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。     

煤与混合废塑料共热解固体产物中氯的赋存形态及在燃烧时的释放特性

通过红外光谱、热重 质谱及燃烧 水解实验，研究了煤与废塑料共热解固体产物中氯的赋存形态及在燃烧过程中氯的释放特性。结果表明，温度低于600℃热解的半焦中存在有机氯化合物；600℃以上热解的半焦（或焦炭）中氯主要以无机盐类存在。燃烧过程中氯的释放率与燃烧温度，煤与废塑料共热解的温度以及共热解时废塑料的加入量有关。燃烧温度越高，氯的释放率越大，900℃燃烧时，氯的释放率都在94%以上；在同一温度燃烧时，热解温度越高，氯的释放率越低。400℃热解的半焦最高释放率达99.86%，而1000℃热解的焦炭的最高释放率为94.35%。     

城市生活垃圾焚烧体系化学热力学平衡分析

采用化学热力学平衡分析方法，分析城市生活垃圾焚烧体系污染物的排放特性。主要计算了聚氯乙烯（PVC）及典型城市垃圾焚烧过程氯元素的化学平衡组成及其浓度，同时研究了脱氯剂对PVC及垃圾中氯转化的影响。计算结果表明，PVC热态反应的主要产物是HCl气体，在加入脱氯剂后温度低于600℃时，脱氯剂对HCl的脱除作用很明显；城市生活垃圾热解和燃烧过程中在温度超过600 ℃，垃圾中的有机氯和无机氯都将转化为HCl气体，而此时脱氯剂失去效果。由计算结果得到控制HCl生成，消除二口恶英污染物的生成反应工艺条件。     

氯化铜-四氯乙烯复合脱除煤中有机硫的研究

通过正交实验确定了用氯化铜-四氯乙烯复合脱除煤中有机硫的最佳条件，研究了脱硫条件对有机硫脱除率的影响，考察了使用复合法脱硫对煤质的影响。研究结果表明：用氯化铜-四氯乙烯复合脱除煤中有机硫效果较好，反应条件温和；最佳脱硫条件是：用四氯乙烯为有机溶剂，煤的粒度为0.076 mm,反应时间为120 min，反应温度为120 ℃，煤浆浓度为0.067 g/mL，在此条件下，脱硫率最高达43%；有机硫脱除率随着煤的粒度的减小而增大，随着反应时间、反应温度、煤浆浓度的增加先增大，达到一定程度后，其变化不再明显，甚至降低；脱硫后，煤的结构基本未发生变化，发热量损失较少。     

应用同步辐射X近边吸收谱法研究大气超细颗粒物中氯形态

建立了X射线近边吸收光谱法(1sXANES)测定大气颗粒物中无机氯和有机氯形态及含量的分析方法及质量控制体系。在储存环能量为1.5 GeV和光子能量为2.82 keV条件下,利用束流强度在300～150 mA的同步辐射光激发分析无机氯、链烃代有机氯和芳香烃代有机氯标准样品以及≤0.2μm的大气颗粒物样品。通过对标准品谱图的拟合计算,得到该方法无机氯、链烃代有机氯和芳香烃代有机氯最低检出限,分别为5.4,8.7和1.7μg/g。对已知无机氯和有机氯浓度的试样检出率均达到或接近95%,重复测定3-氯丙酸标准品(n=6),得到本方法的相对标准偏差(RSD)为0.9%。应用本方法可以实现定量无损地测定微量样品中氯的形态和含量,对城市大气颗粒物中氯的测定发现,颗粒物中无机氯和芳香烃代有机氯含量分别为110和12 ng/m3,链烃代氯的含量低于检出限。应用本方法对北京某地区大气颗粒物中氯元素形态进行测定,确定氯的主要存在形式是无机氯和芳香烃氯。     

同时亚临界水萃取与固相萃取从河流沉积物中分离有机氯化合物

静态亚临界水萃取中加入固相萃取剂对河流沉积物中4种有机氯化合物(2-氯酚、2,4,6-三氯酚、五氯酚、六氯苯)进行了同时萃取。与离线亚临界水萃取-固相萃取方法相比,分析物的萃取回收率均有提高,且受亚临界水萃取罐冷却程度的影响较小。以活性炭纤维(ACF)为固相萃取剂,在160℃时,0.050 g的ACF和4.0 mL水对0.500 g的加标沉积物样品中的2-氯酚(2-CP),2,4,6-三氯酚(246-TCP),五氯酚(PCP)和六氯苯(HCB)的萃取效率比离线亚临界水萃取-固相萃取的回收率均有所提高,萃取回收率受萃取罐冷却温度影响较小。方法特别适合于高含量的沉积物样品萃取。该方法与气相色谱检测联用,分析了长江镇江段沉积物中4种有机氯化合物的含量,结果与美国环保署(USEPA)标准方法所得的结果吻合。     

