大气污染及其防治

X51200600130电厂煤燃烧后元素硒的分布及对环境的贡献/徐文东(中科院地质与地球物理研究所)…∥环境科学/中科院生态环境研究中心.-2005,26(2).-64～68环图X-5对电厂煤、除尘器飞灰、渣及不同粒径的烟道飞灰中痕量元素硒进行研究。化学分析表明,硒在渣和除尘器飞灰中亏损而在细飞灰中富集,尤其在>19.0μm的飞灰中明显富集,富集系数达到5.15,造成这种现象的原因一是挥发性元素的挥发-凝结作用,二是燃烧产物在燃烧气流中停留的时间,三与飞灰颗粒形态有关,>19.0μm的飞灰中多孔颗粒可能是造成其富集的原因。逐级化学提取实验表明,煤中硒主要…     

电厂煤燃烧后元素硒的分布及对环境的贡献

对电厂煤、除尘器飞灰、渣及不同粒径的烟道飞灰中痕量元素硒进行研究.化学分析表明,硒在渣和除尘器飞灰中亏损而在细飞灰中富集,尤其在>19.0μm的飞灰中明显富集,富集系数达到5.15,造成这种现象的原因一是挥发性元素的挥发-凝结作用,二是燃烧产物在燃烧气流中停留的时间,三与飞灰颗粒形态有关,>19.0μm的飞灰中多孔颗粒可能是造成其富集的原因.逐级化学提取实验表明,煤中硒主要具有机相关性(69.7%),这也是硒挥发性高的一个主要原因;物质平衡计算显示煤中16.5%的硒随气流直接排放入大气,细飞灰中的硒只占1.1%,且大部分在>19.0μm的飞灰中,影响范围小,渣中硒对周围环境的影响更小,飞灰中的硒具有一定的迁移性,也许可以用来改善缺硒土壤.     

黔西南煤燃烧产物微量元素分布特征及富集规律研究

通过对黔西南高砷煤及燃烧产物(底灰、粗飞灰、细飞灰和烟气)中微量元素含量、水溶性及赋存状态的测定,分析了微量元素在燃煤产物中的分布特征及富集规律,探讨了燃煤过程中微量元素迁移转化机制.结果表明,As和Sb是黔西南高砷煤的主要危害元素,含量分别为(256±195)μg.g-1和(26±21)μg.g-1.根据元素在燃煤产物中富集程度的差异,将其分为4类:Ⅰ底灰富集型(Cr和W);Ⅱ均匀富集型(Cu和Ba);Ⅲ飞灰富集型(Mn和Mo);Ⅳ细飞灰超富集型(As、Cd、Sb和Pb).As的挥发性强于Sb和Pb.As在细飞灰上表现出强烈的富集;而Sb和Pb在原煤和燃烧产物中的分配具有明显的正相关关系(R2=0.990 1,P<0.05).亲石元素容易在底灰沉积或组成飞灰颗粒基质,亲硫元素燃烧后易于吸附在飞灰颗粒表面.而飞灰颗粒粒径越小,比表面积越大,所吸附的微量元素含量越高.     

层燃炉燃煤中9种微量元素的迁移

建立了层燃锅炉底灰,飞灰中Ｂｅ,Ｃｏ,Ｃｒ,Ｃｕ,Ｍｎ,Ｎｉ,Ｐｂ,Ｖ,Ｚｒ含量与煤中这９种元素含量关系的经验公式,估算了煤中微量元素在底灰,飞灰和排放大 的烟气中的总量分配。研究了飞灰中元素含量和总量的粒度分布,探讨了煤炭燃烧过程中元素的集散规律。     

煤及其灰渣中的汞

研究了东北、内蒙古东部煤炭中汞的含量分布以及煤中汞向燃烧产物中迁移的规律。煤中汞含量高于土壤,并和煤中全硫分及灰分呈显著正相关。煤中汞在锅炉飞灰中被富集,在底灰中被分散。飞灰粒径越小汞含量越高,显示表面富集特征;飞灰中90％以上的汞存在于＜0.125mm粒子上。飞灰中汞占煤中汞总量23.1％～26.9％,从烟囱排出的汞占56.3％～69.7％,燃煤排放的汞是大气中汞的重要来源     

