• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
煤热解过程中多环芳烃的生成与排放特性
  • 64
  • 作者

    赵旭 杨富鑫 李正鸿 谭厚章

  • 单位

    西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程教育部重点实验室

  • 摘要
    燃煤过程中产生的有机污染物对环境造成了严重危害。我国的煤炭消费量大,燃煤产生的有机污染物排放不容忽视。以褐煤、无烟煤和高含氯量的天池煤为研究对象,使用傅里叶红外分析方法探究了煤中有机物的赋存形态。在固定床热解平台上探讨了三种煤热解过程中多环芳烃(PAHs)的生成特性及其影响因素,使用气相色谱质谱仪定量分析了16种PAHs的生成量,使用定性分析方法探讨了释放有机污染物的组成。结果表明,烷烃类是煤中主要的有机物,占总有机物含量的39%-61%。褐煤中的羟基种类和含量最多,含氧官能团更复杂;无烟煤芳香化程度更高。对原煤中PAHs提取时,12 h是最佳时间,此时无烟煤、天池煤和褐煤原样中PAHs含量分别为10.34 μg/g,15.10 μg/g和0.75 μg/g。热解时间是影响PAHs生成量的重要因素,30 min时可认为实验中样品已热解完毕,PAHs完全释放。随着热解温度的升高,褐煤和天池煤热解过程中PAHs生成量先增加后减小;在1000 ℃时最大,排放量分别为3168.15 μg/g和974.58 μg/g。无烟煤热解过程中PAHs生成量则先升高后减小、再升高,在1100 ℃最大,为853.93 μg/g。挥发分含量对PAHs的排放量有明显影响;随着不同煤中挥发分含量的增加,PAHs生成量不断增加。天池煤中的卤素元素会阻碍苯环的芳构化和缩合反应,影响多环芳烃的生成。褐煤和无烟煤热解气最大毒性当量分别出现在1000℃和1100℃,分别为85.59 μg/g和75.00 μg/g;而天池煤热解气最大毒性当量出现在800℃,为24.33 μg/g。
  • 关键词

    热解多环芳烃毒性当量

  • 文章目录


    1 材料与方法
    1.1 实验系统
    1.2 实验原料
    2 测试方法
    2.1 PAHs及有机结构测试方法
    2.2 计算方法
    3 结果与讨论
    3.1 原样有机物赋存特性
    3.1.1 有机结构特征
    3.1.2 有机污染物赋存特性
    3.2 热解过程中有机污染物生成特性
    3.2.1 褐煤热解有机物生成特性
    3.2.2 无烟煤热解有机物生成特性
    3.2.3 天池煤热解有机物生成特性
    3.3 影响热解过程中多环芳烃生成的因素
    3.3.1 外部因素
    3.3.1.1 热解时间
    3.3.1.2 热解温度
    3.3.2 内部因素
    3.3.2.1 挥发分含量
    3.3.2.2 卤族元素
    3.4 多环芳烃毒性当量
    4 结论
  • 引用格式
    赵旭,杨富鑫,李正鸿,等.煤热解过程中多环芳烃的生成与排放特性[J/OL].煤炭学报,1-12[2024-10-09].https://doi.org/10.13225/j.cnki.jccs.2024.0820.
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