煤及其燃烧产物中有害痕量元素的淋滤特性研究

通过对我国西北部上湾与石嘴山电厂原煤、底灰和飞灰中As、Pb、Cd、Mop、Mo、Co和U等有害痕量元素在不同条件下的淋滤实验,采用原子荧光光谱（AFS）和电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定了痕量元素在2套（6个）样品、3种淋滤介质、4个不同时间段获取的淋滤液中的浓度,对比不同元素间淋出率、60h的最大淋出率和淋滤强度的差异性,分析痕量元素在不同条件下的淋滤特性;通过对比元素在原煤和燃煤产物中的含量、60h的最大淋出率以及淋滤液中元素的浓度,参考相关地下水的环境质量标准对痕量元素的环境效应进行了综合评价：As与Se的淋滤性较差,淋滤液中的最大浓度较低,对环境造成危害的可能性很小;Pb与Cd在淋滤液中的最大浓度较高,可能对环境造成危害.Mo与Co的淋出性好,淋出率高,同时淋滤液中的最大浓度是三类地下水环境质量标准的5～10倍,对环境造成危害的可能性最大.     

燃煤电厂中微量元素迁移释放研究

基于原煤、飞灰及底灰的测试分析，对晋北一家燃煤电厂中硫等43种元素向环境的迁移释放作了定量研究，结果表明：Al等30种元素基本留在固体燃煤产物中；As等10种元素部分留在固体燃煤产物中，部分挥发到大气中；元素Br、Hg及硫基本挥发到大气中；各元素的挥发程度与自身的赋存状态及地球化学性质等有关。     

Retention of trace elements in coal-fired flue gas by a novel heterogeneous agglomeration technology

Heterogeneous agglomeration (HA) is a very potential technology for coal-fired flue gas treatment.In this paper,the distribution and migration mechanisms of trace elements (TEs such as Se,As and Pb in CFPPs were studied on a 30,000 m³/hr pilot-scale experimental plat form.The influences of HA on the removal efficiency of gaseous and particulate TEs were well analyzed.The results showed that Se,As and Pb were enriched in fly ash,and their sen sitivity to particle size is quite differen...     

复合螯合剂/活性碳分离富集和ICP—AES同时测定水样中痕量元素

本文提出将复合螯合剂（NaDDTC／8—Oxin）饱和吸附于活性碳上作为吸附材料．分离富集和ICP—AES同时测定水中痕量金属元素的方法。用ICP—AES研究了该吸附材料对某些痕量元素的吸附和解吸性能；考察了共存元素的影响。方法应用于湖水中Fe、Cu、Mn、Y和Sc的测定，检出限为ng／ml级，RSD为1．9％～4．4％，加入回收率81％～101％间，试样分析结果满意。     

不同煤化程度煤种对飞灰导电特性影响的实验研究

研究了不同煤化程度煤种的导电特性的实验结果表明,高煤化煤种与低煤化煤种的导电特性相差极大。前者比电阻可降至106Ω·cm以下,几十伏电压即发生电击穿。而后者比电阻最高可达10¹²Ω·cm以上,击穿电压超过10kV;高煤化燃煤飞灰的含碳量达到20％时,比电阻发生了陡降,而低煤化燃煤飞灰的含碳量对飞灰导电特性的影响不大,甚至产生负面影响。导致这一结果的机理是不同煤化程度煤种的晶体结构的差异     

分级燃烧工况下高岭土对煤中微量元素排放的影响研究

通过在一维煤粉燃烧炉上进行肥煤、无烟煤添加高岭土吸附剂的燃烧实验 ,研究了肥煤、无烟煤及其燃烧产物中 18种微量元素的含量和分布 ;计算了高岭土在分级燃烧工况条件下对每种微量元素的吸附率 .结果表明 :高岭土对中、低挥发性微量元素具有不同的吸附作用 ,吸附效率与煤种、元素种类、燃烧温度等因素有关 ,无烟煤燃烧比肥煤燃烧吸附效果更好 .     

Modelling of the relationship betwen trace elements and three species of sulfur in coal

ＭｏｄｅｌｉｎｇｏｆｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｎｔｒａｃｅｅｌｅｍｅｎｔｓａｎｄｔｈｒｅｓｐｅｃｉｅｓｏｆｓｕｌｆｕｒｉｎｃｏａｌＬｕＸｉａｏｈｕａ，ＺｅｎｇＨａｎｃａｉＮａｔｉｏｎａｌＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｏａｌＣｏｍ...     

