燃煤砷污染和抑制的研究进展

对煤燃烧过程中微量砷的污染和抑制的国内外研究现状进行了综述 .概述了煤燃烧过程中微量砷的排放对环境产生的危害 .分析了煤中砷在燃烧过程中不同温度下的转化形态 ,烟气中砷的主要存在形态 ,以及煤中砷在燃烧产物中的配置和主要影响因素 .给出了美国不同电站的燃煤锅炉、工业燃煤锅炉以及民用燃煤锅炉砷的排放因子 .探讨了不同吸附剂与含砷化合物的作用机理 ,以及减少燃煤过程中砷污染的可行性 .强调了加强煤燃烧过程中微量砷排放研究的重要性     

燃煤电厂重金属污染与控制技术研究进展

煤炭作为我国现在和将来很长一段时间内不可替代主要能源,其燃烧过程中引起的重金属污染问题不可忽视。目前对燃煤过程中重金属污染的研究主要集中在汞、镉、铬等方面,对铅、砷、硒的研究相对较少,本文综述了痕量金属铅、砷、硒在燃煤过程中的形态及控制技术并提出了可能的研究方向及建议。     

煤中微量元素在燃烧过程中的动态

本文通过对三种煤样进行实验室模拟燃烧，并结合燃煤电厂实际，研究了煤中微量元素在燃烧过程中的动态。结果表明：在煤炭燃烧过程中，砷和铅是污染环境的重要因素。     

中国燃煤砷排放量估算

在结合中国26个主要产煤省、市、自治区的煤砷含量的基础上,研究探讨了全国煤砷权重.研究发现,煤砷含量较高的省份为广西和福建省,曾发生燃煤砷中毒的贵州省砷含量并不高.根据现有的相关资料,选择不同行业的砷排放因子进行砷排放研究,发现中国砷排放源主要为炼焦、发电非金属矿物制品以及黑色金属等产业.1997年中国砷排放量为442.31 t,每燃烧100万t煤相当于向大气释放0.32 t砷.自1960年以来,中国砷排放量以每年8.4%的速度增长,燃煤砷排放问题日益严重.     

燃煤电厂湿法脱硫废水中砷的脱除技术研究进展

基于近几年国内外关于砷脱除研究文献,简要综述氧化法、沉淀法、吸附法、生物处理法在废水除砷中的应用。针对国内燃煤电厂脱硫废水处理现有的工艺条件,总结了砷在整个废水处理流程中的脱除方式,并对存在的不足提出几点建议。     

燃煤飞灰中微细颗粒控制技术介绍

介绍了捕集燃煤微细颗粒飞灰的三种控制方法,即燃烧方法的改进,聚并技术和新型高效除尘技术,并对这些方法作了简单的阐述和分析比较,以期对微细颗粒的控制技术的研究与应用有所帮助。     

燃煤过程中铬迁移转化和排放控制的研究进展

论述了煤燃烧过程中铬迁移转化和排放控制的研究进展。介绍了国内外各地煤中铬的含量。对铬在燃煤过程中迁移转化机理的研究成果进行了说明。简要总结了铬排放的控制技术,并提出了研究的不足以及今后铬释放的研究方向。     

美国燃煤工业锅炉技术

介绍了美国工业锅炉的基本情况和主要的燃煤工业锅炉技术,分析了锅炉专用煤的要求及燃煤工业锅炉的污染控制技术。分析发现,美国的燃煤工业锅炉运行年代长,通过不断技术改造使锅炉保持较高的运行效率;美国对不同类型锅炉的煤质有专门规定,以保证锅炉高效率燃烧和低污染排放。美国燃煤锅炉采用各种污染物减排措施,保证了污染物达标排放。     

温度和赋存形态对燃煤过程中砷迁移和释放的影响

选取3个煤阶共6个国内典型煤种,利用水平管式炉在不同温度下进行煤的燃烧实验,研究燃煤过程中砷的迁移和释放特性。利用热分析的相关理论和方法,将煤的热重分析手段运用于煤燃烧过程中砷的质量变化,通过对实验结果进行拟合得到砷的失重曲线和失重速率曲线,并采用逐级化学提取的方法对原煤及不同温度下煤灰中砷的赋存形态进行分析。25～1100℃的实验结果表明:随着温度升高,煤中砷的释放比例逐渐增大,1100℃下砷的释放比例变化范围为30%～67%。不同温度区间下砷的失重速率存在差异,800～900℃区间出现显著的砷失重峰,主要原因是以硫化物形式存在的砷在800～900℃区间发生剧烈的分解/氧化分解。此外,相同温度下褐煤的失重比例和失重速率较大,无烟煤的失重比例和失重速率较小,烟煤则介于无烟煤和褐煤之间。温度升高后,煤中的有机物结合态砷向气相迁移,酸溶态砷和残渣态砷共同作用,减少的砷主要进入气相中,还有一部分向可交换态砷迁移。     

