一、中国煤中的九种金属元素（论文文献综述）
代俊峰,李增华,许德如,邓腾,赵磊,张鑫,王水龙,张健,孔令涛,尚培[1]（2021）在《煤型关键金属矿产研究进展》文中研究指明关键金属是全球高科技产业发展所必需的战略性矿产资源,包括稀有金属、稀土金属、稀散金属以及稀贵金属。煤及其燃烧后的飞灰中能够富集关键金属元素,含量可以达到甚至超过传统的矿床类型,有望成为未来关键金属的主要来源。煤型关键金属矿床指在一定的地质作用下,含煤盆地中富集关键金属且在当前经济技术条件下可被开发利用的煤层、夹矸和围岩。本文通过对煤型关键金属矿床的地质特征、成矿金属元素来源和赋存状态、富集机制以及成矿规律进行系统论述,认为煤型关键金属矿床有宇宙成因、陆源碎屑成因、火山碎屑成因、热液成因、外部流体渗滤成因以及叠加复合成因6种类型, SEM-EDS和BSE技术结合ICP-MS、ICP-AES和EMPA是煤中关键金属元素重要的分析测试方法;总结煤型关键金属矿床的时空分布规律和研究趋势,提出岩浆活动与煤中关键金属元素富集的关系、煤中关键金属元素赋存状态的影响因素、合适的分析测试方法以及开发和选冶技术创新等研究方向。文章强调煤型关键金属矿床潜在的工业经济价值,加强我国煤型关键金属矿产的科学研究和综合利用,不仅能为关键金属矿产的成矿理论研究、找矿突破以及开发利用提供科学依据,还有助于促进我国煤炭经济的绿色循环发展。
张肖宇[2]（2021）在《燃煤可凝结颗粒物中汞的特性及协同控制策略研究》文中研究说明可凝结颗粒物（CPM）作为排放前温度下处于气态,排放后经大气稀释冷凝作用形成的液态或固态颗粒。目前,CPM的研究方向多集中在实际排放源的排放特性上。尽管已有研究表明CPM这种成分复杂的污染物存在明显的Hg痕迹,但CPM中Hg的特性还尚未明确。为此,本文重点探究了 CPM中Hg的特性,并在基于CPM中Hg的特性,以及CPM排放前是气态的前提下,探究了常用来脱除Hg的活性炭对CPM和Hg的协同脱除效果,研究结果如下:在探究CPM中Hg的特性时发现,CPM的Hg含量与煤中的Hg含量成正比,当烟气温度为90℃时含Hg量最高的锦界烟煤燃烧产生的CPM含Hg量最高,为0.09μg/Nm3。随着烟气温度的降低,利用CPM采样装置采集下来Hg的量随之减少,这与CPM的排放特性类似。经过计算,170℃时CPM的Hg含量在煤中总Hg占比不超过1%。在探究活性炭对CPM和Hg的协同脱除效果时发现,活性炭在90℃时对CPM的脱除效率可达19%-22%,并发现活性炭对CPM无机组分的吸附效果优于有机组分。在对吸附前后CPM组成成分分析时发现,活性炭对CPM中毒害性最高的芳香族化合物有着极佳的吸附效果;此外,活性碳对CPM中的水溶性离子Cl-和NH4+有显着的吸附作用,而对SO42+和NO3-吸附效果较弱;活性炭对CPM中的金属元素吸附效果不明显,唯独对Hg表明出明显的吸附效果。在探究活性炭吸附CPM中Hg的效果时发现,活性炭对Hg的吸附效率最高可达到99%,该效率会随着活性炭孔径的增大而减小。在35-170℃的烟气温度下,活性炭吸附脱除CPM的效率会随着烟气温度的升高而降低,该效果在脱除CPM无机组分时极为明显。此外,以130℃烟气为初始烟气,当采用降温冷凝加活性炭吸附联合减排CPM的手段时,CPM的脱除效率于35℃时达到最高,为51%。
潘金禾[3]（2021）在《粉煤灰中稀土元素赋存机制及富集提取研究》文中指出稀土元素（镧系元素、钇和钪）,属于战略性金属,由于日益增长的市场需求和传统矿石资源的供给紧张,从二次资源中回收稀土元素成为了研究热点。煤被认为是未来稀土重要来源之一,部分地区煤或煤灰中稀土元素接近或达到传统稀土矿品位。本论文研究粉煤灰中稀土元素赋存状态,揭示粉煤灰形成过程中稀土元素转化规律（赋存成因）,比较多种方法对稀土元素的富集效果,开发焙烧-水洗-酸浸回收工艺,为粉煤灰中稀土元素的资源化利用提供借鉴。研究了粉煤灰中稀土元素的配分模式和赋存状态,揭示了稀土元素在粉煤灰中的赋存规律:利用逐级化学提取方法,明确了铝硅酸盐态是稀土赋存的主导形态;利用筛分、磁选和小浮沉方法,研究了稀土元素分配规律,发现稀土元素在非磁性组分、细颗粒和密度为2.4-2.8 g/cm3的组分中富集;利用数理统计分析方法,发现稀土元素与铝硅元素含量呈正相关,建立了稀土元素与铝硅元素的线性回归预测模型;利用扫描电镜研究了稀土元素赋存载体的微观形态,包括稀土矿（或附着于玻璃相）、稀土氧化物、在玻璃相中以及铁氧化物结合四种形式。在赋存状态研究的基础上,选择了四种模型矿物:独居石（磷酸盐类稀土资源）、氟碳铈矿（碳酸盐类稀土资源）、离子型稀土矿（铝硅酸盐类稀土资源）和改性褐煤（有机质中稀土资源）,利用滴管炉模拟煤燃烧过程,研究了稀土元素从煤到灰转化过程中的变化规律,揭示了粉煤灰中稀土元素赋存状态的成因。煤中磷酸盐稀土矿经过燃烧后仍将以磷酸盐稀土矿形式存在,碳酸盐稀土矿和有机质中的稀土矿将以稀土氧化物形式存在。煤系铝硅酸盐中稀土元素极有可能发生氧化反应,仍与铝硅酸盐结合,燃烧温度差异将导致铝硅酸盐相的不同变化,进而影响稀土元素可浸出性:800℃时,铝硅酸盐矿物发生脱氢反应,颗粒呈碎屑状,可浸出稀土元素占比提高,而在1200℃时,铝硅酸盐矿物生成莫来石,颗粒呈球状或片状,可浸出稀土元素占比降低。比较了六地粉煤灰中稀土元素的浸出极限,发现循环流化床粉煤灰中稀土元素的浸出率高于煤粉炉粉煤灰。考察了粒度和磁性分级对稀土元素的富集效果,广安粉煤灰中稀土元素从782ppm到1025ppm的富集,稀土元素浸出率实现了提高,可能是由于浸出接触面积的增加。研究了浮选操作参数对未燃碳的脱除效果,精矿中稀土元素并未明显富集,浮选不能提高稀土浸出率。研究了碱溶脱硅反应动力学,发现脱硅过程符合“未反应核收缩”模型,反应过程分为两个阶段,分别受化学反应控制和固态层扩散作用控制。