褐煤及其低温热解半焦中可溶多环芳烃特征

低温热解提质是实现褐煤清洁高效利用的重要途径之一。半焦作为提质后的固体产物在工业和民用清洁燃料方面得到广泛应用。以来自中国内蒙古(SHM)、印度尼西亚(YN)和蒙古国(WM)的3个褐煤及其550℃下热解半焦为样本，采用溶剂萃取结合GC/MS分析的方法研究其可溶多环芳烃(PAHs)含量及组成特征。结果显示，3个褐煤的PAHs总量(∑PAHs)、US EPA规定的优控16种PAHs质量分数(∑16PAHs)及对应烷基取代PAHs质量分数(∑aPAHs)分别在4 362～125 635、1 871～35 039和1 723～61 757 ng/g,揭示了不同来源褐煤的PAHs含量差异显著且aPAHs含量丰富的特征。3个褐煤对应热解半焦的∑PAHs、∑16PAHs和∑aPAHs质量分数分别在4 679～10 289、1 831～6 354和744～2 737 ng/g。不同来源褐煤产出半焦的PAHs含量变化不同，SHM半焦的PAHs含量显著低于原煤，YN半焦的PAHs含量高于原煤，WM半焦中PAHs总量与其原煤相近，但其16PAHs含量较原煤相比有所增加。半焦的∑aPAHs含量均低于对应母体∑...     

污泥热解过程中多环芳烃排放规律

研究了不同温度(350~1050℃)下污泥热解过程液、气、固三相产物中16种多环芳烃(PAHs)排放规律。结果表明,PAHs趋向富集于液相产物中,其次为气相产物,在液相产物中检测到所有16种PAHs,650℃液相产物中16种PAHs(∑16PAHs)总质量比最高,为96%;750℃气相产物中∑16PAHs质量比最高,为21.3%以上;固相产物中PAHs含量极少,仅在650℃时达1%。所有温度下液相产物中2、3和4环PAHs均占据主导地位,∑2,3,4环PAHs质量比达95%以上,850℃时液相产物中∑EPA-PAHs含量最高,达15.25 mg·kg-1。气相产物主要以萘(Na P)、苊烯(Acp)、芴(Flu)和蒽(Ant)PAHs为主,未检测到高环PAHs。在高温热解阶段,污泥大分子结构裂解到达高峰,伴随产物的二次断裂、合成、环化等反应,气相产物中∑低PAHs生成含量达到最高7.248 mg·kg-1。不同温度下污泥热解产物中PAHs的毒性当量(TEQ)变化规律与其生成量变化基本一致,在850℃时液相产物中PAHs的TEQ最高达1.129。     

污泥热解过程中多环芳烃排放规律

研究了不同温度（350~1050℃）下污泥热解过程液、气、固三相产物中16种多环芳烃（PAHs）排放规律。结果表明,PAHs趋向富集于液相产物中,其次为气相产物,在液相产物中检测到所有16种PAHs,650℃液相产物中16种PAHs（∑₁₆PAHs）总质量比最高,为96%;750℃气相产物中∑₁₆PAHs质量比最高,为21.3%以上;固相产物中PAHs含量极少,仅在650℃时达1%。所有温度下液相产物中2、3和4环PAHs均占据主导地位,∑_2,3,4环PAHs质量比达95%以上,850℃时液相产物中∑EPA-PAHs含量最高,达15.25 mg·kg^-1。气相产物主要以萘（NaP）、苊烯（Acp）、芴（Flu）和蒽（Ant）PAHs为主,未检测到高环PAHs。在高温热解阶段,污泥大分子结构裂解到达高峰,伴随产物的二次断裂、合成、环化等反应,气相产物中∑_低PAHs生成含量达到最高7.248 mg·kg^-1。不同温度下污泥热解产物中PAHs的毒性当量（TEQ）变化规律与其生成量变化基本一致,在850℃时液相产物中PAHs的TEQ最高达1.129。     

