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.     

珠三角地区生活垃圾焚烧厂汞的排放特征

利用OH法对珠三角8家垃圾焚烧厂(6家采用炉排炉工艺,2家采用流化床工艺)进行烟气采样,同时采集飞灰、底渣、煤炭样品进行分析.研究结果表明,珠三角炉排炉焚烧烟气平均总汞(THg)排放浓度为(51.4±28.3) μg·Nm^-3,流化床为(19.5±13.6) μg·Nm^-3.炉排炉飞灰THg含量为6674 μg·kg^-1,流化床飞灰THg含量为2135 μg·kg^-1,底渣中炉排炉THg含量为70 μg·kg^-1,流化床为30 μg·kg^-1.飞灰中的汞含量要远远高于底渣.垃圾焚烧过程中炉排炉70.8%的汞由烟气排放,26.3%存在飞灰中,底渣中的汞仅占2.9%.流化床工艺烟气汞排放占总汞排放的33.2%.利用质量平衡法计算珠三角垃圾中汞含量平均值为0.293 mg·kg^-1,流化床工艺因添加燃煤所产生的汞排放占到垃圾焚烧总汞排放的31.6%.     

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…     

纳米助燃固硫添加剂的催化作用机理

溶胶.凝胶法制备的纳米TiO2作为CaO固硫添加剂,用热分析法对纳米TiO2催化煤燃烧以及催化CaO固硫的过程进行了实验研究.对燃烧后煤灰的孔径分布进行了分析.采用未反应收缩核模型对固硫反应的动力学过程进行表征.研究结果表明,纳米TiO2与CaO共同作用条件下对煤燃烧有明显的促进作用,即燃烧反应活化能E下降,同时纳米TiO2还能增大燃烧后煤灰的孔径,提高固硫率.氧气的存在抑制氧化钙的固硫转化率,纳米TiO2可以消弱氧气的抑制作用.对固硫反应的影响表现为在反应后期(即产物层扩散控制阶段),与固硫转化率和孔径分布的实验结果非常吻合;讨论了纳米TiO2催化燃烧催化固硫的机理,纳米TiO2导致碳晶格的扭曲,增加表面活性部位,加快氧气的吸附速度,使添加剂周围燃烧速度加快,煤灰孔隙增大从而强化燃烧,促进SO2转化成SO3的本征反应,促进二氧化硫向氧化钙内部的扩散从而提高CaO的固硫效果.     

燃煤电厂和垃圾焚烧电厂燃烧产物中卤代多环芳烃的赋存特征和毒性风险

研究了燃煤电厂和垃圾焚烧电厂燃烧产物中卤代多环芳烃（HPAHs）的赋存特征、生成机制和毒性效应.结果表明,燃煤电厂和垃圾电厂飞灰中氯代PAHs （Cl-PAHs）的含量为1.06~1.67 ng·g^-1和2.76 ng·g^-1,溴代PAHs （Br-PAHs）的含量为26.4~44.2 ng·g^-1和6.31 ng·g^-1;垃圾电厂飞灰中Cl-PAHs的含量明显高于燃煤电厂,主要是因为生活垃圾中含有大量的聚氯乙烯为代表的塑料.来自煤粉炉的飞灰中Br-PAHs和Cl-PAHs的含量明显低于循环流化床燃煤飞灰,主要是因为煤粉炉具有更高的燃烧温度和燃烧效率.燃煤电厂飞灰中主要为7-BrBaA和9-ClPhe;垃圾电厂除尘器飞灰中Br-PAHs主要为9-BrPhe和2-ClAnt.7-BrBaA和9,10-Br₂Ant在燃煤电厂除尘器飞灰的含量远高于其在底灰和脱硫石膏的含量,但摩尔质量相对较小的2-BrFle在飞灰、底灰和脱硫石膏中的含量相近.垃圾电厂除尘器飞灰经过半干法脱酸后Br-PAHs的含量减少50%以上,但是经过螯合剂稳固化作用之后飞灰中Br-PAHs的含量明显升高.Pearson相关分析结果表明,燃煤电厂不同燃烧产物的HPAHs生成机制相同,而垃圾焚烧电厂不同产物中HPAHs具有不同的生成机制,飞灰螯合化过程导致HPAHs的二次生成.垃圾电厂除尘器飞灰中HPAHs的TEQs值（10.0×10^-3 ng·g^-1）与燃煤电厂相近（8.87×10^-3~15.0×10^-3 ng·g^-1）.对于垃圾电厂不同燃烧产物,脱酸工艺能够显著去除7-BrBaA从而降低飞灰的TEQ值,而飞灰螯合化后TEQ值达到螯合前的5.4倍.燃煤电厂的飞灰因年产量较大,且总HPAHs的TEQs值相对较高,对其处理和资源化利用应考虑HPAHs带来的生态风险.     