根据化学反应速率方程,结合反应物浓度和硅脱除率,利用微分法计算反应级数,分别是1.02和0.73。根据阿仑尼乌兹方程,结合温度和硅脱除率,利用活化能和指前因子,建立了动力学方程,分别为1-（1-X）1/3=72.15×105exp[-70890/RT]t和1+2（1-X）-3（1-X）2/3=42.72×10-5exp[-3.21/RT]t,在温度和NaOH浓度适宜时,存在第三阶段,铝硅沸石生成,附着在颗粒表面。利用分步碱溶脱硅降低溶液中铝硅含量,避免了沸石相的产生,有利于硅的脱除,实现了稀土元素从1025ppm到2135ppm的富集,铝硅脱除顺序的差异,为二者协同回收提供了可能。X射线光电子能谱仪研究表明,碱溶脱硅中Si（2p）和Al（2p）的结合能降低,表明了Si-O和Al-O键的断裂和玻璃相的破坏,有利于稀土浸出率的提高。分步脱硅稀土浸出率优于一步脱硅,浸出率的提高主要因为减少了反应生成的铝硅酸胶体对粉煤灰颗粒的包裹,有利于浸出反应的进行。开展了粉煤灰中稀土元素的焙烧浸出试验研究,提出多种添加剂在焙烧过程中的不同反应假设,利用HSC chemistry软件进行了热力学计算,根据吉布斯自由能判断各个反应发生的温度。利用X射线衍射分析焙烧产物物相组成,验证了反应的存在。根据水洗和酸浸结果,判断了最佳焙烧温度在熔点附近,选取NaOH和Na2CO3为焙烧添加剂,二者焙烧产物主要为Na2Si O3和Na Al Si O4,分别在水洗过程中溶解和在酸浸过程中与盐酸反应,水洗残渣为多孔结构,有利于稀土浸出,酸浸渣为硅酸受热分解后的二氧化硅。选用二氧化硅、莫来石和氧化铁粉末作为粉煤灰的模型化合物,计算了粉煤灰与NaOH完全反应理论需要量,1g粉煤灰需要0.65g NaOH才完全反应,并通过热重曲线验证拟合效果。利用Optimal和Box-Behnken试验设计,建立了焙烧—酸浸工艺操作参数与稀土元素浸出率之间的函数关系,利用响应面分析法,获得了最佳工艺条件,形成焙烧-水洗-酸浸的联合工艺回收粉煤灰中稀土元素。该论文有图108幅,表30个,参考文献235篇。
魏勇[4]（2021）在《燃煤过程中典型重金属的释放、迁移转化及富集机制研究》文中研究指明燃煤发电是煤炭消费最为重要的方式,而燃煤过程中所释放出的重金属,因具有持久危害性、生物不可降解性以及可积累性,对生态环境和人类健康构成极大地威胁。因此,本文以煤中Pb、Cd为研究对象,对它们在燃煤过程中的释放行为、迁移转化特征及富集机制进行较为系统全面的研究工作。本论文以不同煤种及不同燃煤电厂系列样品（原煤、底灰、飞灰、烟气细颗粒物）为主要研究对象,辅以室内煤燃烧模拟实验,结合微量元素地球化学、煤岩学、矿物学、燃烧学、环境化学等理论知识,利用热重分析、扫描电镜-能谱、透射电镜-能谱、激光粒度分析仪、X射线衍射、X射线荧光光谱、电感耦合等离子体质谱等技术手段,较为系统地研究了电厂燃煤过程中典型重金属（Pb和Cd）的含量分布、迁移特征、形态转化及富集机制。取得的主要结果如下:（1）通过对不同煤种及碳酸钙矿物掺烧的烟煤进行室内可控气氛程序升温管式炉煤燃烧模拟实验,得出无烟煤中Pb和Cd的挥发率最先达到稳定点及挥发率大小顺序为无烟煤>褐煤>烟煤;发现煤中与碳酸盐、硫化物和有机物相结合的Pb和Cd较易在燃烧过程中气化释放出来,而与硅酸盐结合的部分会留存于燃烧残渣中;揭示了碳酸钙矿物在800℃～900℃温度范围内对Pb的捕集机制为表面化学吸附,而对Cd为物理吸附。（2）通过对不同燃煤电厂原煤及其燃烧固体产物（底灰和飞灰、细灰和粗灰）中矿物组成、化学成分、微观形貌、Pb和Cd的含量及赋存形态的研究,发现循环流化床锅炉灰颗粒形貌主要为不规则熔融态,含有大量方解石和硬石膏矿物,而煤粉炉锅炉灰颗粒多为规则实心球状,矿物组成主要为石英和莫来石;得出了 Pb和Cd在燃煤过程中易富集于飞灰中,粒径越小,富集程度越高;发现煤中有机结合态、硫化物结合态以及碳酸盐结合态的Pb和Cd在高温燃烧条件下向硅酸盐结合态进行转化。（3）通过对循环流化床燃煤电厂烟气中分级颗粒物（<10μm）的形貌、矿物组成、化学成分包括Pb及尺寸分布的研究,发现Si和Si-Al是构成粒径小于0.7 μm亚微米颗粒的主要化学相;得出了炉内脱硫石灰石添加剂的破碎和新生的硫酸钙是粒径介于5.8-0.7μm细颗粒物的重要来源途径;发现了分级颗粒物的质量尺寸分布呈单峰模式,其Pb组分呈双峰模式;揭示了 Pb在超微米颗粒表面的富集机制为化学吸附,亚微米颗粒表面上是异相冷凝。（4）通过对煤粉炉燃煤电厂原煤及其燃烧产物（底灰、飞灰、PM10、PM2.5、PM1.0）的形貌、矿物组成、化学成分、重金属（Cd和Ti）的含量分布及赋存形态研究,得出原煤中高岭石、黄铁矿会在高温燃烧条件下转化为底灰和飞灰中的莫来石、赤铁矿、铁尖晶石和磁铁矿;发现粒径小于2.5 μm的颗粒中分布有大量的富Ti颗粒并阐明了其形成机制;发现了 Cd与富Ti细颗粒的共生富集;揭示了细颗粒中Ti组分对气态单质Cd的富集机制为高温条件下化学吸附,低温条件下物理吸附和异相冷凝。