净水厂污泥中多环芳烃解吸试验研究

以南京市某净水厂的沉淀池、滤池污泥为对象,研究了其在吸附16种较低浓度PAHs(1 000 ng/L)后的解吸规律。沉淀池、滤池污泥对高环PAHs(4~6环)各单体的解吸量较少,在15 ng/g以下,对低环PAHs(2~3环)各单体的解吸量在32.18~88.15 ng/g之间,占其吸附量的16%~45%。低环PAHs的解吸主要发生在0~12 h,12 h解吸量占最大解吸量的40%~90%以上;12~60 h之间解吸速率降低;大于60 h后,PAHs在泥水之间达到解吸平衡,浓度保持稳定。低环PAHs的解吸量随温度的升高而增加,各单体在15℃时的解吸量是5℃时的0.95~2.15倍,在20℃时的解吸量比15℃时增加7%~41%。     

典型石油污染土壤中PAHs污染特征分析

为探讨废弃井场中土壤PAHs污染状况,采取江汉油田废弃井场土壤样品,对16种PAHS的质量分数及组成特征和垂直分布特征进行研究.结果表明:分析样品中∑16PAHs质量分数范围0.0084～2.5956μg·g-1,146号采样点PAHs质量分数均大于147号采样点,PAHS组成多以2～3环为主,∑16PAHs和单体分布基本一致,其中土壤层位在0～20 cm时,菲(Phe)、荧蒽(Flu)、屈(chr)占比较大,为主要污染物;147号采样点,PAHs多以5～6环为主,屈(Chry)、苯并(b)荧蒽(BbF)占比较大,土壤∑16PAHs和单体质量分数随深度增加而减小.通过单组分比值(Ant/(Ant+Phe))的分析得出,146号采样点土壤中PAHs多为石油源,而147号采样点土壤中的PAHs多为燃烧源,且Fla/(Fla+Pyr)比值大于0.5,说明来源于煤、植物、木炭燃烧.     

褐煤热解及半焦成型特性研究

以褐煤为原料,通过原煤热解与半焦成型实验,研究了热解终温对产物分布的影响及半焦的成型特性与反应活性;利用气体在线分析仪、GC-MS对热解产物进行表征;研究结果表明,热解温度由450℃提高到750℃,热解气体产率持续增大,半焦收率则持续减少,焦油收率在550℃时最高;气相组分中H2含量持续增加,CO2和CH4含量减小,CO含量在650℃时最高;热解焦油主要由萘及其衍生物、高碳数直链烷烃、苯酚及其衍生物、蒽、菲及衍生物、稠环芳烃和中性含氧化合物(醛、酮、呋喃)组成,随热解温度升高,多侧链取代化合物含量减少,稠环化合物含量增加;热解改质后,半焦型煤强度提高了3 MPa,半焦型煤的CO2反应活性高于半焦。     

燃煤机组协同处理焦化固废中污染物的排放特性

焦化固废的锅炉协同处理技术实现了热量资源化回收,为评估该工艺的环境危害,在某480 t/h煤粉锅炉上进行原煤、生化污泥和焦油煤粉共燃烧试验,对锅炉排放的烟气、炉渣、飞灰和硫酸铵等样品进行采样分析,研究掺烧工况下多种污染物的排放特征及其对环境的影响。结果表明,在煤、生化污泥和焦油煤粉掺烧比为100.0∶3.0∶1.5的协同工况下,炉内燃烧稳定,各运行参数波动小。16种多环芳烃(PAHs)中,以低环(2～3环)PAHs的萘和苊烯为主,其他PAHs类物质的质量浓度均较低,烟气中PAHs总质量浓度为71.3 ng/m³,固体样品中PAHs质量分数均低于0.5 mg/kg;烟气中二噁英类质量浓度为0.004 3 ng/m³,相较空白工况下降61.3%,固体样品中二噁英类质量分数均低于2.0 ng/kg;掺烧工况下各有机物排放均符合标准。生化污泥中Cr质量比是原煤的3.6倍,As是原煤的26倍,导致混合燃料中重金属Cr、As的质量比分别增加了21.1%、63.1%,其他重金属元素无明显增加。90%以上的Cr和As赋存于飞灰中,2%～4%存在于炉渣中,仅有...     