循环流化床电站排放烟尘特性及痕量重金属分析

对35t h循环流化床电厂电除尘器入口和出口的烟气气溶胶进行分级取样,得到飞灰浓度和粒度分布以及电除尘器的分级脱除效率.电除尘器对PM10、PM2 5的脱除效率分别为94 34%和91 38%,使部分可吸入烟尘颗粒穿透除尘设备而直接排放到大气环境中.同时对不同粒度飞灰中重金属含量进行了测试,得到痕量元素浓度从高到低依次为Ni,Cr,Cu,Cd,Pb,Hg.痕量重金属含量与飞灰粒径有一定依附关系,其分布规律与煤成分、锅炉燃烧方式和痕量元素自身的挥发特性等因素有关.     

混煤燃烧过程中温度对颗粒物生成特性影响的研究

利用沉降炉研究了混煤燃烧过程中温度对飞灰颗粒尤其是PM10及PM2.5生成特性的影响.试验煤种为不同灰熔点的平朔煤、大优煤及其混煤,燃烧温度分别为1100℃、1200℃、1300℃.采用Malvern MS2000粒度分析仪对收集的飞灰颗粒尺寸分布进行测定.试验结果表明,高灰熔点煤中掺入低灰熔点的煤能增大飞灰颗粒的粒径,减少PM10及PM2.5的排放;对同一煤样,随着温度的升高,飞灰颗粒中PM10及PM2.5所占比例相应减小.     

不同粒径垃圾焚烧飞灰重金属毒性浸出及生物可给性

对城市生活垃圾焚烧飞灰的化学性质和粒径分级毒性进行分析研究,并采用美国EPA的毒性浸出程序TCLP(toxicity characteristic leaching procedure)、欧盟危险废物鉴别浸出标准(EN12457-2)、逐级浸出程序SEP(sequential extraction procedure)与体外模拟实验方法 PBET(physiologically based extraction test)对不同粒径的焚烧飞灰中重金属浸出效果进行对比研究.结果表明,焚烧飞灰的主要组成元素为Ca、Si、Al、Mg、Fe、Na和K;58.7%的飞灰粒径分布在38~106μm,粒径小于150μm的焚烧飞灰占总量的90%以上.重金属Cu、Pb和Cd等在各粒径飞灰中主要以残渣态的形式存在,可交换态较少.TCLP结果证实,除As和V外,Zn、Cu和Pb的浸出量随飞灰粒径的减小呈先增大后减少的趋势,粒径在38~106μm下Zn的浸出量最大为547 mg·kg~(-1),而采用欧盟浸出标准,所有粒径飞灰的重金属浸出量都较低.PBET实验中Zn、Pb、Cu和As的浸取浓度分别达3 270、339、335和16.8 mg·kg~(-1),其结果显著高于TCLP重金属浸出量,说明焚烧飞灰中重金属对于人体具有潜在的生物有效性.     

CFB锅炉飞灰含碳量的优化与调整

飞灰含碳量是影响锅炉效率的重要因素,本文以实际生产经验为基础,从入炉煤粒径、料层高度、一二次风量等影响飞灰含碳量的因素出发,分析了导致飞灰含碳量偏高的原因。经燃烧优化和调整后,飞灰含碳量明显下降,由调整前的22.91%降为目前的2.02%,对CFB锅炉的燃烧优化和调整取得了良好的节能效果和经济效益。     

垃圾焚烧飞灰中重金属的污染特性

以广西和重庆某生活垃圾焚烧厂的焚烧飞灰为研究对象,研究了飞灰中重金属的化学形态、不同粒径下飞灰中重金属含量及浸出毒性。结果表明:广西垃圾焚烧飞灰中含有5种重金属,且都是以残渣态为主要存在形态;重庆垃圾焚烧飞灰中Cr以残渣态为主要存在形态,Zn、Cu和Cd以醋酸可提取态为主要存在形态,具有较大的潜在毒性,毒性较强的Pb只以醋酸可提取态和可还原提取态两种形态存在,危险性非常高,Mn以可还原提取态为主要存在形态。两地飞灰中含量较高的重金属元素都表现出向小颗粒富集趋势。随飞灰颗粒粒径的减小,各重金属浸出量基本呈增加趋势。相比之下,重庆的垃圾焚烧飞灰中Zn、Cu、Pb和Cd的含量和浸出量都高于广西飞灰。广西飞灰中各粒级的飞灰中各元素浸出量均不超标,而重庆飞灰各粒级的飞灰中Zn、Pb和Cd的浸出量严重超标,表明重庆飞灰属于典型危险废物。     

