以CaS为燃煤固硫产物的热力学可行性和实验探索

高于１２００℃的燃煤固硫因ＣａＳＯ４的分解而因硫效率不高。ＣａＳ在高温下不会分解，若以ＣａＳ形式能将硫分固定下来，可以大大提高固硫效率。从热力学研究着手，计算预测了以ＣａＳ形式固硫的可行性；在富煤还原气氛燃烧时，在高于１２２７℃可达９０％的固硫效果；在贫煤燃烧时，由于局部存在还原气氛，也可达到一定的固硫效果。本文实验表明，固硫剂中的某些非钙基添加剂可以在高温下形成玻璃态物质，更好地抑制ＣａＳ的氧化     

Fe-Si添加剂对型煤燃烧固硫的促进作用

为提高型煤燃烧固硫效率,用微量Ｆｅ－Ｓｉ氧化物作为固硫促进剂加入钙碱吸收占,经１２００℃以上高温燃烧后进行固硫率计算,其固硫率可达６５％。用炉渣产物用Ｘ射线粉末衍射法进行物相鉴定,发现生成一种热稳定化合物ＣａＦｅ３（ＳｉＯ４）２ＯＨ,实验证明其有利于型煤燃烧固率的提高．     

复合调质提高CaO固硫率的试验研究

对ＣａＯ 经乙醇调质后的固硫特性进行了试验研究，详细研究了水合温度、乙醇／Ｈ２Ｏ 配比等因素对ＣａＯ 固硫率的影响并作了理论分析，探讨了调质过程的机理．提出了在乙醇调质ＣａＯ 后再添加少量金属化合物的方法，发现在１１００℃高温下仍可达７０ ％ 的固硫率．     

氧化钙燃烧固硫添加剂的研究

在寻找钙基燃烧固硫加剂，并探讨其机理的试验中，研究了碱金属化合物在不同含量，不同温度下对氧化钙固硫率的影响，试验结果表明，一些碱金属化合物能使固硫率增加约１０个百分点左右，采用ＳＥＭ和热天平分析了固硫率提高的原因，提出碱金属化合物提高固硫率的机理在于：低熔点液相共熔物的形成导致ＣａＯ微观结构的改变。     

型煤高温固硫终产物Ca－Fe－S－Si－O体系的表征

当型煤中适当加人添加剂硅、铁组分燃烧生成新的Ｃａ－Ｆｅ－Ｓ－Ｓｉ－Ｏ体系后，固硫率明显提高。本文用Ｘ射线粉末衍射法与Ｘ射线荧光光谱法对该体系的高温固硫终产物进行表征；分析了灰渣样品并讨论添加剂对固硫率的影响，为型煤工业配料寻求可靠依据。     

以干吸着剂喷射法同时脱除SO2和NO的实验研究

炉膛吸着制度射（ＦＳＩ）与选择性非催化还原（ＳＮＣＲ）相结合同时脱除ＳＯ＿２和ＮＯ，在夹带流反应器中进行实验研究。在８００－１２００℃下喷射石灰石／尿素吸着剂或石灰石／铵盐吸着剂能同时脱除ＳＯ＿２和ＮＯ。石灰石／尿素吸着剂表现出最高的脱硫脱硝能力，当Ｃａ／Ｓ＝２和Ｎ／ＮＯ＝２时，其ＳＯ＿２和ＮＯ脱除率分别能达到９０％和８０％。主要的ＮＯ脱除是ＮＨ＿３与ＮＯ反应生成Ｎ＿２所致，少量的ＮＯ脱除率（１０％）是在ＣａＳＯ＿４的催化下，ＣａＯ与ＮＯ反应生成Ｃａ（ＮＯ＿２）＿２的结果。本文还考察了反应温度和时间对脱硫脱硝反应速度的影响。     

