高汞煤燃烧过程中汞的析出规律试验研究

针对3种中国典型的高汞煤,利用马弗炉和管式试验炉进行了燃烧温度、燃烧时间等条件因素影响燃煤汞的析出及形态迁移转化的试验研究。研究表明,燃烧条件下加热时间对典型高汞煤中汞的析出率的影响不明显;高汞煤燃烧后,煤中汞在很短时间内即以气态方式进入烟气,并主要以二价汞(Hg2 )和零价汞(Hg0)形式存在,其形态分布与燃烧温度和煤种有关;随着燃烧温度的升高,烟气中的二价汞含量有逐渐升高和零价汞含量逐渐降低的趋势。     

高硫煤泥燃烧过程中的汞排放特性

通过固定床程序升温汞脱附试验系统对所选高硫煤泥中汞排放特性进行在线监测,并利用热重分析仪对煤泥热解和燃烧特性进行研究,结合试验所得热解和燃烧特性参数,采用分布活化能模型,进行动力学分析。结果表明：煤泥的热解和燃烧过程可分为3个阶段,非等温条件下,随着升温速率增加,热解过程在高温区发生,最大失重率提升,对应峰值温度偏移,产生热滞后,利于挥发分析出;在煤泥热解过程中少量氧气的参与,抑制挥发分的析出,在7% O₂条件下综合热解特性参数值D最大。热解性能随CO₂浓度升高而得到改善;煤泥燃烧性能随升温速率的增加而得到加强,其活化能随转化率变化呈现“U”型趋势分布;煤泥中无机汞化合物主要为HgCl₂、α-HgS、HgSO₄以及硅铝酸盐类结合汞,总汞释放主要范围对应200~600℃;煤泥中汞释放量随O₂浓度增大,CO₂气氛条件下,随着CO₂浓度增加,总汞释放量逐渐增大。     

煤燃烧过程中汞元素形态转化的实验研究

在一维煤粉燃烧炉上，利用液体吸附剂取样方法对煤燃烧过程中汞的化学形态分布，规律进行了实验研究，结果表明，在煤燃烧过程中，煤中绝大部分（85%以上）的汞挥发进入气相，残留在底灰中的汞的比例则相当小；飞灰颗粒汞浓度大超志底历汞浓度，体现出汞的飞灰富集和底灰分散特性；由于飞灰残炭的吸附作用。烟气中的汞主要以颗粒态的形式存在，而以气态形式存在的汞较少；单质汞是气态汞的主要形式，占气态汞总量的52%-83%。     

矿物质对煤焦燃烧过程中NO释放规律的影响

在石英固定床反应器上研究了煤焦燃烧过程中矿物质在不同燃烧条件下对NO释放规律的影响.结果表明：煤中的矿物质对燃料氮转化为NO有显著的影响,其影响与矿物质的组成和燃烧条件有关,碱金属Na、K催化半焦氮的氧化在较低的温度下进行并降低半焦氮对于NO的转化率,而Ca、Fe在低温燃烧条件下增加NO的排放,高温时使NO的排放降低;矿物质惰质组分的存在使NO的排放增加;随着煤阶的升高,半焦的反应性降低,燃料氮对于NO的转化率增大;燃料氮的转化率随燃烧温度的升高而增加,但达到极大值后又趋于降低;矿物质对于NO排放量的影响决定于矿物质对于半焦氮的氧化以及半焦还原NO反应催化作用的相对大小.     

汞在选煤边程中的迁移规律研究

基于原煤分级和全级入选不同工艺流程,测试了3个选煤厂不同洗选产品中汞含量,研究了汞在选煤过程中的迁移规律。结果显示:汞在精煤中被不同程度脱除,最小为23%,最大为76%;在中煤、矸石、煤泥中被富集,而且在矸石中的富集程度最大;降低原煤入选粒度可以增加精煤中汞的脱除率,并增加重产物中汞的富集率,因此在做燃料时要进一步研究其汞污染控制。     

国内外水泥熟料生产过程汞排放研究

本文总结了国内外水泥熟料生产过程原燃材料汞输入、汞迁移与汞排放的研究,总结了熟料生产过程汞迁移规律。结果表明,水泥生产过程原燃料中汞含量地区之间差别大,即使同一地区,不同批次之间也存在较大波动,其中石灰石中汞含量集中在0.028~0.043 mg/kg,燃煤中汞含量集中在0.130~0.200 mg/kg。综合汞迁移的研究,生料磨、煤磨、收尘粉尘对汞的吸附效率因设备、工况、来源输入等变化而不断波动,其综合累积吸附效率大于50%。世界汞排放因子为0.006~0.133 mg/kg,平均为0.077 mg/kg;我国汞排放因子为0.003~0.119 mg/kg,主要集中在0.040~0.080 mg/kg。     