飞灰热处理过程中基本特性研究

对不同粒径飞灰中重金属的分布情况进行了研究，并采用高温熔融管式电炉试验装置，对垃圾焚烧飞灰进行了高温热处理研究，探讨了热处理过程中飞灰减重率和重金属挥发率的变化规律，并对飞灰热处理后的收集物进行XRD实验。结果表明，Cd和Pb在小粒径飞灰中含量较高，Zn和Cu的分布与飞灰的粒径分布相似，Cr富集于相对较大粒径的飞灰中。热处理过程中，1150℃和1350℃时飞灰减重率增长快，而在650～1050℃之间减重率增长缓慢，仅从8％增加至17％。飞灰中重金属经热处理后，挥发率依次为Pb〉Cd〉Cu〉Zn。XRD实验结果表明，Pb主要以双金属氯化物（KPb2Cl5）形式挥发。     

协同处理药渣过程飞灰重金属分布及浸出特性

为评估燃煤锅炉协同处理药渣过程中飞灰重金属的环境风险,该文对不同粒径飞灰重金属的分布及浸出特性进行研究。结果表明：Pb、Zn在整体飞灰中的分配率均达到了95%以上,Cd、Cu、As在整体飞灰中的分配率均达到75%以上,而Mn在整体飞灰中的分配率仅40%。沿着烟气流程,除尘器不同电场捕获的飞灰中值粒径逐渐减小,飞灰颗粒表面更加光滑。随飞灰粒径的减小,飞灰中Pb、Zn、Cd、Cu的质量分数逐渐增大,而As的质量分数逐渐减小;不同粒径飞灰中Mn的质量分数在300 mg/kg上下波动。随飞灰粒径的减小,Pb、Cd、Cu的浸出浓度逐渐增大;飞灰中值粒径由20.2μm减小到5.0μm,Zn的浸出浓度增大了687%,环境风险急剧提高;不同粒径飞灰中As的浸出浓度均小于0.05μg/L,Mn的浸出浓度均小于0.01μg/L。协同处理药渣过程中,随着飞灰粒径减小,Pb、Zn、Cd、Cu、Mn的环境风险逐渐升高,该试验中不同粒径飞灰样品重金属的环境风险均满足环保要求。     

重庆电厂炉前煤及飞灰中As元素在有机酸作用下的淋滤行为

采用模拟酸雨手段，突出有机酸对Ａｓ元素的淋出作用。分别配置ｐＨ＝４．４７的硝酸、乙酸及硝酸与乙酸的混酸三种淋滤液，对重庆电厂炉前煤及飞灰中的Ａｓ元素进行４０ｈ的淋滤实验，以探讨有机酸淋滤条件下Ａｓ元素的淋出行为。结果表明：有机酸淋滤液对炉前煤及飞灰中的Ａｓ元素具有较强的淋出作用，有机酸中Ｈ＾＋的缓冲释放作用是导致Ａｓ元素较强淋出率的主要因素。     

煤中氟化物在燃烧产物中的分布特征

通过煤的灰化程序研究煤中氟在燃烧产物中的静态分布特征,并对不同燃烧方式的工业和电站锅炉燃烧时煤中氟化物在燃烧产物中的分布特征进行试验结果表明:煤中氟属于强挥发性元素,在煤灰中是非浓集的.煤粉炉燃煤过程中,煤中氟析出强度高,约有94.5%的氟以气态氟形式析出;层燃炉气态氟的析出率略有降低,约有80%的氟以气态氟形式析出.煤粉炉飞灰各级分粒子中氟元素的质量分数分布呈"单峰"型,峰值出现在74～104μm粒度级,约占飞灰总氟量的55%～60%.     

