煤中有害元素的洗选洁净潜势

基于8个洗煤厂实采煤样的测试分析以及2个煤样的模拟洗选实验，对煤炭洗选过程中灰分、硫分及20种有害微量元素的脱除率进行了研究，并系统地探讨了这些有害元素的洁净潜势。结果表明：物理洗选不但能降低煤中的灰分与硫分，还能不同程度地脱除煤中有害微量元素；预测在物理洗选过程中，多数煤中灰分以及有害微量元素As、Co、Cu、Cr、Hg与Mn的脱除率大于50％，硫分的脱除率大于30％，其它有害微量元素Ba、Be、Cd、Cl、Mo、Ni、P、Pb、Sb、Se、Th、U、V与Zn的脱除率相对较低或表现出一个宽的变化范围。     

太西煤中有害元素在洗选过程中的迁移行为与机理

通过对太西原煤及洗选产物样品中19种有害元素的系统测试，分析了煤中有害元素在洗选过程中的迁移行为，初步讨论了其迁移机理，结果表明，有害微量元素As,Bs,Se,Co,Sb,Mo,Pb,Br在太西原煤中明显富集，但洗选后得到大程度的脱除，大粒精煤的洁净度最高，对环境的危害性相对较小，绝大多数有害元素在煤泥中相对富集，煤泥不适宜于用做燃料，煤中有害元素的迁移行为，与元素赋存状态，显微组分种类与含量，煤中矿物结构等多元因素有关。     

煤中砷赋存状态与其脱洗率的关系

煤中砷是环境危害敏感有害微量元素之一，美国在1990年通过的清洁空气法修正案，对包含砷在内的11种微量元素表示关切。Swaine也把煤中砷列为对人类明显有害的元素之一。由于燃煤，砷曾经引起过诸多环境问题，在这些问题中尤以捷克和我国因燃用高砷煤所引发的环境问题最为突出。在捷克某使用高砷煤的发电厂下行风向的蜜蜂大量死亡，而我国则在贵州西南出现了大批的砷中毒患。     

煤中微量元素的酸脱除率与元素周期律——以渭北晚古生代5号煤层为例

对比了渭北晚古生代5号煤样品酸处理前后微量元素含量的变化。结果表明,按其量化表征的煤中微量元素酸脱除率划分,44个微量元素可分为五类,它们在元素周期表中有着明显的分布规律:Ⅰ型,为煤中典型的易酸脱除微量元素,主要占据于元素周期表中第Ⅰ、Ⅱ主族元素位置,按电子构型,属s区;Ⅱ型,为煤中较易酸脱除微量元素;Ⅲ型,为煤中较难酸脱除微量元素,主要占据在第Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅷ副族元素位置上,按电子构型,属d区和f区左半部;Ⅳ型,是难酸脱除的微量元素,主要占据在第Ⅳ、Ⅴ主族元素位置,(稀土元素部分在第Ⅲ副族)按电子构型,属p区和f区中部;Ⅴ型,为典型的最难酸脱除微量元素,主要占据在第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ副族位置,按电子构型,属d区的前半部、ds区和f区的右半部。煤中微量元素的酸脱除难易的大小,在元素周期表的横向、纵向和对角线方向,亦有一定的变化规律。     

煤中氟化物分布与赋存特性研究

氟是煤中微量有害元素之一 ,烟煤中含量一般为 1 0 0～ 30 0 μｇ ｇ[1 ] 。煤在燃烧时 ,煤中的氟化物将发生分解 ,大部分以ＨＦ、ＳｉＦ4等气态污染物形式排入大气 ,不仅严重腐蚀锅炉和烟气净化设备 ,而且造成大气氟污染和生态环境的破坏[2～ 4] 。燃煤污染物中 ,氟化物对动、植物的危害严重 ,给农牧业造成了重大的经济损失[4,5] 。我国是世界上唯一以煤为主要能源的大国 ,煤的主要利用形式是燃烧。燃煤引起的氟排放是大气氟污染的主要污染源。我国已将煤烟型大气氟污染列入气体检测对象 ,并制定了排放标准。因此 ,对煤中氟的赋存特性、燃…     

煤中微量元素的酸脱除率与元素周期律 |-以渭北晚古生代5号煤层为例

对比了渭北晚古生代5号煤样品酸处理前后微量元素含量的变化。结果表明,按其量化表征的煤中微量元素酸脱除率划分,44个微量元素可分为五类,它们在元素周期表中有着明显的分布规律：Ⅰ型,为煤中典型的易酸脱除微量元素,主要占据于元素周期表中第Ⅰ、Ⅱ主族元素位置,按电子构型,属s区;Ⅱ型,为煤中较易酸脱除微量元素;Ⅲ型,为煤中较难酸脱除微量元素,主要占据在第Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅷ副族元素位置上,按电子构型,属d区和f区左半部;Ⅳ型,是难酸脱除的微量元素,主要占据在第Ⅳ、Ⅴ主族元素位置,（稀土元素部分在第Ⅲ副族）按电子构型,属p区和f区中部;Ⅴ型,为典型的最难酸脱除微量元素,主要占据在第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ副族位置,按电子构型,属d区的前半部、ds区和f区的右半部。煤中微量元素的酸脱除难易的大小,在元素周期表的横向、纵向和对角线方向,亦有一定的变化规律。     