燃煤电厂砷、硒、铅等重金属全流程控制技术研究进展

煤炭清洁高效利用是推动我国能源结构低碳绿色转型的重要途径。重金属作为燃煤主要污染物之一,对人类及生态环境危害巨大,目前美国已开始执行燃煤电厂重金属排放标准,主要通过选煤技术降低重金属源头生成以实现达标排放。我国煤炭用量大、部分煤种重金属含量高、地区差异大,亟需开发符合我国国情的重金属控制技术。以挥发性强、毒性高的3种典型重金属砷、硒、铅为对象,总结了国内外燃煤电厂重金属排放现状及控制技术进展。我国煤电污染物超低排放技术路线对重金属具有一定的协同控制效果,其中硒较多以气态形式存在,集中在湿法烟气脱硫系统内洗涤脱除,砷、铅主要附着于颗粒物上,除尘器对其具有协同捕集效果,但仍存在痕量气态硒传质驱动力差、细颗粒态砷、铅易穿透等瓶颈问题,严重制约了重金属的稳定高效捕集。“转化与固定”是重金属控制的总体思路,即通过化学组分调控与物理流场优化等方式,促进烟气重金属由细颗粒态、气态向粗颗粒态,由高毒性向低毒性转变,以实现重金属的无害化处理。基于该思路,目前已形成了一系列燃煤电厂重金属全流程控制技术,根据作用阶段可分为炉前、炉中、炉后3类,主要包括选煤、煤种调配、炉内吸附剂、凝并、脱硫塔内构件优化等技术...     

燃煤电站锅炉掺氨燃烧与排放特性综述

近年来,氨作为一种无碳、富氢的燃料,多被用作内燃机、燃气轮机和其他工业用途的无碳燃料。为了降低燃煤电厂CO₂排放,燃煤掺氨燃烧受到广泛关注。介绍了现有燃煤电厂锅炉碳减排的途径,论述了氨煤掺烧研究的最新进展,分析了燃煤掺氨燃烧过程中可能存在的问题,揭示了燃煤掺氨燃烧特性与污染物排放规律。针对氨在燃煤锅炉中的燃烧特性与燃煤掺氨燃烧过程中高NO_x排放特性,在一台燃烧炉中实现了0～100%掺氨比例的燃煤掺氨燃烧试验,并将空气分级燃烧技术应用于燃煤掺氨燃烧,通过试验进一步研究了不同掺氨比例和分级工况(温度、掺氨位置)对燃煤掺氨燃烧产物的影响。燃煤锅炉提供的高水平预热条件及炉内高温热环境均有利于强化氨气燃烧,氨燃烧特性差不会成为制约其在燃煤锅炉掺烧的主要因素。通过调整燃煤混氨方式、优化空气分级燃烧工况可大幅降低NO_x排放浓度。延后燃尽风的通入位置,可延长还原区长度,有利于还原区NH₃与NO选择性非催化还原反应和煤热解产物(挥发分和焦炭)与NO异相和同相还原反应的进行,有效降低尾气NO浓度。根据试验煤种,空气分级...     

烟气污染及控制

我国的能源以燃煤为主，燃烧过程中产生严重污染。本文分析了锅炉烟气污染的产生、危害；提出了控制燃煤二氧化硫污染的三种途径；讨论了烟气除尘、脱硫技术。结论认为研究及开发出优质高效、经济配套、性能可靠、不造成二次污染、适合国情的全新的烟气污染控制技术势在必行。     

气氛对氧化物吸附气相砷的影响及机理分析

燃煤是有害重金属砷进入大气环境的主要途径,通过矿物质氧化物吸附气相砷是炉内控制砷减排的有效方式。但燃煤烟气中含有大量酸性气体,包括CO_2、HCl、SO_2等,会与矿物质氧化物结合,占据吸附剂活性位点,减少气相砷的吸附容量。为了探究烟气中不同酸性气氛对氧化物吸附气相砷的影响特性,选取燃煤飞灰中部分矿物质氧化物CaO、MgO、Fe_2O_3为吸附剂,在两段式固定床反应器中开展700/900℃模拟烟气气氛、O_2/CO_2气氛及含有HCl、SO_2气氛的模拟烟气条件下氧化物吸附气相砷试验。样品吸附砷含量经HCl酸液提取后由原子荧光光度计测量,吸附剂比表面积和孔隙结构特性由BET分析获得,样品微观形貌经SEM分析获得。结果表明,CaO对气相砷的吸附效果最好,其次是MgO,900℃模拟烟气中CaO和MgO吸附气相砷量高于700℃烟气,而Fe_2O_3在700℃吸附气相砷较多。O_2/CO_2气氛下,MgO和CaO对气相砷的吸附量少于相应燃烧气氛,而Fe_2O_3的气相砷吸附量高于模拟烟气气氛。酸性气氛对氧化物吸附气相砷的影响与温度和氧化物种类有关:O_2/CO_2气氛对CaO和MgO吸附气相砷起抑制作用,对Fe_2O_3起促进作用;烟气中HCl抑制CaO吸附气相砷,对MgO和Fe_2O_3吸附气相砷在700℃表现为抑制作用,在900℃时为促进作用;烟气中SO_2对CaO和MgO起抑制作用,对Fe+2O_3无明显影响。CaO、MgO和Fe_2O_3对气相砷以化学吸附为主,Fe_2O_3比表面积最大,对气相砷吸附作用最弱。     