煤转化过程中汞的释放及其脱除

概述了燃煤烟气中汞的形态分布,重点介绍了吸附法、设备除汞法和化学氧化法等燃煤烟气中汞脱除技术;同时,对煤热解、气化过程中汞的释放量进行了分析。通过分析可知:活性炭吸附法是目前最为成熟的一种脱汞方法,包括活性炭法、改性活性炭法和活性炭纤维法等;在煤热转化过程中,产生的H_2S气体对氧化铁吸附剂的脱汞效率起着非常重要的作用。煤热解、气化过程中,将汞排放控制技术与硫化物的脱除技术相结合的脱汞方法,具有更好的应用前景。     

五彩湾煤中钠在燃烧过程中的迁移释放规律

采用不同萃取液对新疆准东高钠煤进行逐级萃取实验, 分析了煤中钠的存在形式。分别检测了不同温度下五彩湾煤原煤以及815℃下不同萃取方式处理的煤燃烧后煤灰中钠的含量, 研究了五彩湾煤燃烧过程中钠的迁移释放规律。并且对传统灰分分析方法和微波消解-电感耦合等离子体原子发射光谱仪分析法(微波消解-ICP-AES分析法)测量煤中钠含量进行了比较。实验结果表明, 新疆高钠煤中钠主要为水溶钠。五彩湾煤燃烧过程中, 钠的释放主要发生在815℃之前, 并且以水溶钠和有机钠的释放为主。不同存在形式的钠在燃烧中存在转化, 主要表现为水溶钠向不可溶钠的转化以及不可溶钠向有机钠的转化。通过比较, 微波消解-ICP-AES分析法对煤中钠含量的分析更准确。     

循环流化床中烟气飞灰汞迁移规律

在小型热态循环流化床试验台上进行褐煤、烟煤、无烟煤燃烧试验,研究3种典型煤的烟气气态汞和飞灰颗粒汞迁移规律。试验结果表明:褐煤、烟煤、无烟煤在燃烧过程中,炉膛温度、空截面风速、给煤量以及煤颗粒大小变化时,汞元素在烟气和飞灰之间的迁移规律相似;降低炉膛密相区温度和增大炉膛空截面风速可促进烟气气态总汞HgT(g)迁移到飞灰颗粒汞Hg(p)中,同时也促进烟气气态零价汞Hg0(g)向烟气气态二价汞Hg2+(g)和Hg(p)转化;增加给煤量,烟气气态总汞HgT(g)和烟气气态零价汞Hg0(g)减少,飞灰颗粒汞Hg(p)含量增加,并且影响Hg0(g)的转化;选择合适的煤颗粒粒度可以促进Hg0(g)的转化以及HgT(g)向Hg(p)迁移。随燃烧工况的变化,3种煤HgT(g)、Hg(p)和Hg0(g)含量变化趋势相似,但含量相差较大,Hg0(g)占HgT(g)的比例y值也不同,其中无烟煤的y值高于烟煤和褐煤的y值。     

循环流化床中烟气飞灰汞迁移规律

在小型热态循环流化床试验台上进行褐煤、烟煤、无烟煤燃烧试验,研究3种典型煤的烟气气态汞和飞灰颗粒汞迁移规律。试验结果表明：褐煤、烟煤、无烟煤在燃烧过程中,炉膛温度、空截面风速、给煤量以及煤颗粒大小变化时,汞元素在烟气和飞灰之间的迁移规律相似;降低炉膛密相区温度和增大炉膛空截面风速可促进烟气气态总汞Hg^T（g）迁移到飞灰颗粒汞Hg（p）中,同时也促进烟气气态零价汞Hg⁰（g）向烟气气态二价汞Hg²⁺（g）和Hg（p）转化;增加给煤量,烟气气态总汞Hg^T（g）和烟气气态零价汞Hg⁰（g）减少,飞灰颗粒汞Hg（p）含量增加,并且影响Hg⁰（g）的转化;选择合适的煤颗粒粒度可以促进Hg⁰（g）的转化以及Hg^T（g）向Hg（p）迁移。随燃烧工况的变化,3种煤Hg^T（g）、Hg（p）和Hg⁰（g）含量变化趋势相似,但含量相差较大,Hg⁰（g）占Hg^T（g）的比例y值也不同,其中无烟煤的y值高于烟煤和褐煤的y值。     

TGA－FTIR联合技术对煤燃烧过程中氯的析出特征研究

本文借助于ＴＧＡ－ＦＴＩＲ（热重分析联合傅立叶远红外先谱）技术对４种美国煤和４种英国煤进行了氯的析出特征的研究，尽管英国谋的平均氯含量比美国煤高的多，但两种煤在燃烧过程中氯以ＨＣｌ形式析出的特征是相似的。ＦＴＩＲ的气体组分分析还表明英国煤与美国煤的氯的存在方式及分布状态在一定程度上是相似的，ＨＣｌ的初始析出温度一般在２５０℃，最大析出温度因煤的粒度不同而不同，６０目粒度的煤，其最大析出温度在３００℃以上，粒度为２００目和４００目的煤，最大析出温度Ｔｍａｘ在２８０℃左右，８０％的ＨＣｌ在燃烧过程中是在４００℃之前从煤中析出的。ＴＧＡ－ＭＳ氯的析出特征曲线表明与ＦＴＩＲ的结果是一致的。     