青黛中微量元素含量测定分析

用原子吸收分光光度法测定了青黛中的7种微量元素。结果表明,青黛中含有丰富的人体必需的微量元素和极微量的有害元素镉和铅。     

义马煤中几种微量污染元素的赋存形态研究

微量元素在煤转化过程中的变迁行为和其向环境的释放能力主要取决于它们的原始赋存形态。由于微量元素赋存形态的多样性和煤本身的复杂性，煤中微量元素赋存形态的研究尚没有十分成熟的方法。采用密度分离、脱灰处理、逐级化学提取等间接方法研究了义马煤中As、Pb、Cd、Cr等几种微量污染元素的宏观赋存形态。研究表明，义马煤中As、Pb、Cd主要与矿物质伴生，Cr主要赋存在有机质当中。As主要与黄铁矿相伴生；Cd部分与黄铁矿类矿物质伴生，部分与其它难溶矿物质伴生；Pb在硫酸盐、硫化物、硅酸盐等矿物质中均有分布。     

射干中微量元素含量测定分析

用原子吸收分光光度法测定了射干中的6种微量元素。结果表明,射干中含有丰富的人体必需的微量元素和微量的有害元素,是一种极具开发和利用价值的中药植物。     

煤中微量元素在燃烧过程中的变化

在分析微量元素燃烧过程中迁移变化机理的基础上,对电厂用煤和煤灰进行了采样测试,分析了电厂燃煤过程中微量元素的析出变化及在各种灰中的分布富集规律,同时用五个不同的温度段分别对煤进行了燃烧实验,研究了在不同温度下,微量元素从煤中析出的浓度和析出率,通过实验分析,。多数有害微量元素在飞灰中的富集浓度高于其它灰中,燃烧时温度的高低是影响微量的高低是影响微量元素迁移析出的重要因素,温度越高,有害微量元素析出率相对越大。     

煤中氯在亚临界水条件下的变迁

运用半连续反应装置对山西吴家坪煤和四川华蓥山煤中氯在亚临界水条件下的脱除规律及形态变化进行了研究。考察了反应温度和压力对氯脱除率的影响；同时还运用化学提取法对原煤及残渣中氯的形态进行了研究。研究结果表明,随着反应温度的升高，煤中氯的脱除率也增加，在410℃、15MPa、60min、水流量为580mL/h时，吴家坪煤中氯的脱除率为84.6%，华蓥山煤中氯的脱除率为72.4%。吴家坪煤中氯在15MPa时的脱除率最大。华蓥山煤中氯主要以有机氯的形态存在，而吴家坪煤中氯有8%为离子可交换态的无机氯，其余为有机结合的氯；在亚临界水萃取煤的过程中，离子交换态结合的有机氯比共价键结合的有机氯更容易挥发,有机氯要首先转化为无机氯然后再逸出。     

亚临界水条件下煤中汞的脱除

运用半连续反应装置对山西吴家坪煤中汞在亚临界水中的脱除规律进行了研究。考察了反应温度为290 ℃、320 ℃ 、350 ℃、 380 ℃，反应压力为5 MPa、10 MPa、15 MPa,萃取时间为10 min、30 min、60 min、100 min时对汞脱除率的影响。结果表明，在290 ℃～380 ℃，随着温度升高，汞脱除率明显增加；在5 MPa～15 MPa，压力越大，汞的脱除率也越大；在10 min～100 min，随着萃取时间的延长，汞脱除率增加；在380 ℃, 15 MPa, 1 h，汞的脱除率最大可达96％以上。     

亚临界水脱除煤中硫的实验研究

近年来，超临界流体以其独特的性质作为溶剂或反应介质在众多领域得到应用。对于煤在超临界及亚临界水中的行为研究也越来越受到国内外学者的重视，如Kashimura等、Hu等和Cheng等对褐煤在亚临界及超临界水中的降解行为进行了研究。Timpe等报道了水热处理对年轻煤中有机硫及微量元素的脱除行为。     