乔玲[5]（2020）在《煤中金属化合物对煤自燃的催化机理及其惰化改性研究》文中提出预防煤自燃火灾,是煤矿安全生产迫切需求解决的问题,对于煤矿企业的安全生产,节约和保护煤炭资源,保护生态环境具有十分重要的意义。煤是由有机物和无机物共同组成的高度复杂且不均一的混合物,其中,无机矿物质约占煤成分的1%～30%,是煤中金属元素的主要载体。煤中金属化合物对煤自燃的影响对于矿井火灾防治具有极其重要的意义。采用理论分析和实验研究相结合的方法研究了金属化合物对煤自燃的影响,分析了钙、铁和锰的化合物催化煤自燃机理,并提出了相应的惰化改性方法,为防治煤自燃提供新的思路和方法。主要研究成果如下:用盐酸对不同变质程度煤样进行洗脱处理,分析了煤中金属成分、煤结构和自燃特性的变化,结果表明盐酸可以有效脱除煤中金属成分,可交换态金属在低变质程度煤中含量较高,中高变质程度的烟煤含量较低,随着煤化程度的加深,含氧官能团在煤中含量逐渐减少,与之相连接的金属离子也逐渐脱落下来转移至离散矿物中。经盐酸洗脱后低变质程度煤样自燃倾向性降低,而中高变质程度的烟煤自燃倾向性增强,说明低变质程度煤中存在对煤自燃起催化作用的金属元素。对低变质程度原煤及其酸洗煤中的金属元素分析发现钙、铁、锰三种金属元素在原煤中含量较高而且酸洗处理的脱除率较高。根据钙、铁、锰在煤中的赋存状态,选择相应的化合物加入原煤中,通过程序升温实验和绝热氧化实验的相关参数判定这些化合物对煤自燃的影响,结果表明:氧化钙能够提高煤的氧化活性,促进煤自燃,碳酸钙和醋酸钙对煤自燃起微弱的促进作用,硫酸钙对煤自燃起微弱的抑制作用,氯化钙对煤自燃有较强的抑制作用;氧化铁和碳酸亚铁充当了惰性矿物,轻微的抑制原煤自燃,硫酸亚铁、硫酸铁和草酸亚铁对原煤自燃有一定的促进作用;二氧化锰和碳酸锰对原煤自燃有明显的抑制作用,醋酸锰对煤样的自燃起到了较大的促进作用。应用原位漫反射红外光谱技术,分析具有催化作用的金属化合物对煤自燃过程中各官能团的影响,结合化学反应原理,提出金属化合物催化煤自燃机理:含钙化合物催化煤自燃机理是钙以离子交换的方式进入煤结构中,以氧化钙的形式发生催化作用,使缩合芳烃上的烷基侧链发生裂解,生成脂肪烃和一部分小分子碳氢化合物。含钙化合物催化作用的大小决定于煤中水分和羧基的含量。铁和锰的化合物以游离金属离子的形式发挥催化作用。铁离子和锰离子通过得失电子催化烃类及含氧官能团发生氧化反应,从而促进煤的化学吸氧反应,加速煤自燃。为了抑制金属化合物对煤自燃的催化作用,实现对易自燃煤的惰化改性,用三种不同类型的金属螯合剂草酸、乙二胺四乙酸（Ethylene Diamine Tetraacetic Acid,EDTA）和植酸加入煤中进行了程序升温实验,研究金属螯合剂对煤自燃特性的影响,结果表明:草酸能够促进煤自燃,因为草酸与金属离子形成的螯合物不稳定,易发生分解。EDTA能够和金属离子生成稳定络合物,对煤氧化反应的抑制效果在低温段较弱,高温段比较明显。植酸抑制煤自燃效果最明显,因为添加植酸的煤样可以生成醚、酯类物质以及氢键交联结构,提高煤的稳定性。在升温氧化的过程中,植酸能够和金属离子螯合,降低体系自由基含量,抑制煤对氧的化学吸附,从而延缓煤自燃。该论文有图48幅,表24个,参考文献195篇。
周晓丽[6]（2019）在《利用细叶小羽藓监测大气重金属及氮沉降的研究》文中指出苔藓植物结构简单,体内没有真正的维管组织,丝状结构的假根,只起固着作用,不起吸收作用;茎叶通常只由单层或少数几层细胞构成,植物体表面没有蜡质角质层或角质层不发达,因此其主要从大气中吸收营养物质及污染物,是监测大气污染的有效指示生物。自1970年代末,我国经济腾飞以来,人为活动引起的大气重金属（heavy metals,HMs）及氮（N）排放急剧增加,地处江苏省中部沿海的盐城市环境污染也日益严重。由于常规监测方法成本高昂,目前全国建立的大气HMs及N沉降监测站的数量非常有限,无法以更高的空间分辨率确定大气HMs及N沉降的变化。而且迄今为止,尚未有盐城市大气HMs及N沉降的相关公开报道。为此,本研究通过对欧洲苔藓参考材料M2、M3的多重分析,确保了实验室对苔藓体内HMs浓度测定结果的质量控制;调查了盐城市细叶小羽藓（Haplocladium microphyllum（Hedw.）Broth.）体内HMs浓度及铅（Pb）的同位素组成,解析了它们在大气中的主要来源;确定了在中国细叶小羽藓适生区内18个监测点的大气N沉降量,并将该值与距这些监测点1000米范围内的细叶小羽藓体内N浓度比较;基于细叶小羽藓体内N浓度及δ15N值,评估盐城市大气N沉降的状况、可能来源及潜在生态风险。本文的研究旨在为我国不同区域大气氮沉降的定量提供补充方法,以及为盐城市环境污染防治、环境质量评价与管理提供科学依据。主要研究结果如下:1、欧洲苔藓参考材料M2、M3的使用可以对实验室检测生物样品中重金属浓度进行质量控制,使获得的数据具有可比性。2、盐城市细叶小羽藓体内的HMs浓度明显高于无污染地区。污染因子（CF）值显示调查区域内重金属Cd和Pb的污染等级最高。污染负荷指数（PLI）和潜在生态风险指数（RI）表明研究区域受到重金属Cd、Cr、Pb、Zn、V、Ni和Cu的极度污染,并存在高的生态风险。利用PMF模型确定了研究区域苔藓体内重金属的污染来源,并对污染源的贡献进行了分配。结果表明,自然来源及制造业、建筑业,金属加工及化学工业,交通排放及工业活动中燃料燃烧,农业活动的源贡献率分别为53%、33%、12%、2%。苔藓体内Pb同位素比值(206Pb/207Pb为1.125-1.164,208Pb/206Pb为2.059-2.148)进一步验证金属加工及交通排放是Pb的主要来源。3、Spearman相关性分析表明,苔藓体内总N浓度与实测的大气干、湿/混合及总N沉降之间显着相关（0.599≤rs≤0.75,P<0.01）。苔藓体内总N浓度与降水及人口密度之间关系不显着（P>0.05）。苔藓体内总N浓度（y,%）与大气总N沉降(x,kg N ha-1 yr-1)之间呈现显着的线性相关关系（y=0.0373x+1.1429,R2=0.61,P<0.0001）。大气N沉降监测点与苔藓采样点之间距离的差异对大气N干沉降,湿/混合沉降以及总N沉降与苔藓体内N浓度关系的影响都是显着的。苔藓体内总N浓度有助于在高空间分辨率下确定中国高N沉降的危险区域。