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“燃煤重金属污染控制”专刊

来源：燃料化学学报

专刊为《燃料化学学报》2020年11—12期，希望梳理重金属污染防治的前沿进展，汇聚凝练关键科学难题，推动中国重金属污染防治技术的快速发展。

行业视野: 煤化工
类别; 93个
关键词; 133位
专家; 27篇
论文; 6367IP
点击量; 3243次
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燃煤飞灰中矿物质对烟气中As、Se、Pb形态分布影响的热力学研究

作者(Author)：刘忠, 王硕, 白宝泉

摘要：基于热力学平衡的原理,研究了燃煤烟气中As、Se、Pb三种重金属与飞灰中主要矿物质CaO、Al2O3、Fe2O3、MgO的反应。结果表明,As在1600 K时与CaO反应开始生成Ca3（AsO4）2,且随着CaO含量的增大,Ca3（AsO4）2的温度区间变窄,说明CaO对煤中As的挥发有抑制作用;As与Al2O3在1700 K时开始反应,随着温度降低最后全部以AlAsO4的形式存在; As与Fe2O3反应生成FeAsO4;As与MgO在600-1500 K以Mg3（AsO4）2（s）形式存在,低于600 K时转化为As2O5（s）。Se与CaO和MgO在低于600 K时分别以CaSeO3（s）和MgSeO3（s）的形式存在,与Al2O3、Fe2O3不发生反应;CaO与Pb在900-1100 K时反应生成了（CaO）2（PbO2）（s）;Pb与Al2O3会发生反应,在900-1200 K时有固态（PbO）（Al2O3）6（s）生成。Fe2O3、MgO对Pb的形态分布基本没有影响。

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燃料化学学报

2020年第12期

259

147
超低排放燃煤机组固相产物中Cr和As的赋存形态和浸出特性

作者(Author)：崔向峥, 魏书洲, 张军峰, 赵永椿, 张军营, 郑楚光

摘要：针对燃煤电厂超低排放机组,研究了固相产物中的铬和砷两种痕量元素的含量及其赋存和浸出特性。结果表明,超低排放机组飞灰中铬和砷含量均高于底渣。对于飞灰,1#、2#、3#机组铬和砷占比最大的形态分别为可交换态和可氧化态,而4#机组铬和砷占比最大的形态均为残渣态。砷的浸出量低于地下水环境标准（GB 14848—2017）中规定的0.01 mg/L,而2#和3#机组飞灰中铬的浸出量高于排放限值,应予以高度关注。

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燃料化学学报

2020年第12期

371

115
电厂入炉煤及其副产物中砷的分布和富集特性

作者(Author)：刘轩, 苏银皎, 赵元财, 滕阳, 张锴, 张永红

摘要：采用微波消解法和氢化物发生-原子荧光光谱法,考察并比较了五台容量25-350 MW循环流化床（CFB）机组和五台容量300-600 MW煤粉炉（PC）机组中砷的分布和富集特性。通过比较常规湿法消解和三种混酸微波消解体系,确定了适宜消解方案为体积比6∶2∶2的HNO3-HCl-HF混酸溶液微波消解法。煤中砷燃烧后绝大部分挥发出来被飞灰捕获,底渣中砷含量仅为1.95-9.75μg/g,烟气中砷主要被飞灰吸附后依次被除尘器和脱硫塔捕集,其中,飞灰砷含量为8.68-17.63μg/g,脱硫石膏砷含量为1.71-4.0μg/g。燃烧温度是决定砷迁移与富集的主要因素,PC机组更高的炉膛燃烧温度使得较多砷从煤中释放出来,导致残留在底渣中砷含量低于CFB机组,同时PC机组飞灰在高温下更易形成硅铝酸盐类型的玻璃质从而捕获烟气中挥发态砷,其飞灰中砷含量为12.08-17.63μg/g,普遍高于CFB机组飞灰中砷含量8.68-13.84μg/g;随着锅炉负荷增大,炉膛内温度升高,飞灰与入炉煤中砷含量比值呈增长趋势。CFB机组燃用煤中灰分含量为33.96%-59.63%,显著高于PC机组15.05%-41.67%,故其相对富集系数高于PC机组,同时CFB机组有更多除尘器尚未捕获的细颗粒进入脱硫系统,使其脱硫石膏中砷含量也高于PC机组。

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燃料化学学报

2020年第12期

287

120
燃煤烟气重金属与铈改性CaO的相互作用机理研究

作者(Author)：周新越, 吴洋文, 密腾阁, 刘吉, 徐明新, 赵莉, 陆强

摘要：氧化钙（CaO）作为一种吸附剂广泛应用于燃煤烟气重金属的净化,但其吸附效率有限,需要进一步改性提升。金属铈（Ce）改性可调整其表面电子分布,增强化学活性。基于此,本研究建立了Ce-CaO （100）周期性模型,研究了燃煤烟气中汞、硒、铅三类重金属污染物的吸附机理。结果表明,除Hg0在Ce-CaO （100）表面上的吸附为物理吸附外,其余重金属污染物均为化学吸附,Ce位点和O位点为重金属污染物的主要活性吸附位点,吸附分子与Ce-CaO （100）表面之间存在明显的电荷转移与强烈的相互作用。Ce掺杂改性提升了CaO （100）表面对重金属污染物的吸附能力,尤其对Se0、SeO2和HgCl2的捕集能力显著提高。