固体添加剂对煤气化过程中痕量元素的控制研究

基于改进的地球化学富集因子(MGEF),采用氢化物发生器和原子荧光光谱法联用(HD-AFS)和电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)测定了原煤和气化产生的灰焦中AS、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Hg、Pb、V、Se、Sr、Zn12种痕量元素含量,研究了石灰石、白云石、碳酸钠3种固体添加剂对痕量元素的控制规律,发现不同添加剂对痕量元素具有不同的抑制效果．向煤中添加石灰石和白云石后,几乎所有痕量元素在灰焦中的MGEF都增加．石灰石分解形成的CaO对AS、Co、Cr、Se、Zn的吸附既有物理吸附,也有化学吸附;对Cd、Cu、Hg、Pb、V、Sr的吸附主要是物理吸附,并且CaO对Cd、Cu、V的吸附能力大于Hg、Pb、Sr．白云石对AS、Co、Cr、Hg、Pb、V、Zn的抑制效果比石灰石好,但对Cu、Se、Sr抑制效果不及石灰石．向煤中添加碳酸钠后,灰焦中AS、Cd、Cr、Pb、Se的MGEF减少,Zn的MGEF增加,Co、Cu、Hg、V、Sr的MGEF变化不大．     

流化床O2/CO2气氛燃煤痕量元素的排放特性及控制

通过平顶山烟煤在小型流化床中的燃烧实验,采用X-射线荧光光谱仪(XRF)对低压撞击器(LPI)收集到的细颗粒物元素组成进行定量测定,研究了O2/CO2气氛下硅藻土对煤粉燃烧痕量元素的排放控制.结果表明,Zn、Mn和Ni的含量随粒径呈双峰分布,峰值分别在0.1μm和2μm附近,Hg和Co的含量在0.1μm附近有一峰值;Hg和Zn在亚微米颗粒上有一定程度的富集,Mn、Ni和Co在亚微米和超微米颗粒上的含量基本相当;当颗粒物粒径一定时,随着硅藻土含量的增加,5种元素的富集因子呈减小的趋势;随着添加剂粒径的减小,颗粒物中Hg、Mn、Zn、Ni和Co的含量呈减少的趋势;当颗粒物粒径一定时,5种元素含量顺序为MnZnNiCoHg.     

垃圾焚烧飞灰熔融过程烟气中重金属的迁移分布规律

采用重庆同兴垃圾焚烧(MSWI)发电厂飞灰,开展了高温熔融及铁浴熔融重金属分布迁移规律实验研究.采用布袋式除尘法收集捕捉熔融过程烟气中的烟尘,并对烟尘中的重金属组分、含量、形态和结构进行测试分析,研究了高温熔融分离过程各金属元素在烟气中的迁移分布规律.结果表明,迁移到烟气中的主要元素为Zn、Pb、Cl、K、Na,并以ZnS、ZnO、PbCl2、KCl、NaCl形态存在于熔融飞灰上;Rb、Cd、Sn、Sb等低沸点易挥发金属元素在熔融烟气中以硅酸盐、磷酸盐形态存在;Hg主要以氯氧化物、硫氯化物形态存在.铁浴熔融可有效抑制Ti、Mn、Fe、Se的挥发,提高Cd、Sn、Sb的挥发速率,有利于提高Rb在熔融飞灰上的分配率,但对Zn、Rb、Pb的挥发没有影响.     

氯元素对烟气中汞的形态和分布的影响

采用化学热力平衡分析方法研究了在煤燃烧在气化过程中产生的瀵气里痕量元素汞的形态及分布，在一个大气压下，400K－2000K温度范围里，研究了汞－煤系统和汞－煤－氯系统中汞在还原性气氛和氧化性气氛的烟气中的化学形态和分布，着重探讨了煤中的氯元素对汞在烟气中的形态和分布的影响，化学热力平衡分析结果表明，在煤燃烧和气化的最高温度区域里，单质汞是示是主要形式，少量的氯元素可以大大地增强汞元素的蒸发;在气化的还原性气氛烟气中，汞的主要形式是单质汞，在氧化性气氛的燃煤烟气中随着在烟气中温度的降低，单质汞将发生化学反应而生成氯化汞；烟气中氯元素的含量越大，氯化汞作为稳定相的温度范围越宽。     

