煤中微量元素的环境效应

以华北某电厂燃煤为例,探讨了煤中微量元素的环境效应评价方法。通过电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)等方法测定了电厂循环流化床炉原煤、飞灰、底灰中F,Pb,Hg,等11种微量元素的含量,通过淋滤实验测得了原煤及底灰中Pb、Hg、Cr等7种微量元素的淋出率,并测定了煤堆附近土壤中Cd、Hg、Cr等6种微量元素的含量,计算出了煤中微量元素对大气、水和土壤环境的污染因子。结果表明,燃煤中元素F、Hg、Se、Cl挥发性较强,燃煤中微量元素对大气环境的综合污染因子达3.5,属重污染。元素Hg、As的淋出率较高,原煤和底灰中微量元素对水环境的综合污染因子分别为0.71和0.88,污染程度属微污染。土壤对Cd、Hg、Pb等元素的富集程度很高,煤中微量元素对土壤环境的综合污染因子为0.98,属微污染。     

小型燃煤机组烟气重金属排放特征研究

100 MW以下燃煤机组呈单台容量小、总台数大的特点,是燃煤重金属污染的主要排放源之一.选择7台12 MW燃煤机组,采用美国环境保护局Method 29法现场检测燃煤机组烟气重金属排放浓度,分析烟气中Hg、Pb、Cr、As的排放特征;采集机组产生的飞灰和底灰,分析除尘技术对重金属的富集特性.结果表明:100 MW以下燃煤机组烟气中重金属经脱硝除尘脱硫装置协同控制后,ρ（Hg）为0.20~0.44 μg/m3,烟气Hg以气态形式存在,其占比为100.0%;ρ（Pb）为0.5~2.6 μg/m3,烟气Pb主要以气态形式存在,其占比为38.7%~92.1%;ρ（As）为0.6~3.0 μg/m3,烟气As主要以气态形式存在,其占比为67.8%~100.0%;ρ（Cr）为3.6~23.9 μg/m3,烟气Cr主要以颗粒态形式存在,其占比为65.8%~99.2%.飞灰富集Hg、Pb、Cr、As的能力大于底灰.重金属主要富集于飞灰中的细颗粒物中,采取除尘技术可有效协同控制烟气中的Hg、Pb、Cr、As;飞灰中重金属元素Hg、Pb相对富集系数均与煤中硫含量呈负相关,半干法脱硫+袋式除尘技术对飞灰富集Hg有促进作用.小型燃煤机组烟气重金属Hg、Pb、Cr、As的排放因子分别为0.002 2~0.005 1、5~17、42~160、7~24 mg/t.研究显示,100 MW以下燃煤机组与100 MW及以上燃煤机组烟气重金属Hg、Pb、Cr、As排放特征不同,100 MW以下燃煤机组烟气Hg排放浓度较小,二者烟气Pb、Cr、As排放浓度相近,选用湿式电除尘技术可进一步降低烟气Hg、Pb、Cr、As的排放浓度.      

重庆某发电厂灰渣中微量元素分布特征研究

本文以某电厂的锅炉灰渣(飞灰和底灰)为研究对象，分析了24个飞灰和24个底灰样品中Hg，As，Se，Pb，Cd，Zn，Ba，Co，Cr，Cu，Li,Ni，V,Zr等微量元素的含量水平和分布规律，结果表明：飞灰中As、Pb、Zn、Ba、Cu、V、Zr和Li的含量大于10ppm，Hg和Cd含量在1ppm以下；与原煤相比，14种元素在飞灰中的含量更高。其中Hg、As、Cu、Ni、Cr、Co、Cd、Zn和V等元素的含量分别是原煤的2倍以上；除As和Se外，其余元素在底灰中的含量高于原煤。     

褐煤燃烧过程中重金属元素分布特征及其对环境影响评价

针对云南小龙潭矿区褐煤及燃烧产物中重金属元素As、Cd、Sb、Pb、Hg的含量,通过室内模拟燃烧,研究了5种元素在煤燃烧过程中的分布行为,揭示了它们在燃煤产物中的分配富集特征,分析了这些元素产生的环境影响.结果表明,Hg的挥发性最强,在300℃下就有极高的挥发率,到500℃挥发殆尽,挥发性为Hg ＞As＞ Cd ＞Sb ＞Pb,而重金属的赋存状态对其挥发性有明显的影响.最后通过环境效应评价其燃烧过程的挥发对大气的影响发现在室内模拟燃烧下属重污染,这与室内试验挥发率较大有关,而电厂动态燃烧下为微污染,所以燃烧方式以及燃烧工况等对微量重金属的挥发性有明显的控制作用.     