茂名市茂南区工业园区周边土壤中PAHs的分布特征及风险评价

以茂名市茂南区石化工业园区为研究对象,测定了工业园区周边土壤中16种多环芳烃(polycyclicaromatichydrocarbons,PAHs)的含量,对照农用地和建设用地土壤污染风险管控标准,分析了其分布特征,采用轻重比和特征比值法对其来源作了解析,并采用毒性当量因子法进行了生态风险评价。结果显示：工业园周边土壤中的16种PAHs总含量为451～7899ng/g,均值1690ng/g,大部分点位PAHs单体均未超过土壤污染风险管控标准筛选限值,仅1个点位的苯并(a)芘(Benzo[a]pyrene,BaP)含量超过了土壤污染风险筛选值,未超过一类用地管制值;源解析结果显示工业区周边土壤中PAHs主要来源于非交通源的石油燃烧源,同时生物质和煤燃烧源也有部分贡献。生态风险评价表明16种PAHs的TEQ_BaP的范围为97.3～1540 ng/g,平均值为378.3 ng/g,7种致癌性PAHs是致癌风险的主要贡献者,其中苯并(a)芘和二苯并(a,h)蒽贡献率最高。茂名市茂南区工业园区周边土壤多数都符合国内建设用地土壤和农用地土壤污染风险管控标准。     

不同煤种热解多环芳烃的生成分布特征研究

研究了四种适宜地下气化的低阶煤在600℃热解条件下热解气中EPA-PAHs的生成分布特征,探讨了原煤组成的影响.结果表明,随着煤变质程度的增大,热解所产生的低环芳烃含量减少,高环芳烃含量增加,EPA-PAHs总量增加;热解气中EPA-PAHs以2R萘、3R苊、3R二氢苊、4R荧蒽、4R芘和4R苯并(a)蒽为主;3R芳烃含量最多,平均占EPA-PAHs总含量的67.57%;EPA-PAHs含量分别在碳含量为76.98%,H/C摩尔比为0.94,O/C摩尔比为0.16和挥发分为43.32%时达到最高水平.     

低温热解强化煤粉磁选脱硫效果的实验研究

采用自制热解装置对北宿煤进行热解,此装置与传统热解装置相比具有处理量大和操作简便等优势,能够与磁选实验相结合,热解温度400 ℃～700 ℃,氮气流量0.1 L/min,保温时间为30 min,主要研究热解温度对煤粉磁选脱硫效果的影响.结果表明:适当提高热解温度对磁选脱硫是十分有利的,且500 ℃时效果最佳,热解后半焦与原煤相比磁选脱硫率提高近40%;利用XRD分别对原煤、500 ℃半焦及半焦磁选后的精煤进行分析,发现半焦中有强磁性矿物磁黄铁矿(Fe1-xS)生成,精煤中已无黄铁矿,说明热解-磁选脱硫技术能够有效脱除煤中无机硫.依据GB/T215-2003分析试样中硫的形态,发现煤中有机硫含量高且以噻吩硫形式存在,给实现北宿煤低温预处理磁选高效脱硫造成了困难.     

固体热载体热解府谷烟煤的实验研究

以循环流化床锅炉的循环灰为热载体对府谷烟煤进行了热解实验,考察了热解温度(470℃~630℃)对气液固产物产率和特性的影响,分析了原煤中的硫和氮在气液固三相产物中的分布.结果表明,随热解温度的升高,半焦产率降低,煤气产率从0.97%增加到5.44%,焦油产率从1.96%增加到8.07%;焦油中的轻油含量占80%(质量分数)以上,随热解温度的升高而降低.半焦的灰熔点在1 000℃以上.原煤经过热解后半焦中的硫含量可降到原煤中硫含量的70%(质量分数)左右,氮含量可降到原煤中氮含量的90%左右.     