煤飞灰中铬铁元素的形态分析研究

用连续提取法将煤飞灰中的铬、铁元素依结合态区分为水溶态,交换态,表面氧化物和碳酸结合态,铁锰氧化物结合态,金属有机物和硫化物结合态,磁性四氧化三铁结合态和硅铝酸盐矿物态,用原子吸收法及X-衍射分析进行测定。并对煤飞灰化学形态分布进行了讨论。     

不同粒径垃圾焚烧飞灰重金属分布和浸出性质

对烟气净化系统飞灰(以下简称飞灰)按粒径进行分级,研究了飞灰重金属含量、形态分布和浸出毒性随粒径的变化,讨论了不同粒径的飞灰对重金属总量和浸出总量的贡献率.结果表明:飞灰中粒径>154 μm和<30 μm的颗粒较少,粒径为38.5～74 μm的颗粒约占总量的50%.除Ni和Cr外,重金属含量随飞灰粒径的减小呈增加趋势,且主要表现在酸溶态Cd,Zn,Pb,Cu和有机结合态Pb以及晶形氧化铁态Pb,Zn含量的增加.随着飞灰粒径的减小,Cr,Ni,Zn,Hg和Pb的浸出量也呈逐渐增加趋势,其中Zn,Hg和Pb的表现尤为突出.尽管细颗粒上的重金属对飞灰的重金属总量贡献不大,但高浸出率使细颗粒飞灰对重金属浸出总量仍具有较大贡献,尤其是Pb,Zn和Hg,在占飞灰质量8%的粒径<30 μm的飞灰中,富集了约40%的水溶性Pb,Zn和Hg.      

城市生活垃圾焚烧飞灰中钾盐浸出研究

通过物理化学表征手段和多因素水浸试验对城市生活垃圾焚烧飞灰的性质和飞灰中钾盐浸出规律进行研究.结果表明,飞灰的主要成分为CaO、KCl和NaCl,平均粒径为12.599μm,水洗后的飞灰颗粒粒径会变大,而比表面积变小.粒径范围0.037~0.075 mm飞灰中的金属元素含量对飞灰金属总量贡献率全部在60%左右.浸出过程中,在pH=12的条件下,搅拌强度为400 r·min~(-1),浸出温度为90℃,采用液固质量比为5∶1能使氯化钾的浸出率达到90%以上.浸出液中含有大量的可溶性氯化钾表明飞灰中的钾盐可以通过水洗、过滤、纯化、分布结晶的方式收,氯化钾晶体纯度可达到90%.     

300MW煤粉锅炉砷排放特征的实验研究

对某台装备静电除尘装置的300MW燃煤电站锅炉的煤,底渣,电除尘器4个电场飞灰进行取样并测定了其中砷的含量.采用美国国家环保局推荐的EPA method 29方法测定了电除尘器后排放烟气中砷分布情况.结果表明,砷主要以飞灰形式排放,占到原煤总砷量84.6%,而底渣和烟气分别只占0.53%,2.16%.直接计算砷的质量平衡率为87.2%,电除尘器后烟道中以气相形式存在的砷为2.5μg/m³.飞灰中砷的含量与粒径密切相关,随着粒度的降低而升高.     

电厂燃煤飞灰中重金属富集规律的实验研究

研究了电厂燃煤排放的４级粒径不同的飞灰中铜、钴、铅、镍、铬、镉、砷、铍的含量及其分布。发现大多数金属在粒径１μｍ左右的细微粒子中有富集特性,其变化趋势与不同飞灰的孔隙特性变化一致,即随飞灰粒径的减小,飞灰的比表面积和孔体积增大,飞灰中金属的浓度也增多。同时比较了２种工况下金属在飞灰中的不同分布,分析了影响飞灰富集特性的各种因素,如飞灰的孔隙特性、燃烧工况、化学吸附作用、矿物质的汽化－凝结作用等,并     

用微波炉溶解分析样品

<正> 不久前我们发表了一个联合多种技术分析煤和煤飞灰中多种元素的方案。在该方案中,犬部分元素是在用Parr酸分解弹(一种带钢套的聚四氟乙烯耐压密封容器)溶解样品后进行测定的。这个方法需要预先在马弗炉(8小时)或低温射频灰化器(3天)中灰化煤样,然后将灰份混合酸在Parr弹中加热约两小时,进行溶解。虽然我们的实验室和其他实验室已经普