CaO对烟气中砷的形态和分布的影响

采用热力平衡分析方法研究了在一个大气压下，1300K-400K温度范围里痕量元素砷在煤燃烧过程的形态及分布以及添加剂CaO对砷的形态和分布的影响．为探讨规律，研究的系统只考虑煤中的主量元素和砷．分析结果表明，在煤燃烧和气化的高温区域里，大部分的砷元素蒸发以一氧化砷的形式存在于气相中，随着温度的降低，一氧化砷将发生化学反应生成固相As2O5和As2S2．CaO可以大大地增强砷元素的沉积趋势，烟气中CaO的含量越大，砷酸钙作为稳定相的温度范围越宽。     

Influence of SO2 in incineration flue gas on the sequestration of CO2 by municipal solid waste incinerator fly ash

The influence of CO2 content and presence of SO2 on the sequestration of CO2 by municipal solid waste incinerator(MSWI) fly ash was studied by investigating the carbonation reaction of MSWI fly ash with different combinations of simulated flue gas.The reaction between fly ash and 100% CO2 was relatively fast;the uptake of CO2 reached 87g CO2/kg ash,and the sequestered CO2 could be entirely released at high temperatures.When CO2 content was reduced to 12%,the reaction rate decreased;the uptake fell to 41g CO2/kg ash,and 70.7% of the sequestered CO2 could be released.With 12% CO2 in the presence of SO2,the reaction rate significantly decreased;the uptake was just 17g CO2/kg ash,and only 52.9% of the sequestered CO2 could be released.SO2 in the simulated gas restricted the ability of fly ash to sequester CO2 because it blocked the pores of the ash.     

SO2对模拟燃煤烟气中汞形态分布影响的实验研究

采用OntarioHydro方法作为检测方法 ,在小型模拟燃煤烟气Hg形态转化实验台上研究了烟气中SO2 浓度、HCl浓度、O2 浓度变化对燃煤烟气中Hg形态分布的影响 .结果表明 :在CO2 O2 N2 的烟气体系中 ,加入SO2 后 ,Hg的转化率略有增加 ,随反应温度升高Hg的转化率逐渐降低 ,较高的O2 浓度可以促进Hg的氧化 .加入HCl后 ,随反应温度的升高Hg的转化率升高 ,SO2 的存在会降低Hg的转化率 ,HCl的浓度越大 ,转化率越大 ,较高的O2 浓度也可以促进Hg的氧化 .     

施用生物质炭对黑土黑碳含量和结构特征的影响

生物质炭(Biochar,Bc)是黑碳(Black Carbon,BC)的一种,当前关于生物质炭在农业上的研究大都集中在其对土壤理化性质和作物生长的影响,而关于施用生物质炭对土壤黑碳结构和数量影响的研究很少.为了解施用生物质炭对土壤黑碳的影响,本试验采用盆栽试验的方法,设置4个处理,施加生物质炭量分别为0(CK)、6、12和24 t·hm-2,采用Wolbach-Anders法对土壤中的黑碳进行提取,运用元素分析、红外光谱和热重分析等方法研究了不同施入量的生物质炭对土壤黑碳产生的影响.实验结果表明:施用玉米秸秆生物质炭能明显增加土壤中黑碳的含量,随着生物质炭施用量的增加,不同处理相对于对照(CK)中土壤黑碳含量分别提升7.04%、22.96%和46.90%.施用玉米秸秆生物质炭降低了黑碳的脂族性、氧化性,提升了黑碳的缩合度、芳化度,提高了黑碳结构的稳定性,提高了土壤黑碳的热稳定性.施用玉米秸秆生物质炭能够提高p H,提高土壤的速效养分含量.     

烟气深度余热回收技术对燃气锅炉NOx排放扩散迁移规律的影响研究

运用Fluent计算软件对北京市丰台区某燃气锅炉排放烟气中NOx的转化和扩散过程进行了数值模拟,定量地研究了烟气深度余热回收技术对燃气锅炉排放NOx在大气中的迁移规律产生的影响,并与Screen 3模型模拟的结果进行了对比.研究发现:烟气深度余热回收技术的应用使NOx的最大落地浓度与烟气直排时相比增加了2.5倍,NOx对本地地表的影响面积增大了15750 m2,增加了本地环境污染的风险.结合燃气锅炉的NOx控制技术提出了缓解局部环境风险的解决方案.结果表明,烟气深度余热回收技术与低氮燃烧技术联用,NOx的控制效率达到70%以上时,在有效提升锅炉热效率的同时,可以缓解由于烟温大幅下降造成的本地环境污染恶化的风险.     