重庆某电厂灰渣中痕量金属元素形态分布研究

本文以某电厂飞灰和灰渣为研究对象，采用Tessier逐级提取分离方法，对零粒物中痕量重金属元素的含量和形态分布进行了研究。结果表明，飞灰中痕量金属元素Hg、As、Co和Cu的含量高于底灰，而Pb、Cd、和Cr的含量则是底灰高于飞灰；五中形态测定值的和与总量测定值基本相当；在煤燃烧形成的飞灰和灰渣中，痕量金属元素主要以稳定态的形式存在，其它形态的含量则比较低。     

煤及其燃烧产物中砷的分布特征

首先研究了我国各主要聚煤区煤中砷的分布,煤的砷含量均值高于世界但低于美国,低于或接近我国土壤砷含量,但与地壳克拉克值比较,砷在煤中被明显富集。从各聚煤区情况看,砷的含量和富集因子均有中新生代煤最大,华南二叠纪煤为次,而华北石炭——二叠纪煤最小的特点。煤各级燃烧产物中砷分布研究表明,底灰中亏损,但富集于飞灰特别是细粒飞灰的表面,质量平衡率的计算显示砷大多能截留于飞灰中,呈蒸气状态逸散入大气的有限。      

湘西、湘中新元古界—古生界微量元素地球化学特征

湘西湘中新元古界—古生界是金锑砷等金属矿床的重要产出层位。岩石地层微量元素地球化学研究对于认识矿源层以及矿床成因具有重要的意义。本文根据单一地球化学过程产生的地质体中元素含量趋向于正态分布的认识 ,对于湘西湘中的新元古界—古生界中的微量元素进行了系统研究 ,结果表明 :新元古界的板溪群和震旦系是Au、Sb、As的重要含矿建造 ;Pb在奥陶系、志留系中显著富集 ;Hg在寒武系和奥陶系中明显富集。古生代各地层中Sb、As、Hg、Au等成矿元素均不同程度地受到后期成矿作用的影响 ,泥盆系和石炭系中Sb、As的高平均含量是由成矿叠加作用所引起的。     

1000MW近零排放燃煤机组重金属排放及分布特征

采用EPA 29方法对国华寿光电厂2号1000MW超超临界燃煤机组污染物控制单元进行采样,开展了重金属污染物(As、Pb、Se、Cd)全流程监测.建立了包括气体/固体/液体中重金属的燃煤过程中质量平衡,并考察了重金属在机组中的富集与分布特征.结果表明:该机组烟气排放的重金属含量相对较低,100%负荷时As、Se、Pb、Cd排放浓度分别为1.11,0.59,0.33和0.01 μg/m³,45%负荷时相关重金属排放和100%负荷接近.给出了不同负荷下各种重金属在燃煤机组的分布,燃烧后Pb、Se、Cd主要富集到飞灰中,但低负荷时底渣中Se和Cd的比例明显升高.APCDs中,ESP对烟气中As、Pb、Se、Cd四种元素的脱除率均达到了97%以上,不同负荷下WFGD和WESP对这些重金属具有深度脱除的效果.     

燃煤飞灰中细颗粒物(PM2.5)的物理化学特性

研究了小龙潭电厂燃煤飞灰中细颗粒物的粒径分布、显微结构、颗粒类型以及As,Se,Cd,Pb,Cr和Be等6种微量重金属在不同粒径中的分布规律。结果表明:燃煤排放的PM_2.5以球形颗粒为主,但随着颗粒物粒径的减小,非球形颗粒的数量有所增加;多数PM_2.5的表面并不光滑,不同粒径颗粒之间存在逐级吸附的现象;微量重金属As,Se,Cd,Pb和Cr大部分富集在粒径小于2 1μm的细颗粒上,高钙飞灰对As有强烈的吸附作用。      