半焦床层温度对煤-半焦耦合热解制取低温焦油的影响

以半焦在相对高温下发生缩聚反应析出的氢作为氢源,在同一反应器内实现了煤-半焦耦合条件下的含氢气氛煤解聚过程,研究了半焦床层在不同温度(650℃,700℃和750℃)下对煤热解产物分布及其品质的影响.结果表明:耦合热解(CSP)过程较单煤热解(CP)过程的焦油产量增加,且随着半焦床层温度的升高而逐渐增大,750℃时焦油收率提高了16%.焦油模拟蒸馏实验表明,耦合热解过程的焦油中轻质组分含量增加,沥青组分含量显著减少,半焦床层温度在650℃(CSP650),700℃(CSP700)和750℃(CSP750)时,CSP过程沥青含量比CP过程沥青含量分别降低了28.83%,40.77%和44.28%.焦油的GC×GC-MS联用实验表明,耦合热解焦油的芳香环侧链取代结构物质含量增加.原煤半焦的TG-MS实验表明,半焦在高温热解时由于发生裂解、缩聚反应而析出H_2和CH_4,这是本研究中加氢热解的氢源.     

河南省城市污泥中多环芳烃的含量及其影响因素研究

为了解河南省污泥中多环芳烃含量及分布特征,采用GC-MS,对河南省18个城市污水处理厂的污泥中的多环芳烃组成及含量进行了分析。结果表明,18个城市污泥中PAHs组成和含量相差较大,含有9~16种PAHs化合物,以含2~4个苯环的化合物为主,5~6个苯环的化合物含量均较低。其中污水的来源、污水处理工艺及污泥的处理方式都会影响污泥中多环芳烃的组成及含量。除驻马店市污泥中多环芳烃总含量达到53.5 mg/kg外,其他17个地市污泥中∑PAHs含量在0.84~5.39 mg/kg,平均值为2.21 mg/kg;具有致癌性的PAHs的含量在0.07~1.58 mg/kg,具有强致癌性的苯并[a]芘除在郑州市污泥中未检出外,在其他17个市污泥中的含量在0.07~0.82 mg/kg之间,平均值为0.21 mg/kg,符合我国农用污泥控制标准3.0 mg/kg的限值。     

气相色谱/质谱联用法测定炭黑中的多环芳烃含量

利用气相色谱/质谱联用法测定炭黑中8种多环芳烃(PAHs)含量。确定最佳试验条件如下:萃取剂甲苯,水浴超声萃取温度60℃,样品质量/萃取剂体积比0.25 g/10 m L,萃取时间90 min。内标法测定标准曲线的线性相关因数不小于0.998,相对标准偏差小于8.7%。该方法操作简单、灵敏、准确,可用于炭黑中PAHs含量的测定。     

不同来源污泥热解油中多环芳烃分布特征

分析了4种不同来源污泥的热解油中16种EPA-PAHs生成分布,并探讨了污泥原样中自由赋存PAHs和污泥泥质特性（碳含量、H/C摩尔比、O/C摩尔比及挥发分含量等）的影响。结果表明,4种来源污泥热解油中均不同程度包含16种EPA-PAHs,∑EPA-PAHs含量分布次序为：工业印染污泥热解油（21.72 mg·kg^-1）>生活污泥热解油（14.10 mg·kg^-1）>造纸污泥热解油（13.72 mg·kg^-1）>食品污泥热解油（5.48 mg·kg^-1）,且以低环（2R）和中环（3R和4R）PAHs为主,其总量占∑EPA-PAHs的95%以上。热解油中PAHs含量高低与污泥自身赋存的自由PAHs含量具有一定关联;泥质特性对热解油中EPA-PAHs含量分布也呈现了不同程度影响,随着污泥泥质特性变化,3R和4R-PAHs含量变化规律较相似,均在碳含量为30.96%、H/C摩尔比为1.1、O/C摩尔比为0.33和挥发分为35.5%时达到最高水平;2R-PAHs含量在碳含量为20.75%、H/C摩尔比为1.44、O/C摩尔比为0.6和挥发分为46.3%时达到最高水平。     

神东煤热解特性及半焦用作高炉喷吹适用性分析

为实现神东煤的深度加工利用,利用热重分析仪及管式热解炉对神东煤的热解特性进行分析,研究热解半焦用作高炉喷吹原料的适用性,提出热解半焦利用的新途径。结果表明,神东煤的煤质特性优良,格金焦油产率高达8.15%,比较适宜用作低温热解;550℃时焦油产率最大,焦油灰分低,馏出温度350℃占比50%以上。随着热解温度升高,热解气中CH4和CO2含量降低,而H2和CO含量增多。热解水产率基本保持在16%。热解半焦喷吹特征与目前国内主流的喷吹煤性质相当,比较适合用作高炉喷吹原料。轻度热解半焦可直接用于高炉喷吹,提取焦油剩余半焦用作喷吹配煤可实现煤炭分质转化利用。     