煤及其燃烧产物中微量元素的淋滤试验研究

用没ＰＨ值溶液对炉前原煤、灰化灰、底灰、飞灰进行了对比淋滤试验。重点考察了Ａｓ、Ｚｎ、ＰＢ、Ｎｉ、Ｓｒ等５种元素的淋出行为。发现溶液的ＰＨ、淋滤时间,特别是元素的性质及其赋存状态对元素的淋滤难易程度有重要影响,所分析的５种元素中,Ｓｒ以强淋滤为主,Ｐｂ和Ａｓ以强淋滤和中等淋滤为主,Ｎｉ以中等淋滤为主,而Ｚｎ则为难淋滤元素。     

基于LMDI模型的黄河流域碳排放时空差异及影响因素研究

全面核算能源消费产生的碳排放量并明确其时空演变的影响因素是制定、实施及评估黄河流域碳减排策略的依据和保障。选取黄河流域9省(区)作为研究区,采用LMDI模型,计算了2003—2019年黄河流域能源消费产生的碳排放量,并对其时空差异及其影响因素进行了分析。结果表明：(1)从时间序列演化特征来看,在2003—2019年,黄河流域的碳排放量整体呈增长趋势,但增长幅度逐年收缩;(2)从空间分异特征来看,黄河流域上、中、下游的碳排放量呈西低东高的区域格局;(3)能源消费强度效应与经济增长效应分别是减缓和促进区域碳排放量增长的关键性因素,人口规模效应对于碳排放量表现为正向驱动作用,但影响程度较小,能源碳排放强度的抑制作用十分有限。最后,针对各影响因素提出了碳减排措施的对策建议。     

“双碳”目标下林业资源型城市经济-环境-碳排放耦合协调发展研究—以伊春市为例

实现碳达峰、碳中和目标是我国近年来提出的重大战略决策,是引领我国绿色低碳发展的重要目标,可以带来环境质量改善和产业进步等多重效应。以我国典型的林业资源型城市——伊春市为研究对象,建立经济-环境-碳排放评价指标体系并运用熵值法和耦合协调度模型测算伊春市2010—2020年经济发展、环境质量和碳排放水平的耦合协调关系。结果表明：伊春市经济发展与环境质量总体呈上升趋势,但碳排放量和强度不断增加,整体由经济滞后型发展转变至环境和碳排放滞后型发展;伊春市耦合协调水平持续上升,由严重失调衰退发展至中级协调发展,环境和碳排放子系统需要加强改善。最后,从着力解决突出环境问题、强化节能增效和循环经济、大力发展林业经济、积极探索创新碳汇产品价值实现机制等方面出发,提出实现经济高质量发展目标的建议。

     

Assessments on emergy and greenhouse gas emissions of internal combustion engine automobiles and electric automobiles in the USA

Increasing energy consumption in the transportation sector results in challenging greenhouse gas (GHG) emissions and environmental problems. This paper involved integrated assessments on GHG emissions and emergy of the life cycle for the internal combustion engine (ICE) and electric automobiles in the USA over the entire assumed fifteen-year lifetime. The hotspots of GHG emissions as well as emergy indices for the major processes of automobile life cycle within the defined system boundaries have been investigated. The potential strategies for reducing GHG emissions and emergy in the life cycle of both ICE and electric automobiles were further proposed. Based on the current results, the total GHG emissions from the life cycle of ICE automobiles are 4.48E + 07 kg CO₂-e which is 320 times higher than that of the electric automobiles. The hotspot area of the GHG emissions from ICE and electric automobiles are operation phase and manufacturing process, respectively. Interesting results were observed that comparable total emergy of the ICE automobiles and electric automobiles have been calculated which were 1.54E + 17 and 2.20E + 17 sej, respectively. Analysis on emergy index evidenced a better environmental sustainability of electric automobiles than ICE automobiles over the life cycle due to its higher ESI. To the authors’ knowledge, it is the first time to integrate the analysis of GHG emissions together with emergy in industrial area of automobile engineering. It is expected that the integration of emergy and GHG emissions analysis may provide a comprehensive perspective on eco-industrial sustainability of automobile engineering.