渤海江豚组织中钠,钙,锶,镁,磷,钾的研究

１９９０年，作者于辽东湾采集了１０头江豚标本，分别测定了其骨骼、皮肤、肌肉、肝脏、肺、肾、心、胃、肠、胰、脾、肾上腺及生殖腺等１３种组织中Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｐ、Ｋ、Ｎａ６种元素的含量，详细分析了骨骼及其他各组织中的Ｃａ／Ｍｇ值、Ｃａ／Ｋ值、Ｃａ／Ｐ值、Ｃａ／Ｎａ值和Ｃａ／Ｓｒ×１００值。结果表明，Ｃａ、Ｓｒ、Ｍｇ、Ｐ，Ｋ在骨骼中累积率最高，钾在肌肉中具有高累积，Ｓｒ、Ｃａ在肌肉中累积率最低；Ｍｇ累积率最低的组织是生殖腺，Ｐ累积率最低的组织是肠，而Ｋ在骨骼中，Ｎａ在肌肉中的累积率均高于其他组织。分析结果还显示，Ｃａ／Ｍｇ值最高的是骨骼，最低为肌肉，Ｃａ／Ｐ值最高的是骨骼，最低的是肌肉和胰脏，Ｃａ／Ｋ值最高为骨骼，最低为脾Ｃａ／Ｓｒ×１００值最高为肺、最低为肠，而Ｋ／Ｎａ值最高为肌肉，最低为骨骼，在骨中Ｃａ／Ｐ值大约为１，类同于猫和人类。     

Fe2O3对型煤固硫作用的机理探讨

根据煤中硫的着火点,发现硫的固定主要发生在温度低于５００℃的阶段,升温时间应小于３０ｍｉｎ,Ｆｅ２Ｏ３用量增多,ＣａＳＯ３转化生成ＣａＯ＋ＳＯ２＋０．５Ｏ２→ＣａＳＯ４的反应来模拟实际的煤燃烧时硫的固定过程,发现Ｆｅ２Ｏ３的加入对硫的固定起着较大的促进作用,而且Ｆｅ２Ｏ３主要是促进ＣａＯ＋ＳＯ２→ＣａＳＯ３这一反应过程。     

石灰在煤泥水混凝中的作用机理研究

石灰在煤泥水混凝中的作用机理：石灰对煤泥水的混凝作用不是补给了ＯＨ－，而是提供了大量的Ｃａ２＋，Ｃａ２＋通过压缩双电层，破坏了煤泥颗粒的稳定性从而使煤泥颗粒发生凝聚，ＯＨ－和Ｃａ（ＯＨ）２对煤泥水的混凝不直接起作用。     

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.     

煤燃烧脱硫过程中影响无机矿物转化行为的因素

以合山煤(HS)和万盛煤(WS)为研究对象,分别讨论了当石灰石作固硫剂时钙硫比、温度等因素对固硫效率的影响;运用XRD测试手段,研究了不同脱硫条件对其灰渣产物矿相组成的影响规律,并利用CaO-Al₂O₃-SiO₂三元相图进行分析,从而初步揭示出煤燃烧脱硫过程中无机矿物质间的转化行为.实验表明:燃烧温度和钙硫比对固硫率及灰渣产物的矿相组成都具有很重要的影响.升高温度或提高Ca/S,能明显促进CaO与煤粉中无机成分间的固相反应,利于C₄AF、C₂AS、β-C₂S等矿物的形成,但大于1050℃后易使硬石膏发生分解,而引起固硫率下降.固硫产物中含硫矿物的形式与含量决定了不同温度下固硫效率.本实验中,石灰石对合山煤的最佳固硫条件为Ca/S＝2～3,t=850～900℃,此时固硫率高达90%左右.     

纳米TiO2催化燃烧固硫的实验研究

通过纳米TiO₂催化CaO燃烧后粉煤灰的成分分析和燃烧烟气中SO₂含量的测定确定固硫效果,探讨了纳米TiO₂添加量、Ca/S摩尔比、不同条件制备的纳米TiO₂及燃烧温度对分析纯CaO固硫的影响,比较了纳米TiO₂对不同煤种以及不同钙基固硫剂的固硫效果,并对反应产物进行了X射线衍射和扫描电镜分析.结果表明,纳米TiO₂与CaO共同作用时,纳米TiO₂最佳的添加量为8%;在Ca/S摩尔比为2、燃烧温度为850℃时纳米TiO₂催化分析纯和工业纯CaO固硫效率达87.8%和60.3%,比不添加纳米TiO₂时增加13.4%和29.6%.纳米TiO₂对不同煤种燃烧时CaO固硫有较好地催化作用,能够促进SO₂转化成SO₃的本征反应,同时增加煤灰的孔尺寸,促进二氧化硫的扩散从而提高CaO的固硫效果.     