大气污染及其防治

X51200600130电厂煤燃烧后元素硒的分布及对环境的贡献/徐文东(中科院地质与地球物理研究所)…∥环境科学/中科院生态环境研究中心.-2005,26(2).-64～68环图X-5对电厂煤、除尘器飞灰、渣及不同粒径的烟道飞灰中痕量元素硒进行研究。化学分析表明,硒在渣和除尘器飞灰中亏损而在细飞灰中富集,尤其在>19.0μm的飞灰中明显富集,富集系数达到5.15,造成这种现象的原因一是挥发性元素的挥发-凝结作用,二是燃烧产物在燃烧气流中停留的时间,三与飞灰颗粒形态有关,>19.0μm的飞灰中多孔颗粒可能是造成其富集的原因。逐级化学提取实验表明,煤中硒主要…     

Occurrence and volatility of several trace elements in pulverized coal boiler

The contents of eight trace elements(Mn, Cr, Pb, As, Se, Zn, Cd, Hg) in raw coal, bottom ash and fly ash were measured in a 220 t/h pulverized coal boiler. Factors affecting distribution of trace elements were investigated, including fly ash diameter, furnace temperature, oxygen content and trace elements‘ characters. One coefficient of Meij was also improved to more directly show element enrichment in combustion products. These elements may be classified into three groups according to their distribution: Group 1. Hg, which is very volatile. Group 2: Pb, Zn, Cd, which are partially volatile. Group 3: Mn, which is hardly volatile. Se may be located between groups 1 and 2. Cr has properties of both group ! and 3. In addition, the smaller diameter of fly ash, the more relative enrichment of trace elements (except Mn). The fly ash showed different adsorption mechanisms of trace elements and the volatilization of trace elements rises with furnace temperature. Relative enrichments of trace elements(except Mn and Cr) in fly ash are larger than that in bottom ash. Low oxygen content can not always improve the volatilization of trace elements. Pb is easier to form chloride than Cd during coal combustion. Trace elements should be classified in accordance with factors.     

层燃炉燃煤中9种微量元素的迁移

建立了层燃锅炉底灰,飞灰中Ｂｅ,Ｃｏ,Ｃｒ,Ｃｕ,Ｍｎ,Ｎｉ,Ｐｂ,Ｖ,Ｚｒ含量与煤中这９种元素含量关系的经验公式,估算了煤中微量元素在底灰,飞灰和排放大 的烟气中的总量分配。研究了飞灰中元素含量和总量的粒度分布,探讨了煤炭燃烧过程中元素的集散规律。     

煤中氟化物在燃烧产物中的分布特征

通过煤的灰化程序研究煤中氟在燃烧产物中的静态分布特征,并对不同燃烧方式的工业和电站锅炉燃烧时煤中氟化物在燃烧产物中的分布特征进行试验结果表明:煤中氟属于强挥发性元素,在煤灰中是非浓集的.煤粉炉燃煤过程中,煤中氟析出强度高,约有94.5%的氟以气态氟形式析出;层燃炉气态氟的析出率略有降低,约有80%的氟以气态氟形式析出.煤粉炉飞灰各级分粒子中氟元素的质量分数分布呈"单峰"型,峰值出现在74～104μm粒度级,约占飞灰总氟量的55%～60%.     

改性粉煤灰在处理锑矿选矿废水中的应用

针对锑矿选矿废水中锑和丁基黄原酸钠严重超标的问题,用酸改性粉煤灰对其进行吸附处理.试验结果表明,当改性粉煤灰处理选矿废水的最佳质量体积比(g.mL-1)为1:100,pH值为3,静置时间为4h时,可以将选矿废水中的锑浓度从28.611mg.L-1降到0.05mg.L-1以下,去除率达99.8%以上;废水中的丁基黄原酸钠浓度可从0.373mg.L-1降到0.02mg.L-1以下,去除率达95.0%以上.处理废水后的改性粉煤灰用硫酸-硝酸浸提,浸出液中重金属离子浓度均低于国家浸出毒性标准,表明改性粉煤灰是一种很好的锑矿选矿废水处理剂.     