4、盐城市苔藓体内N浓度平均值为1.68±0.28%,由此估算大气总N沉降约为18.18kg N ha-1 yr-1。东北和西部是苔藓体内N浓度及大气总N沉降的热点区域,总体来看,从西到东呈下降趋势。苔藓δ15N值在-7.76‰+1.28‰之间,表明盐城市大气N沉降主要来源于农业活动,如动物粪便和肥料施用(δ15NH3=-50‰)以及城市污水和废弃物(δ15NH3=-155‰)产生的NH3。盐城市大气N湿沉降中NH4+-N的平均沉降量为12.07kg N ha-1 yr-1,而NO3--N的平均沉降量为3.56 kg N ha-1 yr-1。NH4+-N和NO3--N分别占大气总氮沉降的66%和20%。盐城市大气氮湿沉降中NH4+-N/NO3--N的平均比值为3.4,进一步说明农业活动是盐城市大气氮沉降的主要来源。总体而言,该地区30%的区域超过了陆地生态系统的N沉降临界负荷(10-20 kg N ha-1 yr-1),如果盐城市的大气氮沉降增速与长江流域年均增速相一致,盐城市所有区域19年后都将超过该临界值。我们的数据支持了苔藓监测方法是评价大气重金属及氮沉降的有效补充手段,能够以更高的空间分辨率确定大气重金属及氮沉降的变化,包括在没有建立大气重金属及氮沉降监测网络的国家或地区。
王彩红[7]（2020）在《固定床加压气化过程有害微量元素迁移转化及影响机制》文中指出在固定床加压气化大规模应用于煤制天然气的背景下,揭示特定工况下有害微量元素的析出规律、迁移转化机理及影响因素,对建立气化过程中有害微量元素污染过程控制方法,实现煤炭的清洁转化具有重要的理论指导意义。论文选取内蒙古乌兰察布（WLCB）、乌兰图嘎（WLTG）和胜利（SL）三种适合固定床加压气化、有害微量元素富集特征显着的典型煤种作为研究对象,借助不同尺度的固定床加压气化实验,采用模拟对照实证的方法,全面系统地研究了特定有害微量元素在固定床加压气化过程各节点的迁移转化行为。揭示了在固定床加压气化工况下煤中有害微量元素的演变规律及其影响因素,查明了有害微量元素在煤气化产物中的分配行为;剖析了有害微量元素在固、液、气三相产物再分配过程中的物理吸附、化学溶解等机制。在此基础上,考察了有害微量元素在气化炉内的冷凝、沉积和吸附特性及化学转化机理,为开发有害微量元素协同净化控制方法提供理论支撑。同时针对大规模工业气化过程,探讨了有害微量元素的演化行为,考察了工业气化灰渣中有害微量元素的溶出特性,查明了有害微量元素的溶出种类、浓度和溶出率及影响因素。1.采用微波消解仪、ICP-MS、测汞仪、高温水解F离子选择性电极、XRD和SEM-EDX等仪器,对三种典型褐煤中的有害微量元素含量、分布和矿物学特征进行了分析。明确了所选煤中典型有害微量元素在煤有机质和内、外矿物质中的初始赋存形态;结合元素之间的物理、化学聚集态,分析了可能的富集原因。发现WLCB和WLTG褐煤中有害微量元素F、Hg、As和Be的含量显着高于其在中国煤中的平均含量;尤其是WLTG褐煤,异常富集有害微量元素Hg和As;SL褐煤中Pb的含量高于中国煤的平均含铅量。三种褐煤中的原始矿物质类似,主要含石英、斜绿泥石、黄铁矿、高岭石和白云母等。大量直径略小于10 μm的矿物质颗粒非均一地“镶嵌”在煤的有机质本体中并相对“独立”地存在。有害微量元素并非完全与主量矿物质结合,也可以分散在有机物之间。丰度相对较高的F在煤中存在形式多样,倾向于与碱性元素结合,并可能被吸附于层状矿物质中;微量元素Pb与硫铁矿的伴存有一定的规律性。2.系统地研究了温度、压力以及煤中硫含量和灰熔融特性对有害微量元素在气化各节点迁移转化的影响。发现有害微量元素的迁移行为受温度影响较大,Hg和Se在加压热解过程中表现出高挥发性。700℃热解时,挥发率分别达到92.1%和75.3%;As和Cd的挥发率在热解温度超过400℃以后才快速升高;F、Pb、U和Be挥发率则较低。在3 MPa气化压力作用下,有害微量元素As、Pb、U和Be的挥发性体现出“中间性”行为。气化温度从800℃增加到1100℃过程中,Pb的挥发率从44.6%升高到87.5%,挥发性等级从“中等挥发”跃迁至“高挥发”。As、U和Be则表现出相反的趋势,挥发率分别从77.1%、53.6%、61.7%降低至42.9%、30.9%、32.6%。As从“高挥发”降至“中等挥发”,U和Be则降为“难挥发”。F、Hg和Se一直保持高度挥发,挥发率大于80%。提高气化压力,可降低有害微量元素的挥发率。气化压力增大,As的挥发率显着降低,导致更多的As被保留在气化灰渣中。煤中硫对有害微量元素的迁移具有促进作用,硫含量增加能够显着提高煤气中砷的硫化物和铅的硫化物含量。煤中的Ca对As的挥发具有抑制作用,将As以更加稳定的砷酸钙形式固化在气化灰渣中。低灰熔点矿物的熔融会抑制有害微量元素的挥发。熔融矿物质会包覆有害微量元素,致使其再难挥发至气相中;亲石元素Be在灰熔点附近挥发率降低显着。3.分析了固定床加压气化产物中有害微量元素的含量,对反应前后的质量进行了衡算,同时考察了气化反应温度和反应压力对特定有害微量元素F、Hg、As、Se、Cd、Pb、U和Be在三相产物中分配行为的影响。发现在不同气化温度和压力条件下,有害微量元素的质量平衡率都在74～123%之间,符合±30%的误差允许范围。加压气化后,煤中有害微量元素As、U和Be倾向于以砷酸盐、氧化铀和铝酸铍形式富集在气化残渣中。Hg最容易排放入大气中,即使温度低于100℃,仍然以Hg（g）形式存在。高温煤气中大量的有害化合物,诸如氟化氢、硒化氢、单质镉和硫化铅等,以及少量的含As、Be和U化合物可溶解在冷凝液中。提高气化反应温度,有害微量元素As、U和Be在灰渣中残留的质量逐渐增加,而Pb则相反。增大气化反应压力,灰渣中富集的As、Pb的质量分率分别从28%、6%升高至68%、14%。