Emission control for precursors causing acid rain (V): Improvement of acid soil with the bio-briquette combustion ash

The bio-briquette technique which mixes coal, biomass and sulfur fixation agent and bio-briquettes under 3-5 t/cm^2 line pressure has aroused people‘s attention in view of controlling the air pollution and the acid rain. In this paper, the physicochemical properties of bio-briquette and its ash were investigated. And the acid soil was improved by the bio-briquette combustion ash, which contained nutritive substances such as P, N, K and had the acid-neutralizing capacity(ANC). The pH, EC, effective nutrient elements(Ca, Mg, K, P and N), heavy metal elements(AI, Cu, Cd, Cr, Zn and Mn) and acid-neutralizing capacity change of ash-added soils within the range of 0-10%, were also studied. Specially, when 5% bio-briquette combustion ash was added to the tested soil, the content of the effective elements such as Ca, Mg and K rose by 100 times, ? times and twice, respectively. The total nitrogen also increased by about twice. The results showed the oxyanions such as that of AI, Cu, Cd, Cr, Zn and Mn were not potentially dangerous, because they were about the same as the averages of them in Chinese soil. It is shown that the ANC became stronger, though the ANC hardly increases in the ash-added soil. On the basis of the evaluation indices, it is concluded that the best mixture ratio is to add 2.5%--8% of the bio-briquette combustion ash to the tested soil.     

京津冀地区城市环境空气颗粒物及其元素特征分析

于2013年四个季度,选择京津冀3个主要城市和1个对照点,以及4个全国大气背景站,同步采集环境空气颗粒物PM10和PM2.5样品,采用微波消解ICP-MS法分析样品中的68种元素.结果表明,京津冀3个城市四个季度PM10和PM2.5均超过国家二级标准限值,且采暖季高于非采暖季.全年PM2.5/PM10比值大于0.5,细颗粒物污染占主导.元素在PM2.5中所占比例高于PM10.而背景点颗粒物浓度低于标准限值,远低于城市点,且四个季节变化不大.在检出的57种元素中, Na、Mg、Al、S、K、Ca、Fe、Zn在0.1~10 μg/m3之间,P、Ti、Mn、Ni、Cu、Ba、Pb在10~100ng/m3之间,其他含量较低元素如Cd、Co、Ge、Ga、Zr、Sr、V等在0.01~10ng/m3之间.元素S、Na、K、Al、Fe、Mg、Ca等含量大于1%,P、Zn、Pb、Cu、Ba等其他元素含量介于0.1%~1%.富集因子分析结果提示,K、Ca、Cr、Fe、Cu、Zn、As、Cd和Pb等9种元素主要来源于人为污染,采暖季与非采暖季富集因子比值在1.1~3.5之间.因子分析提示,燃煤、工业污染源、燃油等是颗粒物污染的主要贡献因素.     

超细化煤粉燃烧硫释放的特性

在德国NETZSCH公司生产的STA 409C型热天平联合德国BRUKE公司生产的EQUINOX55傅里叶红外光谱仪上(TGA-FTIR),对合山高硫煤4种不同粒径煤样的硫释放特性进行了燃烧实验研究,重点研究了超细化煤粉(0～20μm)的自脱硫特性及加入脱硫剂CaO时的脱硫特性.结果表明不加脱硫剂时,超细化煤粉(hs10.90)燃烧生成的SO₂气体总量比其它较大颗粒的煤粉燃烧生成的SO₂气体的总量小.以CaO作脱硫剂钙硫摩尔比(Ca/S)为3的情况下,超细化煤粉(hs10.90)燃烧生成的SO₂气体总量比其它较大颗粒的煤粉燃烧生成的SO₂气体的总量小得多.超细化煤粉的优越脱硫特性为煤粉燃烧过程中的直接固硫提供了新的思路与途径.     