大同烟煤增压富氧燃烧过程中硫、氯和氟的析出特性

利用高压热重结合傅里叶红外研究了大同烟煤在增压富氧燃烧过程中硫、氯和氟的释放行为,主要考察压力对其析出特性的影响。实验结果表明,压力的改变对煤中硫、氯和氟的迁移转化均有显著影响。随着压力的升高,黄铁矿硫向COS等中间产物的转化率逐渐增加,导致SO2的收率逐步上升,但在3 MPa时,燃煤SO2收率却有所降低。此外,压力升高后反应气氛中CO分压的增加促进了COS的生成,导致其收率逐渐上升。因为煤中有机氯析出和转化与挥发分的释放密切相关,所以高压下挥发分释放量的增加使得煤中有更多的有机氯析出并转化为HCl,而且压力升高后,挥发分燃烧速率和温度的升高促进了无机氟化物分解,HF生成量相应增加。此外,高压下水解反应的强化也提高了HF的收率。     

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。     

垃圾焚烧氯对重金属迁移特性的影响

在管式反应炉上，通过加入有机氯（PVC）和无机氯（NaCl）研究了垃圾焚烧时氯对重金属迁移特性的影响。结果表明，在低温下，氯对重金属的挥发几乎没有影响，只有在较高的反应温度下氯才会对重金属的挥发特性产生影响，且垃圾焚烧过程中氯的存在使重金属更易向飞灰或烟气中迁移，垃圾中有机氯对重金属迁移特性的影响要大于无机氯。氯的存在会显著改变分布在飞灰和烟气或底渣和飞灰之间的重金属的分布特性。     

氧化性气氛下流化床中煤的热解脱硫及硫的分布

兖州（YZ）原煤，在氧气体积分数为3.0%、5.6%、8.7%，热解温度400℃～800℃, 热解停留30min，在流化床反应器中进行了热解脱硫实验。结果表明，兖州煤在3.0%O2，600℃时的脱硫效果最佳，可达70%；此时的黄铁矿硫全部脱除，而有机硫也可脱除60%以上。而相同温度惰性气氛下的总硫和有机硫的脱除率则分别为25%和15%。在氧化性气氛下，脱除的硫主要分布在焦油中；随着氧气体积分数的提高，半焦收率下降的很快，下降幅度要比脱硫率的增加幅度大。因此，氧气体积分数过高，在选择性断裂C—S键的同时，也使C—C键发生了断裂。     

吴家坪煤中砷在亚临界水条件下的行为

在煤的燃烧和气化过程中,有毒微量元素的释放对人体健康和环境造成了危害。如何有效控制这些有害元素的排放已经越来越引起研究的关注。微量有害元素主要为砷、汞、铅、镉、锰等。尽管在煤中的含量很低,但是煤的大量使用,其总排放量还是相当大的,由此引起的污染问题也引起重视。煤的燃前脱除有害微量元素是一种有效控制其排放的方法。目前,煤的燃前脱除微量有害元素的方法很多,例如热解、水热处理可部分脱除煤中的微量元素,但都有局限性。     

不同水煤浆分散剂与煤之间的相互作用规律研究 Ⅴ. 煤在分散剂水溶液中的溶出离子及其对CWS性质的影响

通过原子吸收和等离子体原子发射光谱法，研究了6种不同分散剂对14种煤溶出Ca2+、Mg2+、Fe3+(Fe2+)、Al3+、SiO32－离子的影响。结果表明，煤中溶出高价离子的数量，主要取决于分散剂与高价离子间的相互作用特征，以及矿物质的种类和数量。煤在不同分散剂水溶液中溶出高价离子的多少，并不单纯与水煤浆（CWS）的流变性或煤的成浆性具有相关性。煤中矿物质对CWS性质的影响，是多种因素综合作用的结果，溶出离子的种类和数量只是其中的重要因素之一。     