垃圾焚烧飞灰基本性质的研究

分析了几种焚烧飞灰的基本性质,讨论了燃烧过程中可能影响飞灰中重金属分布的因素,研究表明:焚烧飞灰结构复杂性和性质多变,其主要的化学组成为Cl、Ca、K、Na、Si、Al、O等,主要的重金属为Zn、Pb、Cr、Cu等;飞灰多以不规则的无定形态和多晶聚合体的结构存在,浸出毒性一般超过危险废物鉴别标准;重金属主要以气溶胶小颗粒和富集于飞灰颗粒表面的形式存在于飞灰中.焚烧厂和焚烧时间的变化对于飞灰性质有较大影响,几种飞灰的Cl含量范围为6.93%～29.18%,SiO₂为4.48%～24.84%;浸出毒性则在0～163.10mg·L^-1(Pb)、0.049～164.90mg·L^-1(Zn)之间变化.     

节肢动物体内的总汞和甲基汞含量研究

分析了汞污染区河流沿岸草本植物及节肢动物样品中的汞含量.结果表明,节肢动物飞蝗、中华蚱蜢总汞含量分别为0 .032～0 .402 mg·kg^-1、0 .023～0 .362 mg·kg^-1,高于非污染区1个数量级.飞蝗、中华蚱蜢甲基汞含量分别为0 .003～0 .031mg·kg^-1、0 .004～0 .015 mg·kg^-1,占总汞比例分别为3 .5%～49 .7%和2 .0%～44 .4%.飞蝗、中华蚱蜢体内（一级消费者）汞含量低于其食物草本植物,与未受污染地区不同;螳螂体内（二级消费者）汞明显累积.飞蝗体内总汞含量随着个体长度增长呈下降的趋势,在中华蚱蜢体内则先增长后下降,甲基汞随着个体长度增长呈上升趋势;节肢动物个体不同部位中汞含量明显不同,腹>胸>头.节肢动物体内汞和甲基汞可能导致野生鸟类、家禽、两栖类生态风险.     

长江口及邻近海域痕量元素砷、硒的分布特征

2004年9月利用“海监47号"科学调查船在长江口海域采集不同层次的水样及表层沉积物样品,利用氢化物发生原子吸收光谱法测定水样及底沉积物中砷、硒的含量.结果表明,长江口海域溶解砷、As(Ⅲ)含量的变化范围分别为13.5～25.2 nmol·L^-1、未检出～5.22 nmol·L^-1,平均含量分别为17.9、 1.76 nmol·L^-1;溶解砷以As(Ⅴ)为主.溶解硒的变化范围分别为1.50～5.70 nmol·L^-1,平均含量为3.35 nmol·L^-1.长江口及邻近海域溶解砷、硒的平面分布存在明显的梯度,浓度由沿岸向中央海区递减,垂直分布较均匀,表、底层差别不大.长江口砷的行为是保守的,而硒在河口中部明显存在转移.生物作用对溶解硒的分布影响较大,而对溶解砷的影响不明显.底沉积物砷、硒含量变化范围较大,分别为3.87～13.1 mg·kg^-1、 0.067～0.23 mg·kg^-1,长江口及邻近海域沉积物中砷、硒主要来自长江的输送.     

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.     