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     

铜矿尾矿库无土修复植物营养元素含量特征

分析了安徽铜陵冬瓜山铜矿杨山冲尾矿库10种无土修复植物中10种营养元素含量特征。结果表明：平均含量大于1000μg·g^-1的元素有7个,含量从太到小顺序为Ca〉N〉S〉K〉Fe〉Mg〉P;平均含量为100μg·g^-1～1000μg·g^-1。的元素有3个,含量从大到小的顺序为Na〉Si〉Mn。营养元素含量的变异系数...     

高硫煤炉内燃烧脱硫的试验研究

采用正交实验的方法对济源高硫煤炉内燃烧脱硫进行了实验研究,确定了影响固硫率的主要因素,研制出了适于济源高硫煤炉内燃烧脱硫的固硫剂,并进行了工业性试验。结果表明,通过添加固硫剂可有效地减少燃煤过程中SO2的排放,对于以有机硫为主的济源高硫煤,炉内燃烧脱硫是一种行之有效的脱硫方法。     

固硫剂对煤燃烧过程中硒挥发性的抑制作用

为了解煤中硒在燃烧过程中的动态、煤中可交换阳离子含量对煤中硒挥发性的影响,以及固硫剂对煤中硒挥发性的抑制作用,将煤样进行了逐级化学提取实验、燃烧实验、硒抑制实验、X射线衍射分析以及原子荧光光谱分析.实验结果表明,煤在815℃下燃烧,煤中97%以上的硒挥发.在中低温度下煤中可交换阳离子含量影响硒的挥发性.模拟固定床燃烧试验,815℃下CaO对煤中硒挥发性的抑制率范围在¨.6%～50.7%,平均为36.0%.小型循环流化床燃烧试验,加入CaO后硒在不同粒级流化床灰中配置明显发生变化,细粒飞灰中硒含量明显降低,＜0.0308mm飞灰中硒含量从241 mg·kg^-1降到10 mg·kg^-1.烟道灰中硒含量降到1/4以下,烟道喷淋水中硒含量降低了2个数量级.循环流化床燃烧,CaO对硒挥发性的抑制作用更加明显.固硫剂不仅可以固硫,而且对硒的挥发性也有一定的抑制作用.     

Experimental investigation of ash deposits on convection heating surfaces of a circulating fluidized bed municipal solid waste incinerator

Incineration of municipal solid waste(MSW) is a waste treatment method which can be sustainable in terms of waste volume reduction, as well as a source of renewable energy.During MSW combustion, increased formation of deposits on convection heating exchanger surfaces can pose severe operational problems, such as fouling, slagging and corrosion.These problems can cause lower heat transfer efficiency from the hot flue gas to the working fluid inside the tubes. A study was performed where experiments were carried out to examine the ash deposition characteristics in a full-scale MSW circulating fluidized bed(CFB) incinerator, using a newly designed deposit probe that was fitted with six thermocouples and four removable half rings. The influence of probe exposure time and probe surface temperature(500, 560, and 700℃) on ash deposit formation rate was investigated. The results indicate that the deposition mass and collection efficiency achieve a minimum at the probe surface temperature of 560℃. Ash particles are deposited on both the windward and leeward sides of the probe by impacting and thermophoretic/condensation behavior. The major inorganic elements present in the ash deposits are Ca,Al and Si. Compared to ash deposits formed on the leeward side of the probe,windward-side ash deposits contain relatively higher Ca and S concentrations, but lower levels of Al and Si. Among all cases at different surface temperatures, the differences in elemental composition of the ash deposits from the leeward side are insignificant.However, as the surface temperature increases, the concentrations of Al, Si, K and Na in the windward-side ash deposits increase, but the Ca concentration is reduced. Finally,governing mechanisms are proposed on the basis of the experimental data, such as deposit morphology, elemental composition and thermodynamic calculations.