烟煤和无烟煤中碘的赋存形态及其环境效应分析

采用逐级化学提取和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)研究烟煤和无烟煤中碘的赋存形态。结果表明,烟煤和无烟煤中各种形态的碘含量由高到低依次都是有机态、铁锰氧化物结合态、水溶态、残留态、离子交换态和碳酸盐结合态。烟煤和无烟煤中有机结合态碘平均含量分别为47.4%±3.28%和43.3%±2.42%,Fe-Mn氧化物结合态碘分别为36.8%±3.70%和34.6%±4.77%,水溶态和离子交换态碘平均含量之和分别为10.3%±3.00%和14.3%±3.37%,碘的平均潜在淋失率分别10.9%和16.0%,平均潜在可淋失浓度分别为0.9μg/g和1.2μg/g。这说明无烟煤中生物有效态碘含量高于烟煤,在表生条件下烟煤和无烟煤中淋出的碘都能导致地表水中碘的浓度升高;无烟煤中碘的有利环境效应大于烟煤,而不良环境效应小于烟煤。     

煤中无机矿物组分的溶出性及其对水煤浆流变特性的影响

用等离子体原子发射光谱考察了１４种不同变质程度煤中的无机矿物质在煤浆分散体系中的溶出性，并就其对浆体流变特性的影响进行了讨论。结果发现；煤中无机矿物质的溶出性视煤种和煤中矿物质含量的不同而有很大差异，而且，除个别煤熔出相当数量的铝离子外，其余煤在浆体分散体系中溶出的无机矿物离子均主要以钙出子为主，其次为镁，铁离子。     

开滦煤洗选过程中稀土元素的迁移和分配特征

以河北开滦矿区晚古生代煤及其洗选产品为研究对象，运用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）和逐级化学提取的方法，对稀土元素的质量分数及其在洗选过程中的迁移和分配特征进行了研究。结果表明，开滦矿区煤中稀土元素没有明显富集；稀土元素在入洗原煤及其洗选产品中，以煤泥中质量分数最高，尾煤次之，在尾煤和煤泥中均相对富集；稀土元素在精煤中的质量分数最低；同原煤相比，中煤的稀土元素质量分数没有明显变化。原煤及其洗选的4种产品中的稀土元素分配模式基本相同，主要差别是质量分数的不同。稀土元素在洗选过程中的分配行为和赋存状态主要受控于黏土矿物，其次是有机质。     

新疆高钠煤中钠的赋存形态及其对燃烧过程的影响

采用不同萃取液对中国新疆高钠煤进行逐级萃取实验,利用离子色谱仪和电感耦合等离子体原子发射光谱仪对萃取制得的滤液和固体煤样进行相应的元素分析,并通过逐级萃取后煤样的着火温度、燃尽温度和综合燃烧特性指数来分析高钠煤中不同存在形式钠对其燃烧特性的影响.结果表明,中国新疆高钠煤中的钠主要以水溶钠为主,有机钠和不可溶钠含量较少.影响高钠煤中水溶钠含量的主要因素有煤颗粒内部孔隙结构和颗粒粒径,且高钠煤中有机钠在各个粒径范围都保持了相对稳定的含量.煤种不同会导致煤中水溶钠与水溶氯的存在形式不同.煤中水溶钠的存在不利于高钠煤的着火温度和燃尽温度的降低与燃烧特性的提高,相反煤中的有机钠却对其具有促进作用.     

高硫炼焦煤化学结构及硫赋存形态对硫热变迁的影响

利用红外、拉曼、热重及XANES等技术对不同煤阶高硫炼焦煤的化学结构、原煤及焦样形态硫分布进行了准确判定,对煤中化学结构及硫赋存形态与硫的热变迁行为进行了关联分析。结果表明,高硫炼焦煤中硫的热变迁行为不仅与硫赋存形态有关,而且受化学结构不同的高硫炼焦煤热解挥发分释放特性的影响。较低煤阶高硫炼焦煤中脂肪结构热分解产生大量挥发分,且挥发分释放温区较宽,形态硫分解产生的活性硫与挥发分中富氢组分相结合,形成更多的含硫气体转移到气相中,提高了热解脱硫率,焦炭体相中噻吩硫相对含量高于表面,硫化物硫则与之相反。煤化程度升高,煤中稳定噻吩类硫含量增多,挥发分释放量减少,热解脱硫率降低,且形态硫在焦炭体相与表面的分布差异不明显。无机硫脱除率与黄铁矿硫分解程度直接相关,热解过程中也将形成部分新的无机硫滞留于焦中。煤结构及有机硫的赋存形态决定了有机硫脱除率,煤阶升高时有机硫脱除率明显降低。     

外加无机电解质对煤浆性质调控作用的研究

考察了数种无机电解质对煤浆分散体系流变特性的影响。结果发现，煤浆的流变特性不仅与电解质种类有关，还取决于煤质特征。某些煤适，适量的无机电解质可使浆体的屈报胀塑料转化为屈服假塑性。