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燃料化学学报

2020年第12期

297

132
高硅煤燃烧过程中矿物转化及重金属分布规律研究

作者(Author)：李文举, 龚本根, 张军营

摘要：选取云南宣威地区高硅煤,对其在燃烧过程中矿物转化特征及重金属分布富集规律进行了研究。高硅煤中的矿物主要由石英、高岭石、黄铁矿和锐钛矿组成。飞灰中莫来石可能来自煤中石英、高岭石的转变,而石英主要来自煤中原始石英组分或由SiO2-Al2O3系统转化形成。分析高硅煤和高硅飞灰中部分重金属的富集特性,发现高硅煤中富集的元素有Cr、Cu和As,电厂ESP各级电场中富集的重金属有M o元素,而Se元素在高硅煤和飞灰中分别都低于世界煤和飞灰的平均值。放射性元素Th和U含量在细粒径的高硅飞灰中都高于世界煤灰平均值,在ESP的4电场飞灰中富集系数分别为1.51和1.59。

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燃料化学学报

2020年第12期

381

254
煤和煤矸石及其燃烧产物中稀土元素赋存形态研究

作者(Author)：吴国强, 汪涛, 王家伟, 张永生, 潘伟平

摘要：针对中国三个典型电厂的煤和煤矸石及其燃烧产物（渣和飞灰）,采用逐级提取-电感耦合等离子体质谱法测定各级提取物的稀土元素浓度,进而研究煤和煤矸石及其燃烧产物中稀土元素的赋存规律。结果表明,煤和煤矸石中,稀土元素主要以酸溶态、硅酸盐&铝硅酸盐态赋存,煤矸石中分别占42.54%和45.62%,褐煤中分别占32.85%和57.13%,烟煤中分别占18.10%和75.46%;而煤和煤矸石燃烧产物中,稀土元素主要赋存在硅酸盐&铝硅酸盐态中,占稀土元素总量的80%左右;燃烧过程中,煤矸石、褐煤和烟煤中其他各形态（水溶态、离子交换态、酸溶态、硫化物结合态和有机物结合态）稀土元素分别有36%、23%和5%转变到燃烧产物中的硅酸盐&铝硅酸盐态。同一赋存形态中,各稀土元素在不同原料中的占比不同,但稀土元素从La到Lu,在不同原料中的变化特性相同;渣和飞灰中,因飞灰在烟气中暴露时间更长,导致同一赋存形态中,稀土元素从La到Lu,在渣和飞灰中的变化特性不同。

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燃料化学学报

2020年第12期

249

200
燃煤过程中锑的释放特性与污染控制综述

作者(Author)：赵思岚, 刘慧敏, 胡红云, 黄永达, 袁兵, 邓双, 贾建丽

摘要：锑是一种潜在有毒痕量元素,燃煤电厂是中国大气锑污染的重要来源。本研究通过对世界各国文献综述,详细介绍了煤中锑的含量及赋存形态,并从煤燃烧过程中锑的挥发行为、迁移特性和产物分布等角度阐释了燃煤过程中锑的迁移转化机制。此外,总结了电厂在燃烧前、燃烧中和燃烧后等不同阶段锑的排放控制技术现状。旨在为全面认知燃煤过程中锑的迁移转化及污染控制提供理论参考和技术指导。

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燃料化学学报

2020年第12期

290

175
臭氧氧化-生物炭吸附体系协同脱硫脱硝除汞研究全文替换

作者(Author)：严永桂, 毛中建, 罗津晶, 杜如鹏, 林家璇

摘要：以O3为氧化剂,玉米生物炭和椰壳活性炭为吸附剂,开展同时脱硫脱硝除汞研究。研究考察了温度、O3/NO和吸附时间对玉米/椰壳炭脱硫脱硝除汞效率的影响,并对玉米/椰壳炭进行表征分析。结果表明,NO和Hg0氧化率随O3/NO升高而升高,SO2氧化率则先升高后略微降低;温度升高抑制NO氧化但促进Hg0和SO2氧化;在140℃下,当O3/NO为1.4时,NO、Hg0和SO2氧化率分别达99%、78.6%和3.5%,随O3/NO从0.4升至1.4,玉米炭对NOx脱除效率从4.6%提升至93%,椰壳炭从4.5%提升至79%。玉米/椰壳炭会还原部分NO2造成出口NO浓度上升,但玉米炭的NOx吸附性能较椰壳炭强,而椰壳炭对Hg0和SO2的吸附性能较强。椰壳炭较玉米炭具有更强的物理吸附能力;玉米炭表面含氧官能团C-O和C=O的相对含量较椰壳炭高,而COOH和O=C-O相对含量较椰壳炭低。

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燃料化学学报

2020年第12期

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