上海城市街道灰尘重金属铅污染现状及评价

对上海市区和郊区城镇中心街道灰尘中铅的含量水平进行了研究,并应用克里格插值法分析了市区街道灰尘中铅的空间分布特征,结果表明:市区街道灰尘中铅的含量为28～4443 mg·kg^-1,平均含量为264 mg·kg^-1,为上海土壤环境背景值的10.4倍;郊区城镇中心街道灰尘中铅的含量为155～364 mg·kg^-1,平均含量为237 mg·kg^-1,为环境背景值的9.3倍;市区内环线以内黄浦江两岸区域铅污染较为严重,平均含量为359 mg·kg^-1;铅污染中心主要位于商业区和交通干道,平均含量分别为642和520 mg·kg^-1.地积累指数法和铅污染指数法的评价结果表明:上海城市街道灰尘中铅污染整体上处于中度污染水平,其中,市区内环线以内黄浦江两岸区域街道灰尘中铅污染处于偏重污染水平.研究结果以期为上海市的城市环境污染防治和城市规划提供重要的科学依据.     

煤燃烧固氟剂及固氟效果研究

通过热力学分析煤燃烧过程中钙基固氟剂固氟反应机理和高温高效钙基固氟剂开发原则;通过流化床和链条炉燃烧试验考察石灰石和钙基固氟剂燃烧固氟效果.试验表明:流化床燃烧时石灰石燃烧固氟效果明显,在Ca/F=60～70时,脱氟率可达到66.7%～70.0%;链条炉燃烧试验表明:利用工业废料开发的钙基固氟剂固氟效果显著,在Ca/F=65～80时,脱氟率为57.32%～75.19%.在燃煤过程添加石灰石和钙基固氟剂具有固氟固硫的双重作用.     

流化床锅炉飞灰生产砌筑水泥的试验研究

循环流化床锅炉燃烧技术是近年来国内外竞相发展的洁净燃烧技术 ,但流化床锅炉排放的大量飞灰 ,目前还没有成熟的处理方法。本研究介绍了对该飞灰的活性进行激发 ,并利用其生产砌筑水泥的试验研究。     

Experimental study on simultaneous desulfurization and denitrification based on highly active absorbent

Simultaneous removal of SO2 and NO from flue gas by the highly active absorbent prepared from fly ash, lime and a few oxidizing manganese compound additive was studied using a flue gas circulating fluidized bed （CFB） under different experimental conditions. The effects influencing the removal effiencies were discussed. The optimal flue gas temperature, flue gas humidity, gas velocity of CFB and Ca/（S＋N） molar ratio with this process were approximately 110℃, 6%, 1.8 m/s and 1.05, respectively. Removal efficiencies of 92.3% for SO2 and 60.88% for NO were obtained under the optimal experimental conditions. While the spent absorbent appeared in the form of dry powder, the mechanism of removal for SO2 and NO based on the highly active absorbent was investigated by a scanning electron microscope （SEM）, a X-ray energy spectrometer and the chemical analysis methods. The valuable references can be provided for industrial application by the process. The foreground of application will be vast in China and in the world.     

循环流化床粉煤灰与煤粉炉粉煤灰磁选除铁差异性研究

粉煤灰中氧化铁是其高值化利用过程的主要杂质,高效去除铁杂质对于粉煤灰高值利用具有重要意义。采用湿法磁选方法对循环流化床粉煤灰（CFB灰）、碳热还原循环流化床粉煤灰（R-CFB灰）及煤粉炉粉煤灰（PC灰）进行除铁研究,并对不同类型粉煤灰中铁的存在形式进行对比,最后对粉煤灰中铁的去除和铝的回收进行了考察。结果表明:CFB灰直接磁选铁的去除率仅为17.6%,PC灰直接磁选铁的去除率可达到55.8%,这与CFB中的铁主要以赤铁矿形式存在,而PC灰中的铁主要以磁铁矿形式存在有关;经碳热还原后CFB灰中的铁由赤铁矿转变为磁铁矿,在磁场强度为400 mT,磁选3次,液固比为20:1的条件下,R-CFB灰的除铁率为64.7%,,铁含量从3.4%降低到1.2%,且铝的回收率为78.6%。与PC灰磁选法除铁效果对比,经碳热还原的CFB灰可达到较高的除铁率。     