在固定床加压气化过程中有害微量元素F、Hg、Se和Cd的再分配行为受气化温度和压力影响不大。4.在热转化过程中,煤中的有害微量元素经历一系列的物理化学变化,包括挥发、熔融、结晶和沉积等。为了探讨有害微量元素在固定床加压气化炉内的迁移转化行为,选用异常富集有害微量元素Hg和As的WLTG高硫煤为研究对象,考察了固定床加压气化炉内挥发性有害微量元素的冷凝、沉积和半焦吸附行为。发现高温煤气中携带的有害微量元素F可在温度低于800℃时发生冷凝、沉积。沉积的化合物主体形式为CaF2,同时还含有少量的碱金属氟化物。气相中的Pb可在温度低于700℃左右时发生冷凝、沉积,以Pb-Cl形态沉积在NaCl晶体上或以Pb单质形态沉积在矿物质颗粒表面。当煤气温度低于600℃时,气态Hg可以HgS、HgO形态沉积在反应器壁上,也可以负载到Na-Si-O矿物质上。气相中砷化物较易在高温煤气降温过程中冷凝、沉积,沉积温度介于600～800℃范围间,沉积的矿物体系有 Al-O、Fe-O、Fe-Al-Si-O、As-Mg 和 As-S 等。300～700℃温度范围内制备的热解半焦对F具有显着的吸附作用,吸附比接近1;低温半焦对高温煤气中的As、Cd和Be具有一定的吸附作用,吸附比可分别达到0.31、0.55和1.12;半焦对Hg、Pb、Se和U的吸附作用不明显。挥发性有害微量元素形成的气凝胶随气体冷凝后形成细微颗粒物,冷凝的有害微量元素主要附着在灰颗粒上。碱金属（如Na）与酸性有害微量元素（如F）易结合形成盐颗粒,进而促进了颗粒物的形成。5.对工业气化灰渣的粒度分布、残炭含量和矿物组成进行了分析,对比研究了有害微量元素在固定床加压气化工业装置运行中的迁移规律,并进一步探讨了气化灰渣中有害微量元素的溶出特性。发现工业气化灰渣主要以9 mm以下的细灰颗粒为主,其中粒径小于3 mm的灰渣占细灰颗粒总量的50%以上。灰渣中残炭量最高为3.52%。石英、辉石、钙长石、赤铁矿和钙铝黄长石是灰渣中的主要矿物相。相比于实验室模拟气化实验,工业化气化过程中有害微量元素As和Be的挥发率偏低。工业气化灰渣中,有害微量元素As最不稳定,极易被溶出,溶出率高于83%;其次是有害微量元素Cd,在pH值为3.20的浸取液作用下溶出率可达54.05%;有害微量元素Cr和Ba溶出率在6～15%之间。浸取液的pH值对有害微量元素的溶出影响程度不同。随浸取液pH值降低,有害微量元素As、Cd、Ni和Ba的溶出率增大;Cr则相反;有害微量元素Pb、Zn、Be和Cu的溶出率变化不大。灰渣粒径增大,有害微量元素As、Cd、Be和Cr的溶出浓度降低,Pb则表现出相反的趋势。
朱纯[8]（2019）在《改性生物质焦吸附剂脱汞的机理研究》文中研究指明汞及其化合物是一类较难消除的有毒有害物质,不仅可在生态系统中进行长距离输运和循环,对环境产生持久性污染,而且具有不可逆的生物神经毒性,对人类健康产生潜在危害,引起全球日益广泛的关注。煤的燃烧是大气人为汞排放的主要来源,我国是世界上最大的煤炭生产和消费国,同时也是《关于汞的水俣公约》首批签约国之一,因此在汞污染物的防治领域面临巨大挑战。从脱除效率、设备改造等方面综合考虑,吸附剂喷射技术是最具竞争力的燃煤烟气脱汞技术,其中最常用的吸附剂为活性炭,但其运行成本较高。研发价廉高效的新型脱汞吸附剂仍然是当前燃煤汞污染物控制领域的研究热点。本文利用可再生生物质资源,通过热解、活化和卤化铵盐改性制备具有高效脱汞性能的生物质焦基吸附剂。遵循从实验到理论、从宏观到微观的整体思路,深入研究生物质热解过程中焦炭结构的演化行为以及汞在生物质焦表面吸附的形态转化机制,定量评估生物质焦吸附剂在实际燃煤烟气条件下的喷射脱汞性能,运用先进材料表征技术和计算量子化学方法,揭示卤化铵盐改性提效机理,并构建汞在碳基吸附剂表面吸附的理论模型,以期对生物质焦基脱汞吸附剂和脱汞技术的发展提供重要的基础数据和工业应用参考。以稻壳、椰壳、杏壳等生物质为研究对象,基于热重分析探究生物质的热解成焦特性,并运用遗传算法建立生物质热解动力学分布活化能模型;结合元素分析、红外光谱、拉曼光谱、透射电子显微镜、氮吸附比表面积和孔隙度分析、扫描电子显微镜等表征方法,对生物质热解焦的表面官能团、微晶生长、孔隙分布等理化特性和演化过程进行了深度研究。通过固定床汞吸附实验,分析了热解温度对生物质焦脱汞性能的影响规律,并揭示了生物质焦脱汞性能与其理化特性之间的内在关联机制。以半纤维素、纤维素、木质素三种生物质单一组分模型化合物为参照,建立了单一组分模型化合物与天然生物质理化特性和热解演化行为的本构关系。生物质焦表面含氧官能团随热解温度升高而递减的变化趋势表明其对汞的吸附作用可能被高估。较高热解温度下逐渐生长的局部有序石墨微晶结构一方面提供了以边缘不饱和碳原子为特征的汞吸附活性位,另一方面由脱氧反应所形成的单/多重空穴缺陷也对汞在固相表面的吸附产生促进作用。具有较强吸附势的微孔结构对生物质热解焦的脱汞性能起主导作用,在600 ℃热解温度下各生物质焦的比表面积和微孔容积达到较高水平,起吸附扩散通道作用的中孔和大孔孔径则随热解温度升高而逐渐增大,从而有效降低浸渍过程活性组分和脱汞过程吸附质在颗粒内的传质阻力。木质素对生物质热解焦炭产率的贡献程度较高,而半纤维素则有利于生物质热解时在焦炭表面形成孔径更小的微孔结构。多峰分布活化能模型可更准确地描述和区分生物质热解过程中高分子裂解致挥发性产物生成、通过芳构化和缩合作用致焦炭生成等多种反应机制。由于生物质热解焦对汞的吸附脱除作用具有一定局限性,本文提出卤化铵盐化学浸渍改性和H3PO4/CO2活化的脱汞提效思路。在固定床装置上对改性生物质焦的脱汞特性展开系统的实验研究,并与多种商业活性炭进行对比。