低阶碎煤有氧热解制备兰炭的工艺条件

以流化石英砂为介质,研究了热解温度、O2浓度、原煤停留时间及粒径等流化条件对由小粒径低阶碎煤所制半焦的理化性质的影响. 结果表明,1~13 mm小粒径低阶煤在热解温度大于850℃及O2浓度、热解时间分别不低于3%(j)和120 s的条件下,可制得固定碳含量高于82%(w)、挥发分含量低于7%(w)的兰炭. 热解温度由650℃升至950℃,碳晶格的微晶晶面间距(d002)由0.383 nm减小至0.372 nm,半焦晶格的有序化程度增加. 氧气浓度为7%(j)时,半焦的比表面积最大,为242.71 m2/g,同时氧化反应活性也最大. 延长有氧气氛下的热解时间,半焦孔隙结构因烧蚀而坍塌,半焦的比表面积和活性降低.     

硅橡胶萃取棒联用气相色谱分析水中多环芳烃

采用溶胶-凝胶-硫化法,以甲基乙烯基硅橡胶和乙烯基封端硅橡胶为原料,制备硅橡胶吸附萃取搅拌棒(stir bar sorptive extraction,SBSE),一次涂层平均厚度150～250μm,涂层表面形貌规则,热分解温度300℃。使用寿命可达150次。采用热解析(ThermalDesorptionUnit,TDU)脱附-气相色谱分析,建立了水中痕量多环芳烃(polycyclicaromatichydrocarbons,PAHs)的分析方法,并考察了不同条件下搅拌棒对PAHs的萃取效率。结果表明:在样品体积为50mL,盐浓度25g/L,温度为25℃,搅拌速度为750rpm,萃取时间为90min时,各种PAHs的检测限(LOD)为2ng/L～8ng/L,各组分峰面积的相对标准偏差(RSD)在7.91%以下,该方法的线性范围为0.3μg/L～1.0×103μg/L。实际分析样品为流经城市的运河水,优化条件下PAHs的加标回收率在76.2%～102%之间。     

餐饮油烟中多环芳烃排放特征分析

以餐饮油烟为研究对象，分析油烟中多环芳烃污染物的排放特征。本实验采用外标法定性定量，所用仪器为高效液相色谱。分别从油烟温度、食用油种类、油烟污染形态3方面分析排放特征。结果表明：温度与多环芳烃排放成正比关系，当温度为200℃时，PAHs中蒽组分排放质量浓度最高，达374.59μg·m^-3；不同食用油的PAHs平均排放质量浓度由高到低顺序为：豆油、菜籽油、花生油、猪油。豆油烹饪时产生组分蒽最高可达到276.88μg·m^-3；油烟颗粒物污染和油烟气态污染物排放多环芳烃成分及变化特征相似，气体污染物排放的PAHs平均质量浓度高于颗粒污染物排放PAHs质量浓度。     

低阶煤热解半焦燃烧性能的影响因素

采用热重分析法探讨了影响低阶煤热解半焦燃烧性能的主要因素;采用比表面积和孔隙结构分析仪、扫描电镜揭示了半焦燃烧性能差异的机理.结果表明:热解条件是影响半焦燃烧性能的重要因素.煤种相同时,随热解温度的升高和热解时间的延长,半焦的燃烧性能变差,用半焦的燃料比可预测半焦的燃烧性能;对于不同煤种,不能根据半焦的燃料比来预测半焦的燃烧性能.原煤的内水含量是影响其热解半焦燃烧性能的关键因素,可根据煤的内水含量预测其热解半焦的燃烧性能;半焦的BET比表面积和微表面特征是造成其燃烧性能好坏的主要原因,与半焦热解母体(煤炭)的内水含量密切相关.