,同时又是一个重大的经济问题。清洁发展机制是《京都议定书》中规定的发达国家与发展中国家之间的温室气体减排合作方式,其核心是允许发达国家通过与发展中国家进行项目级的合作,获得由项目产生的核证的温室气体减排量。晋开化工通过引进日本三菱公司先进的环境技术和节能技术,对硝酸装置进行N2O的减排治理,实现了清洁发展机制,不仅达到减少温室气体的排放、降低硝酸生产成本,为企业创造可观的经济效益,也为世界环境保护做出了贡献。