结合氮吸附比表面积和孔隙度分析、场发射扫描电镜、X射线能谱等表征技术,探究了物理孔隙结构和表面元素分布特性对改性前后生物质焦和活性炭脱汞性能的影响机制。使用汞在线分析设备和安大略湿化学法对改性生物质焦固定床汞吸附过程中吸附态汞Hgads、逸出的气相元素态汞Hg0（g）和气相氧化态汞Hg2+（g）进行定量分析,利用程序升温脱附对吸附态汞在改性生物质焦表面的吸附构型及热稳定性展开研究,结合X射线光电子能谱表征手段,建立了汞在吸附过程中的形态转化模型。经较低质量分数NH4Cl/NH4Br溶液浸渍改性后,生物质焦的脱汞性能得到显着提升,其汞吸附效率可在较长时间内维持8090%,与商业活性炭脱汞性能相当。H3PO4和CO2活化主要通过改善通道孔的孔隙结构以利于改性组分在颗粒深层担载,从而进一步提高汞的吸附效率。未改性样品对汞的脱除以物理吸附为主,超细微孔的缺乏显着限制其物理吸附能力,改性后样品对汞的脱除以化学吸附为主。在一定温度和O2浓度条件下,NH4Br改性生物质焦表面固化的吸附态汞达80%,逸出的Hg0（g）和Hg2+（g）则分别为10%左右。汞在O2作用下经HgO、HO-Hg-Br等中间产物在改性生物质焦表面形成稳定的HgBr吸附构型,逸出的Hg2+（g）主要由HgBr的歧化反应产生。降低吸附温度或减少O2浓度均可增加汞的吸附并降低逸出气相汞中Hg2+（g）的份额,O2浓度较高时,与汞的竞争吸附以及对表面溴分子的消耗可造成脱汞效率的降低。为进一步验证改性生物质焦在实际燃煤烟气环境中的脱汞性能,设计并搭建了小型循环流化床煤燃烧试验装置,并进行改性生物质焦烟气喷射脱汞的试验研究;基于安大略湿化学法建立和完善了烟气不同形态汞的采集、分析和评估机制;对烟气喷射脱汞的运行参数展开优化,同时考察了改性吸附剂对SO2、NO及有害痕量元素等多种污染物的协同脱除特性。NH4Br改性生物质焦烟气喷射脱汞效率达80%,与改性活性炭90%的脱汞效率相近;延长停留时间可显着提升吸附剂的喷射脱汞效率;两种吸附剂对SO2的脱除效率均为35%左右,改性生物质焦对NO的脱除效率约为改性活性炭的40%,体现了SO2和NO在碳基吸附剂表面的不同脱除机制。有害痕量元素在灰相中的分配特性以及在飞灰和吸附剂表面的富集特性主要受其赋存形态、热稳定性等因素的影响。吸附剂喷入后烟气中颗粒相表面富集的有害痕量元素含量提高了20%360%,半挥发性痕量元素的富集因子普遍高于非挥发性痕量元素。基于密度泛函理论,采用计算量子化学方法对所构建的碳簇分子模型和吸附体系进行几何结构优化和能量计算,并从电子结构的角度系统探究了汞在碳基吸附剂上的吸附机制。通过分子平面二维自旋布居分析对比了不同自旋多重度限制下电子自旋结构的差异性,通过电子定域化函数直观地展示了原子壳层结构、化学键、孤对电子等特征,通过静电场分析和范德华表面相互穿透距离对弱相互作用展开定量分析。结合分子轨道成分分析、键级分析和原子电荷分析,明确了汞与“锯齿”型碳边缘的共价键合作用以及与“扶手椅”型碳边缘的弱相互作用本质。首次构建了汞在碳簇模型上的多原子吸附路径,揭示了“σ空穴”的产生对汞的持续吸附具有促进作用。具有较强吸电子诱导效应的卤素原子通过改变其同环邻位碳原子周围的电子分布以提高该位点的脱汞活性。吸附能的显着提高与改性实现碳基吸附剂脱汞性能增效的实验现象相互印证。以碳正离子和氯自由基为中间产物,建立和完善了卤化物在碳基吸附剂表面对汞的氧化和吸附机制。基于微晶结构表征结果,合理构建了含缺陷和杂原子修饰的碳簇基体模型,并对汞吸附作用的影响机理进行了探索。
杜芳鹏[9]（2019）在《鄂尔多斯盆地延安组煤岩学及煤元素地球化学特征》文中研究表明煤岩学研究是煤炭地质的基础工作,也是现代煤化工及煤系烃源岩研究的重要基础。以鄂尔多斯盆地延安组煤为代表的西北地区侏罗系煤具有典型的富惰质组特征,其煤岩组分分布特征缺乏系统总结,富惰质组成因有待深入探讨。为系统剖析鄂尔多斯盆地延安组煤岩特征,探讨成煤盆地各要素对其影响,在全面收集整理盆地主要的侏罗系煤炭勘查资料,梳理煤岩、煤质数据的基础上,对盆地5个矿区不同煤层进行了井下系统煤样的采集,详细鉴定分析了其显微煤岩组分。综合分析认为,鄂尔多斯盆地侏罗系延安组煤层总体具有富惰质组的特点,惰质组以半丝质体为主要组分,垂向变化规律明显,与延安组沉积期湖平面变化关系密切。平面上,靠近盆地中心惰质组含量减少,以盆地南部永陇、彬长等矿区惰质组含量最高,盆地西部鸳鸯湖、马家滩等矿区次之,盆地北部惰质组含量略低,其中靠近盆地湖泊沉积区的榆横矿区惰质组含量最低,与其在盆地内延安组煤中最高的硫含量相呼应。与延安组煤岩特征相似,我国西北地区侏罗系煤普遍具有较高惰质组含量。国内外数十个含煤盆地煤岩显微组分数据的统计分析结果表明,煤岩组分与成煤盆地原盆类型具有较强的相关性,坳陷型盆地倾向于形成富惰质组煤,惰质组含量接近或高于镜质组;断陷型盆地煤层中以镜质组为绝对主体,惰质组含量低,前陆盆地煤中组分特征变化较大,兼有前两者的特点。对比分析显示,盆地规模、盆地形态、沉积速率以及聚煤模式是盆地影响煤岩组分的重要因素,其中以沉积速率最为关键。普遍较大的规模、平坦的形态、慢的沉积速率以及湖盆边缘为主的聚煤模式是导致坳陷型盆地富惰质组的主要原因。以统计煤质、煤灰成分数据为基础,于鄂尔多斯盆地延安组为含煤地层的5个矿区7不同煤层进行系统采样,通过煤质基本分析、灰成分分析、微量元素分析,X射线衍射、扫描电镜、煤岩鉴定等手段,对鄂尔多斯盆地主量元素分布特征、微量元素富集特征、矿物特征进行了分析研究,讨论了富集程度较高元素的赋存状态及成因。综合研究表明,鄂尔多斯盆地侏罗系延安组煤灰成分特征明显,可划分两组,SiO2、Al2O3、K2O、TiO2为一组,而CaO、SO3、Na2O、MgO、Fe2O3、MnO2为另一组,两组元素氧化物之间总体呈负相关关系,每组内各元素间高度正相关,前者在顶底板泥岩中占比更高,后者明显高于煤层底板泥岩,表明前者主要来源于陆源碎屑,后者更多与有机成煤物质相关,这一特征在盆地西部宁东煤田表现最为突出。