Laboratory-scale study of the suppression of PCDD/F emission during coal and MSW co-incineration

The experimental test of co-incinerating Chinese raw municipal solid waste （MSW） and coal in a laboratory-scale tubular reactor was first reported in present study, and the emission of normal gas components and the effects of the S/Cl molar ratio or coal mixing percentages on polychlorinated dibenzo-p-dioxins and dibenzofurans （PCDDs/Fs） emission were investigated and discussed. The results indicated that OCDD was the only PCDD homologues since others like TCDD-HpCDD was hardly detected, while as the categories of PCDF homologues were comparatively much more general. The amount of PCDD was much larger than that of PCDF in all operating conditions. Since ZPCDF/∑PCDD〈〈1, the dominant role of the precursor formation was proven in our experimental conductions. With increasing the coal addition to MSW （from 0 to 16%）, PCDD and PCDF were reduced considerably. Coal and MSW may suppress the PCDD/F emissions efficiently （over 95%） during the MSW incineration process. The PCDD/F suppression results of the present study could be helpful guidance to the industrial application of Chinese MSW and auxiliary coal co-incineration processes. The PCDD/F stack emission data of two industrial incinerators using co-incineration technology in China seem to have a great positive reduction of PCDDs/Fs.     

黄孢原毛平革菌用于煤炭脱硫的特性

研究了表面活性剂Tween80、碳源浓度、初始pH值、孢子浓度和煤浆浓度对黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)煤炭脱硫的影响.结果表明,黄孢原毛平革菌具有较强的脱除煤炭中硫的能力.该菌株的最佳脱硫条件为0.5%Tween80,20g/L葡萄糖,10%煤浆,孢子浓度1×10⁵个/mL,pH4.5.在此最佳条件下,第3d的菌丝球生长均匀,生物量最大,第6d的煤样脱硫率达到78.11%.     

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.     

煤中挥发氮析出过程模拟:不同热解模型的影响

采用数值模型研究了煤热解、燃烧过程中挥发分氮的析出、中间含氮产物HCN的生成以及转变为NO的过程．分别采用双方程模型和通用模型描述热解过程，利用有限体积方法对质量、化学组分、动量和热量守恒方程进行离散求解．计算结果表明两种模型获得的热解过程、孔隙率、HCN生成率等方面存在一定差别，而对颗粒着火时间、NO生成率等方面比较接近．与试验结果比较，采用双方程模型对模拟烟煤颗粒的挥发氮析出过程准确度相对较高．     

超细化煤粉低温燃烧的NOx、SO2生成特性研究

在实验室水平管式电炉上，在较低温升速率和低温燃烧（３００℃－５００℃）的条件下，分别对经过超细粉碎的合山高硫煤和晋城煤４种不同粒度煤样的燃料ＮＯｘ、有机硫分的ＳＯ２和ＣＯ生成特性进行了试验研究，分析了以ＣＯ为主的还原性气氛在超细化煤粉燃烧过程中对固氮和固硫所产生的影响。     

矿物成分对超细化煤粉燃烧过程中氮转化的影响

选用超细化鹤岗、铁法、准葛尔3种脱灰煤(HCl/HF脱灰),分别添加NaOH、MgO、CaO、Al2O3和Fe2O3矿物成分制成试验样品.采用DTG(热重/差热连用仪)和GCMS(气相色谱质谱连用仪)对不同样品进行燃烧实验,设定气体流量为50mL·min-1,氧气体积分数为20%,升温速率为20℃·min-1,研究矿物成分对煤粉燃烧时氮转化的影响.结果发现,经脱灰处理的超细化煤粉在氧气体积分数为20%时燃烧过程中NO的释放曲线是单峰曲线;NaOH、Al2O3对NO的还原反应均表现出不同程度的催化作用,NaOH的催化能力最强;Fe2O3、CaO和MgO对还原反应有催化或抑制作用,其作用的类别和大小与煤的种类和矿物质的含量有关,超细化可促进NO的还原.     

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．     

石煤暴露环境发氟分布规律及影响因子

为了探明石煤暴露环境中发氟含量的分布规律及影响因子,结合病情调查,采集发样进行元素含量测定.结果表明,石煤暴露环境发氟含量个体差异显著,呈非正态分布,平均值为67.08±64.68μg/g,变异系数为96.42%;发氟含量同Ca、Mn、Se的含量呈显著正相关,同Ti含量呈显著负相关;因子分析显示发氟含量分布除受体内生化反应控制外,与表生地球化学环境、膳食结构以及饮用水的水质等因子也密切相关.     

采用离石黄土原位修复煤矸石渗滤液污染地下水

为以较好的技术手段和较低的经济成本治理煤矸石淋滤液、矿坑废水对地下水的污染,通过土柱淋滤试验、PRB (permeable reactive barrier)模拟试验以及场地修复试验,对煤矸石淋滤液中重金属(Zn、Mn、Pb、Cr、Cu、Cd、Hg)及As的吸附性进行了研究. 土柱淋滤试验结果表明:离石黄土(粒径0.05~0.10mm)、亚砂土(粒径0.05~0.10mm)和细沙(粒径>0.10~0.25mm)对煤矸石淋滤液中的重金属(Zn、Mn、Pb、Cr、Cu、Cd、Hg)及As的吸附能力为离石黄土>亚砂土>细沙,其中离石黄土对As的分配系数为2.26L/kg.模拟槽试验表明,在地下水流速为0.20m/d、m(煤矸石):m(离石黄土)分别为5和7的情况下,淋滤液中的As能够全部被黄土墙吸附;m(煤矸石):m(离石黄土)为10时,部分As透过黄土墙向下游迁移. 5个月的场地修复试验表明,利用离石黄土作为PRB的吸附材料能够较好地去除地下水中的重金属(Zn、Mn、Pb、Cr、Cu、Cd、Hg)和As,厚约0.5m的离石黄土墙对被煤矸石淋滤液污染的地下水中Cr的去除率最高,达到70.97%,对Pb的去除率最低,为43.14%.      

煤泥水絮凝处理中絮凝体的分形特征

用聚丙烯酰胺作絮凝剂,研究了所含黏土类型、絮凝剂投加量等因素对煤泥水絮凝效果和絮凝体分形维数的影响. 结果表明,含高岭石的煤泥水絮凝剂最佳投加量为10.0 mg/L,所对应絮凝体的分形维数最大,为2.70. 投加量不足时分形维数降至1.55,投加量过量时分形维数降至1.95;含蒙脱石的煤泥水絮凝剂最佳投加量为15.0 mg/L,所对应絮凝体分形维数最大,为1.68. 投加量不足时分形维数降至1.01,投加量过量时分形维数降至1.51.