TGA－MS对煤燃烧时氯的析出特征的研究

ＴＧＡ－ＭＳ是研究煤在燃烧过程中氯及其它气体组分析出特征的有效方法。ＭＳ的结果表明，煤在燃烧时氯基本上是以ＨＣｌ的形式从煤中析出，其析出特征与煤中水分的析出有着密切关系，与ＣＯ２及ＳＯ２的析出也有一定的关系。英国煤和美国煤在燃烧时氯的析出特征基本相似，这也说明两国煤中氯的存在方式是相似的。ＭＳ谱图上的三个ＨＣｌ析出峰则说明至少有三种形式的氯存在于煤中。     

燃煤过程矿物质形态对亚微米颗粒释放的影响

为研究燃煤过程中亚微米颗粒的形成机理,选取了三种烟煤在沉降炉内燃烧,用X射线荧光光谱和透射电子显微镜能量色散谱仪联用对煤和亚微米灰中的矿物质进行分析,研究内生态和游离态的矿物质的转化过程.结果表明,与碳结构的结合方式决定了矿物质向亚微米颗粒的转化.游离态矿物质很少转化成亚微米灰颗粒,但其组成却影响着Si和Al的转化.     

煤中氟分布与燃烧排放特性

采用高温水解 -离子选择电极法对我国典型煤种的氟含量进行测定 ,得到了煤中氟分布规律 ,分析了煤中氟含量与灰分的关系及氟化物的赋存形态 .首次通过燃烧实验探索了燃煤过程中氟化物生成规律 ,确定了燃煤氟排放的影响因素 ,得到了燃煤氟排放与煤种、燃烧温度、停留时间、燃烧气氛等因素的影响规律 ,提出了燃煤过程中氟化物的生成机理 .研究结果对煤中氟的燃烧转化和污染治理有指导意义     

煤燃烧过程中痕量元素的形态分析方法

不同化学形态的痕量元素往往具有不同的物理，化学和生物特性，理解燃煤过程中有毒痕量元素的化学形态，对认识它们的迁徙富集规律，排放和抑制等问题都有重要的意义。对国内外煤燃烧过程中痕量元素的形态分析方法研究进展进行了综述，从传统的化学浸提法，烟气的取样分析法，到基于化学平衡模型（热力平衡，动力平衡）的计算分析法三个方面对目前有关燃煤过程痕量元素排放物化学形态分析方面的发展现状进行了讨论。     

适合于炼厂制氢的煤气化技术选择

阐述炼厂煤/焦制氢的必要性以及煤气化技术在制氢项目中的重要性,介绍国内外主要煤气化技术,并从气化压力、原料的适应性、产品的适应性、投资和操作费用等不同方面对粉煤气化技术和水煤浆气化技术进行了分析。重点分析了不同水煤浆气化技术对炼厂制氢项目的影响,分析认为单喷嘴水煤浆气化技术具有自己独特的优势,是炼厂制氢项目较为适合的技术。     

燃煤过程中CaO及钙基固氟剂对氟析出的控制

燃煤过程中CaO与HF反应生成CaF₂.在燃烧温度900 ℃时,CaO对煤中氟析出的抑制范围为12.2%～61.0%,平均为39.5%.CaO固氟最佳条件是：燃烧温度800～1000 ℃,停留时间5～10 min, Ca/S（摩尔比）为2.5～3.0.钙基固氟剂由钙基吸收剂和添加剂组成,主要经历钙基吸收剂的分解反应、CaO固氟反应及硅铝钙等化合物的复合反应而形成高温稳定的固氟产物.工业链条炉燃烧试验表明:钙基固氟剂在全预混添加方式下固氟率为54.0%～64.8%,平均为59.3%;在半预混半喷射两段添加方式下固氟率为72.5%～80.5%,平均为75.5%,明显高于全预混添加方式. CaO和钙基固氟剂的固氟效果与燃烧条件、燃烧方式及固氟剂的种类和成分有关.     

燃煤锅炉的CO2排放计算和讨论

导出了燃煤锅炉ＣＯ２排放量计算公式,并在简化后制成了线算图．该公式和线算图将ＣＯ２排放与蒸汽输出参数、煤质分析、废烟气分析以及灰中碳含量等参数关联在一起,因而可用于指导实际运行的调整．本方法也可用于其它燃煤设备ＣＯ２排放计算,并就我国减少燃煤工业锅炉ＣＯ２排放提出了一些建议