准东煤田高Na含量煤的灰成分特征与其一致,东北地区早白垩世二连盆地胜利煤田总体特征与之相近,但Na2O属于前一组,推断煤中Na元素来源既可以是有机相关,也可能来自陆源供给,与物源区岩石类型关系密切。延安组煤中44种微量元素含量整体较低,富集程度主要为亏损状态和正常状态。Ba、Sr和Mn,这三种元素是目前盆地内延安组煤中富集程度达到富集的主要微量元素。本次工作新发现Sr元素在宁东煤田马家滩矿区4-2煤中,Ba异常主要在枣泉矿区6煤,相关性分析及扫描电镜能谱分析结果显示,宁东煤田Sr元素的主要赋存天青石（SrSO4）中,而Ba元素异常主要因重晶石（BaSO4）矿物引发,二者主要形成于煤层后期成岩作用过程中。Mn异常主要发现于神府矿区5-2煤中,经相关性分析、扫描电镜能谱分析,主要以类质同象的形式赋存在菱铁矿（FeCO3）中,其富集与成煤泥炭沼泽偏氧化的环境相关。对比不同煤岩类型煤中元素地球化学特征,西北地区富惰质组煤灰成分指数较东北地区富镜质组煤明显较低,西北地区富惰质组煤灰的陆源碎屑组分占比低于东北地区富镜质组煤,除物源差异外,可能与成煤盆地类型具有一定关系;另外,指示沉积环境的敏感微量元素比值显示,富惰质组煤的形成环境氧化性明显强于镜质组为主煤,这一特征与富惰质煤的主要成因相呼应。
赵士林[10]（2019）在《煤中添加剂对烟气汞形态转化和燃煤痕量元素迁移的机理研究》文中进行了进一步梳理燃煤电厂是环境中汞和痕量元素的主要人为排放源。燃煤排放的汞及痕量元素由于其巨毒性、生物累积性、环境持久性等特点而引起全世界的广泛关注。煤中添加剂进行燃煤烟气脱汞是一种易操作、低成本、高效率的脱汞技术。目前关于煤中添加剂脱汞技术的研究多关注于脱汞效率,对添加剂情况下燃煤烟气中汞的形态转化及脱除的机理还不十分明确,添加剂对燃煤烟气中痕量元素的迁移转化规律和机理的研究还少见报道。燃煤过程中痕量元素的研究多停留在痕量元素在飞灰、烟气、底灰和飞灰中的分布及固相产物中的富集特性,或者单纯使用化学热力学软件进行模拟计算等。虽然研究者已经进行了大量燃煤电厂汞排放的现场测试研究,但是对超低排放燃煤电厂中的汞和常规燃煤电厂中其他痕量元素在各空气污染物控制设备（APCDs）中的迁移转化规律的了解还不够深入。因此,明确煤中添加剂对烟气汞形态转化及脱除的影响机理、汞及其他痕量元素的迁移转化机理及排放特性,对燃煤电厂汞和其他痕量元素的排放控制及相关标准的制定具有重要的指导意义。针对上述问题,本文系统、深入地开展了煤中添加剂对烟气汞形态转化和燃煤痕量元素迁移的实验和机理研究。在6 kWth CFB实验装置上开展了煤中添加NH4Br对烟气汞形态转化及脱除的实验研究,采用OHM进行烟气汞形态浓度取样,借助比表面积及孔隙度分析仪（BET）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散X射线荧光分析（EDXRF）等手段进行燃煤飞灰的物理化学形态表征,使用汞程序升温脱附的方法（Hg-TPD）确定燃煤飞灰中的汞形态。研究结果表明:贵州无烟煤燃烧烟气中的Hgp浓度大大高于Hg0和Hg2+的浓度,底灰中的汞含量可以忽略。飞灰中较高的未燃碳含量和较强的气-固相互作用导致了原煤燃烧烟气中较高的Hgp份额。随着NH4Br添加量的增加,燃煤烟气中Hg0和Hg2+的浓度和比例均减少,烟气中Hgp的浓度和比例对应增加。Hg0转化率和气态汞(Hgg,Hgg=Hg0+Hg2+)脱除率均随着NH4Br添加量的增加而增加,在0.3%NH4Br添加量下达到极大值;说明煤中添加NH4Br对燃煤过程中Hg0向Hg2+、Hgp的转化及汞的脱除具有积极的促进作用。添加的NH4Br在炉膛中分解成为活性溴,促进了烟气汞的均相和非均相氧化反应;在NH4Br添加下,飞灰上的一些汞化合物（如HgS（red）、HgO、和HgSO3）会被活性溴进一步氧化,生成更多的HgO和HgSO4。在沉降炉（DTF）实验装置上开展了烟煤燃烧过程中Cl、As、Cr、Mn、Ba迁移转化的实验研究,分别采用US EPA Method 26和US EPA Method 29标准方法对烟气中Cl和其他四种痕量元素进行了取样,借助高效液相色谱（HPLC）与电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）联用测定燃煤飞灰中As形态浓度,结合化学热力学计算,探讨了煤燃烧过程中Cl、As、Cr、Mn、Ba的形态转化以及煤中Cl含量对这些痕量元素形态转化的影响。实验结果表明:燃煤烟气中Cl几乎均匀地分布在烟气气相和颗粒物中,且烟气气相Cl分布量高于颗粒态的分布量。As、Cr、Mn、Ba这四种痕量元素主要分布在飞灰中,极少分布在烟气气相中。烟气中HCl、Cl2浓度远高于其他四种气态痕量元素Asg、Crg、Mng、Bag的浓度,HCl是烟气气态中主要的Cl形态。颗粒态痕量元素（Asp、Crp、Mnp、Bap）的浓度远高于其气态浓度。得到了Cl、As、Cr、Mn、Ba在煤灰中的相对富集因子,其中Cl、As具有一定的挥发性,且Cl的挥发性远高于As;Cr、Mn、Ba三种痕量元素具有一定的富集特性。As5+是飞灰中As的主要形态,占飞灰As总量的93.79%。结合化学热力学理论,深入研究了燃煤过程中痕量元素Cl、As、Cr、Mn、Ba的形态转化机制和影响因素。研究结果表明:原煤燃烧时,在200-1400oC范围内,HCl（g）是烟气中主要的Cl形态。HCl（g）随温度升高而先升高后降低;Cl2（g）在温度低于300oC时有明显形成,随温度降低而逐渐增加;Cl（g）在温度高于1100oC时有明显形成,随着温度升高而升高。