混煤燃烧过程中砷/硒与飞灰中矿物质之间的高温原位反应

为了研究混煤燃烧过程中痕量元素与飞灰中矿物质的原位反应，选取烟煤（HLH）、无烟煤（ZW）及其混煤在1150 ℃时的沉降炉中进行燃烧，并分别收集和分析了高温段灰分（HTA）和低温段灰分（LTA）中砷和硒残留率。结果表明，砷在高温段灰分中的残留率低于低温段灰，说明在烟气冷却过程中砷会被灰重新吸附。ZW、Z3H1、Z1H1、Z1H3、HLH的高温段灰中砷的残留率分别为60.31%、26.85%、13.29%、20.23%、36.11%，说明混煤的高温段灰比原煤更难捕获砷。同时，硒在五种煤样的高温段灰中的残留率分别为24.68%、23.60%、20.58%、15.19%和38.13%，其残留规律与砷相同。此外，X射线衍射（XRD）分析结果表明，混煤燃烧过程中矿物形态发生了明显变化。与原煤不同的是，混煤的HTA中出现了莫来石，且莫来石的峰值随着混煤中ZW比例的增加而增强。这与HTA中砷和硒的残留趋势一致。说明在混煤燃烧过程中，矿物质种类的变化以及矿物质与痕量元素的原位反应对砷和硒的排放有显著影响。     

PIXE analysis of the hydrothermal leaching of trace elements in coal

The minor and trace element content in coal is of great interest due to the potential impact on the environment from the release of these elements during combustion. Reducing the concentrations of potentially hazardous elements in coal prior to combustion is one way of dealing with this issue. In this research particle induced X-ray emission (PIXE) was used to investigate a hydrothermal leaching process for the removal of trace elements from a bituminous coal. The leaching agents HNO₃ and NaOH were evaluated along with the effects of process parameters (temperature, pressure, and time) on the method's effectiveness. The variable with the greatest influence was the leaching agent itself. HNO₃ was determined to be more effective than NaOH in reducing elemental concentrations for nearly all the elements determined. Increasing the temperature did result in greater reductions for some elements (Cl, Br, Zn) whereas increasing the pressure and duration of the leaching process had minimal impact on reductions, in elemental concentrations.     

煤燃烧过程中有害痕量元素形态分布的化学热力学平衡分析

采用化学热力学平衡分析方法，应用真实煤质数据预测了煤燃烧过程中国内六种具有代表性的煤种有害易挥发性痕量元素As和Se的化学形态分布。计算中考虑了痕量元素和卤素（如氯元素）的相互作用，也考虑了痕量元素与主量矿物元素之间的相互作用。研究结果表明，不同煤级、不同产地的煤中痕量元素As的化学形态分布有较大差异。As的热力学平衡计算中，数据库中是否忽略AsO形态对结果影响非常显著，忽略AsO形态的限制性模拟结果似乎更能反映真实煤燃烧过程中As的化学形态分布。煤级和煤的产地对Se的化学形态分布没有显著影响。     

两相流中煤粉的燃烧机理及动力学特征

利用微型流化床动力学分析仪研究了两相流条件下无烟煤粉的燃烧反应机理和动力学特征,并与热重法所得结果进行比较分析。结果表明,当温度大于850℃时,煤粉燃烧机理发生了变化,燃烧气态产物的生成比例也随之改变;当气速大于0.10 m/s时,气体扩散限制基本被消除,煤粉燃烧反应速率主要受界面化学反应控制;煤粉燃烧反应速率随着氧气分压的增大呈幂函数形式增长,且氧气分压对煤粉静置燃烧的影响更加显著。煤氧两相流燃烧的表观活化能与静置燃烧相比降低了49 kJ/mol,相同温度条件下两相流燃烧的界面化学反应阻力也明显小于热重法测试结果。     

外来水分对煤自燃过程影响及作用机制研究

通过浸泡方法制备一系列不同外来水分含量的煤体,利用程序升温氧化实验模拟煤自燃过程,研究外来水分对煤自燃特性的影响;结合热分析和孔结构表征实验,探讨外来水分对煤自燃过程影响作用机制。外来水分对煤自燃过程的作用机制随着煤自燃状态发展而发生变化,主要表现出四个阶段。在缓慢氧化阶段,外来水分主要隔离煤与氧气的接触反应,对煤自燃起到物理抑制作用;在加速氧化阶段,水分可直接参与煤氧反应,起到化学促进作用;经过缓慢氧化阶段和加速氧化阶段,大量外来水分的蒸发导致煤颗粒表面裂隙增大,水分越大的煤生成的活性点位会更多,当煤自燃进入快速氧化阶段,外来水分对煤氧化反应的影响表现出延迟促进效应;当煤体温度达到180℃后,随着煤体温度进一步升高,不同初始外来水分含量的煤体自燃特征逐渐趋于一致。     

高钠煤水热脱钠处理及其对燃烧特性的影响

以五彩湾高钠煤为研究对象,根据煤中钠的赋存形态,分别研究了不同条件下水洗和水热处理两种方式对碱金属的脱除效果,同时考察了水热处理对煤燃烧特性的影响。结果表明,五彩湾煤中钠主要以水溶性钠盐存在;单纯水洗对Na的脱除效果不理想,并且工艺耗时长、耗水量大;水热处理脱钠效率高,钠脱除率高达90.5%,处理后的煤灰中Na2O含量降至0.7%,属于低钠煤范围;水热处理后煤样的燃烧速率曲线移向低温区,燃烧特性优于原煤。