煤及木材燃烧飞灰中有毒金属形态分布

选取３各燃煤产生的飞灰颗粒物和一种燃木产生的飞灰作为研究对象,为了更好地了解颗粒物上有毒金属被浸取进入液相情况,分析３种不同浸取剂（二乙三氯五乙酸（ＤＴＰＡ）、乙二胺四乙酸（ＥＤＴＡ）和氨三乙酸（ＮＴＡ））的提取液中有毒金属Ｐｂ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｓ、Ｓｒ等的含量。结果表明,金属浓度因飞灰种类、浸取剂种类及金属本身类型不同而不同。由于颗粒物上金属的生物可利用性、毒性及可流     

Effect of CaO on retention of S, Cl, Br, As, Mn, V, Cr, Ni, Cu, Zn, W and Pb in bottom ashes from fluidized-bed coal combustion power station

This work was conducted to evaluate whether Ca-bearing additives used during coal combustion can also help with the retention of some other elements. This work was focused on the evaluation of bottom ashes collected during four full-scale combustion tests at an operating thermal fluidized-bed power station. Bottom ashes were preferred to fly ashes for the study to avoid interference from condensation processes usually occurring in the post-combustion zone. This work focused on the behaviors of S, Cl, Br, As, Mn, V, Cr, Ni, Cu,Zn, W, and Pb. Strong positive correlations with CaO content in bottom ashes were observed（for all four combustion tests） for S, As, Cl and Br（R = 0.917-0.999）. Strong inverse proportionality was calculated between the contents of Pb, Zn, Ni, Cr and Mn and CaO, so these elements showed association to materials other than Ca-bearing compounds（e.g., to aluminosilicates, organic matter, etc.）. Somewhat unclear behaviors were observed for W, Cu, and V. Their correlation coefficients were evaluated as statistically ＂not significant＂, i.e., these elements were not thought to be significantly associated with CaO. It was also discovered that major enrichment of CaO in the finest bottom ash fractions could be advantageously used for simple separation of elements strongly associated with these fractions, mainly S and As, but also Cl or Br. Removal of5% of the finest ash particles brings about a decrease in As concentration down to 77%-80% of its original bulk ash content, which can be conveniently used e.g., when high As content complicates further ash utilization.     

贵阳市冬季地表灰尘重金属含量动态变化及原因探析

本研究以贵阳市冬季地表灰尘和家庭燃煤为研究对象,分析了贵阳市冬季不同时段地表灰尘重金属含量的动态变化,以及家庭燃煤取暖排放的煤灰与煤尘对环境中重金属的排放影响.结果表明:贵阳市冬季前后不同时段地表灰尘重金属含量的动态变化规律为:As含量在初冬和晚冬时段均大于初春,Cu和Pb含量表现为晚冬初春初冬,Cd、Ni、Zn在3个时段的含量变化不大;冬季地表灰尘中Cd、Cu、Zn、Pb累积较重;燃煤中元素As、Cd、Pb、Zn主要富集于煤尘中,Ni、Cu则主要富集于煤灰中.贵阳市地表灰尘在晚冬、初春时段,细粒级灰尘所占质量占比明显高于初冬,而且晚冬灰尘中粗粒级所占质量比最低,3个时段中,晚冬时段灰尘中大部分重金属含量随粒级减小而增大的特征表现得最明显.家庭燃煤排放对地表灰尘中的As、Pb含量有一定的影响.     

电厂煤燃烧后元素硒的分布及对环境的贡献

对电厂煤、除尘器飞灰、渣及不同粒径的烟道飞灰中痕量元素硒进行研究.化学分析表明,硒在渣和除尘器飞灰中亏损而在细飞灰中富集,尤其在>19.0μm的飞灰中明显富集,富集系数达到5.15,造成这种现象的原因一是挥发性元素的挥发-凝结作用,二是燃烧产物在燃烧气流中停留的时间,三与飞灰颗粒形态有关,>19.0μm的飞灰中多孔颗粒可能是造成其富集的原因.逐级化学提取实验表明,煤中硒主要具有机相关性(69.7%),这也是硒挥发性高的一个主要原因;物质平衡计算显示煤中16.5%的硒随气流直接排放入大气,细飞灰中的硒只占1.1%,且大部分在>19.0μm的飞灰中,影响范围小,渣中硒对周围环境的影响更小,飞灰中的硒具有一定的迁移性,也许可以用来改善缺硒土壤.