用于混煤燃烧控制砷排放模型研究

混煤掺烧是控制燃煤砷排放的有效方式,但由于缺乏相关的配煤模型,限制了该技术的应用。根据燃煤过程中砷的挥发释放机制,提出一种采用砷的释放指数P表征煤燃烧过程砷的释放特性的配煤模型。该模型综合考虑煤的灰分、灰中主要矿物元素含量、各矿物元素对砷的固定系数以及煤中砷含量等因素。研究结果表明,随着煤灰固定系数由23.12增至50.90,煤灰的气相砷吸附量由3.39 mg/g增至6.14 mg/g;随着释放指数P增大,砷的固定率减小,且随着温度升高,两者相关性由900℃的0.67增至1 300℃的0.86。根据P值筛选煤种进行掺烧,当掺混煤种P值差异较大时,掺烧低P值煤种不仅可降低混煤中的砷含量,还能促进高P值煤的砷在灰中富集,促进率达77.14%;掺混煤种P值差异较小时,掺烧低P值煤种会促进砷的释放。本模型可较好地筛选煤种,为混煤掺烧控制砷等痕量元素的排放提供了新的思路。     

燃煤过程中砷的赋存形态及其挥发特性

选取3个国内煤样,利用自制恒温热重装置研究了燃烧过程中砷的赋存特性及其挥发规律。通过测定不同停留时间下燃烧样品中砷的含量,拟合得到砷的挥发曲线和挥发速率曲线,并采用逐级化学提取的方法对原煤和不同停留时间下的燃烧样品进行形态分析。实验结果表明：温度是影响砷挥发的重要因素,700～1000℃是砷挥发的主要温度区间。煤粉燃烧过程中,砷的挥发速率与煤粉的失重速率具有同步性;伴随着煤中水分和挥发分的快速析出,砷也具有较高的挥发速率;随着燃烧过程的深入进行,砷的挥发速率变得缓慢。煤粉燃烧结束,3种煤（五里庄、红岩和梅花井）砷的挥发比例分别为49.5%、80.7%、65.0%,且在燃烧过程中煤中残渣态、硫化物结合态和可交换态砷相互作用迁移。     

氮氧化物排放控制技术分类

综观国内外NOx排放控制技术,根据其在燃烧过程中产生所处的位置,可分为三类:燃烧前控制技术、燃烧控制技术和燃烧后控制技术。后两者是目前研究和应用最广的NOx排放控制技术。文中详细分析了各种控制技术的原理、NOx清除效率及优缺点等。     

燃煤过程中砷的赋存形态及其挥发特性

选取3个国内煤样,利用自制恒温热重装置研究了燃烧过程中砷的赋存特性及其挥发规律。通过测定不同停留时间下燃烧样品中砷的含量,拟合得到砷的挥发曲线和挥发速率曲线,并采用逐级化学提取的方法对原煤和不同停留时间下的燃烧样品进行形态分析。实验结果表明:温度是影响砷挥发的重要因素,700~1000℃是砷挥发的主要温度区间。煤粉燃烧过程中,砷的挥发速率与煤粉的失重速率具有同步性;伴随着煤中水分和挥发分的快速析出,砷也具有较高的挥发速率;随着燃烧过程的深入进行,砷的挥发速率变得缓慢。煤粉燃烧结束,3种煤(五里庄、红岩和梅花井)砷的挥发比例分别为49.5%、80.7%、65.0%,且在燃烧过程中煤中残渣态、硫化物结合态和可交换态砷相互作用迁移。     

现有技术测定煤中的砷

介绍了燃煤电厂砷的排放现状及危害,论述了燃煤电厂测定煤中砷的现有技术并分析了各种测定方法的优缺点。砷钼蓝分光光度法和氢化物发生—原子吸收法是我国的国家标准方法,但这两种方法步骤繁琐、检出限较低、不适合砷的快速测定,ICP、AFS、XRFS等新方法应用于测定砷。最后提出了今后的研究方向和发展趋势。     

载热体加热炉燃烧过程的研究

分析了燃煤和燃油载体加热炉的燃烧过程，并对燃煤载体加热炉中的手烧炉排、链条炉排和往复炉排上的燃烧过程进行了研究。     

燃煤中重金属控制技术

本文说明了煤燃烧过程中重金属污染的危害性，概述当前国内外燃煤中重金属控制技术。重点介绍了采用吸附剂控制重金属排放技术，以及影响吸附剂吸附重金属的几个因素。