人工钙基脱硫剂活性和温度特性的研究

脱硫剂的活性和温度特性是影响沸腾炉煤燃烧脱硫效率的两个重要因素。实验表明,以石灰石为有效成分的人工钙基脱硫剂的反应活性是石灰石的2—3倍,且在800℃—1100℃较宽的温度范围内保持这一水平.本文以石灰石和两种人工脱硫剂试样(含固硫渣和不含固硫渣)为研究对象,应用管式反应炉、扫描电子显微镜和压汞仪等对样品进行了一系列宏观与微观的对比实验,探讨了人工脱硫剂的活性和温度特性.结果表明,在人工脱硫剂成型过程中人为形成的大孔分布改善了反应气体的扩散,从而提高了它的反应活性。而且大孔和固硫渣的共同作用还削弱了晶粒膨胀和烧结的不利影响,从而使其最佳脱硫温度较石灰石向高温区移动了近200℃.此外本文还讨论了最佳温度的相对性。     

我国动力用煤煤灰自身固硫特性的统计分析

对１８６种我国典型动力用煤在实验室制灰条件下煤灰自身固硫特性的统计分析表明，含硫量越高的煤，其Ｃａ／Ｓ以及Ｍｇ／Ｓ、２Ｎａ／Ｓ和２Ｋ／Ｓ摩尔比一般越低，因而其煤灰固硫率也越低；钙对煤灰自身固硫起主要作用，固硫率随Ｃａ／Ｓ比的增加呈指数增加；而煤中其它碱性成分对固硫也起一定的作用．     

循环流化床二段燃烧燃煤过程中NO和N2O生成与控制研究

在小型石英循环流化床燃煤装置上,进行NO和N₂O生成与控制研究?研究结果表明:随着二次空气率的提高,NO明显下降,二次风口的位置高,NO的下降速率明显一些;随着二次空气率的提高,N₂O开始升高,但升高到一定程度后,随着二次空气率的提高,反而开始下降?此外,二次风口的位置高,N₂O随二次风变化曲线的上升段和下降段的斜率都略大?      

用循环流化床焚烧排水污泥时氮氧化物的生成特性

人们已注意到N₂O既是温室气体之一,又是同温层中破坏臭氧的重要物质。N₂O在循环流化床（CFB）燃烧系统中会大量产生,由于近年来作为废物燃烧器的CFB被广泛地应用,因此废物燃烧过程中N₂O生成特性研究已经成为新的焦点。1995年12月,在一小型石英CFB燃烧系统中观察了活性污泥燃烧。试验结果显示:①在850℃时N₂O排放超过1830 mg/m3;②活性污泥中N向NO和N₂O的转换率与煤炭相比低,③N₂O的排放受烟气中O₂浓度的影响。      

循环流化床锅炉脱硫的试验研究

本研究是在1台75t/hCFB锅炉上进行炉内添加石灰石脱硫工业实验,得出燃烧高硫无烟煤时Ca/S、床温、煤中含硫等对脱硫效率的影响。在对实验结果进行分析的基础上,提出了燃用高硫煤的循环流化床(CFB)锅炉实际应用炉内脱硫最佳Ca/S和最佳控制参数。     

燃煤循环流化床锅炉灰、渣超微粉胶凝特性研究

针对燃煤循环流化床锅炉(CFB)灰渣资源化利用问题,利用超音速蒸汽粉磨机对CFB灰与渣进行超细化处理,对比研究了CFB灰、渣超微粉及其复配料的胶凝特性,包括抗压强度、标准稠度用水量、安定性、凝结时间等。结果表明:在保证满足P·F 42.5强度标准的前提下,CFB灰在水泥中的掺入量可达到40%,CFB灰超微粉为55%,CFB渣超微粉为25%,CFB灰与渣按照2∶1复配,超微粉的掺入量可达到40%;CFB灰渣超微粉的掺入,显著增加了水泥体系标准稠度用水量。且在掺入量高(≥70%)时会导致胶凝体系出现早凝现象,掺入量低(≤55%)时则体现出缓凝的作用。固废超微粉掺入导致水泥体系体积安定性变差,但仍满足GB 175—2020《通用硅酸盐水泥》标准要求(＜5 mm)。