在200-1073oC范围内,FeAsO4是主要的As形态;温度高于1073oC时,FeAsO4有明显的分解现象,转化成AsO（g）和AsO2（g）,且温度越高,分解越剧烈;结合实验和模拟结果,可以推测煤灰中As的主要形态是FeAsO4。在200-1400oC范围内,Cr2O3是主要的Cr形态。温度高于636oC时,发生Cr2O3向Cr2FeO4的转化,且温度越高,转化程度越高。在不同的温度区间,Mn的主要化合形态不同。在200-527oC范围内,MnSO4和MnO2是主要的Mn形态;在527-855oC范围内,发生MnSO4向MnO2、FeMnO4的转化,以转化为MnO2的路径为主;在855-1400oC范围内,发生MnSO4和MnO2向FeMnO4和Mn2SiO4的转化。在200-1400oC范围内,MnSO4、MnO2、FeMnO4、Mn2SiO4均有明显的比例,而气态Mn化合物（MnO2（g）、MnCl2（g）、MnS（g））的含量及份额极低,几乎为零。在200-1400oC范围内,BaSO4和BaSiO3是主要的Ba态。在200-855oC范围内,BaSO4是主要的Ba形态,温度高于855oC时,随温度的增加,发生BaSO4向BaSiO3的转化。当增加煤中Cl含量至0.08 mol时,其对Cl（g）形成的起始温度（1100 oC）没有明显的变化,但拓宽了Cl2（g）的形成温度区间（由未添加时的300oC拓宽至添加后的500oC）;整体而言,其对燃煤过程中As、Cr、Mn、Ba的形态转化没有显着的影响,但对AsCl3（g）、CrO2Cl2（g）、MnCl2（g）、BaCl2（g）的形成具有一定的影响。对一台配置SCR、ESP、WFGD、WESP的660 MW、燃用低氯、低汞、低硫烟煤的超低排放燃煤电厂进行了汞排放的现场测试。采用OHM标准方法对APCDs前后五个取样点进行了烟气汞的同时取样,并收集了煤、锅炉底灰、ESP灰、脱硫剂新鲜浆液、脱硫产物石膏、脱硫废水、WESP新鲜水及废水等样品。在Hg-TPD实验台上进行了上述固体样品中的汞形态分析,借助SEM、X射线衍射仪（XRD）对煤及副产物的表观物理形态和化学成分进行了表征。研究结果表明:烟囱排放的Hg0占比最高,汞在底灰中的份额最小。SCR装置有利于烟气Hg0向Hg2+/Hgp的转化;ESP和WESP可以捕捉烟气汞,特别是Hgp;WFGD可以脱除烟气Hg2+但是在湿法脱硫过程中会发生Hg0的再释放。HgCl2、HgS（black）、和HgS（red）是脱硫石膏中主要的汞化合物。SCR对烟气Hg0的氧化在其脱除过程中起着重要的作用;WFGD对烟气Hg2+具有良好的捕捉效果。APCDs对烟气总汞的脱除效率遵循如下的顺序:WFGD>ESP>WESP,配置WESP的燃煤电厂可以进一步脱除烟气汞。本研究中该超低排放燃煤电厂的汞排放因子是1.56 g/1012 J,小于我国燃煤电厂汞排放因子的平均值。脱硫石膏中的汞含量高于相关土壤标准中汞含量限值,而底灰和ESP灰中的汞含量低于该土壤标准中的汞含量限值。WFGD废水中的汞浓度高于相关的水质排放标准,在其排放或处理过程中应引起足够的重视。详细阐述了汞在炉膛、SCR、ESP、WFGD、WESP的迁移转化过程。对一台配置SCR、ESP、WFGD的320 MW燃煤电厂进行了其他痕量元素（Zn、Sb、Pb、Cd、As、Cr、Mn、Ba）排放的现场测试研究。采用US EPA Method 29对APCDs前后四个取样点进行烟气中其他痕量元素的同时取样,并采集煤、ESP灰、锅炉底灰、脱硫剂新鲜浆液、脱硫废水等样品。借助扫描电子显微镜和X射线能谱仪（SEM-EDX）、XRD进行上述固体样品的物理化学特性表征。研究结果表明:绝大部分痕量元素分布在ESP灰和锅炉底灰中,排放到大气中的痕量元素较少。相对于其他痕量元素,Mn和Ba分布在底灰中的质量份额较高。ESP前烟气中颗粒态痕量元素具有较大的份额,ESP和WFGD对烟气痕量元素具有良好的协同脱除效率,为99.96%-99.99%,其中ESP的贡献率约为99.97%。Mn和Ba均等地富集在飞灰和底灰中,他们的相对富集因子均大于1。在煤燃烧过程中,As、Cd、Sb、Zn、Pb和Cr倾向于富集在飞灰中。排放到大气中的痕量元素浓度相对较低(3.5×10-3μg/m3-4.30μg/m3)。排放因子为0.001 g/1012J-1.473 g/1012J。最后,详细地讨论了这些痕量元素在煤燃烧过程中的迁移转化机理。
二、中国煤中的九种金属元素（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、中国煤中的九种金属元素（论文提纲范文）
（1）煤型关键金属矿产研究进展（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 煤型关键金属矿床的概念 |
| 2 煤型关键金属矿床的地质特征 |
| 2.1 煤型稀有金属矿床 |
| 2.1.1 煤型锂矿床 |
| 2.1.2 煤型铍矿床 |
| 2.1.3 煤型铌?钽矿床 |
| 2.2 煤型稀土金属矿床 |
| 2.2.1 矿床特征 |
| 2.2.2 煤中稀土金属的赋存状态 |
| 2.3 煤型稀散金属矿床 |
| 2.3.1 煤型锗矿床 |
| 2.3.2 煤型镓矿床 |
| 2.3.3 煤型硒矿床 |
| 2.4 煤型稀贵金属矿床 |
| 2.4.1 矿床地质特征 |
| 2.4.2 煤中稀贵金属的赋存状态 |
| 3 煤型关键金属矿床的成因类型 |
| 4 中国煤型关键金属矿床时空分布规律 |
| 5 煤型关键金属矿床研究趋势 |
| 5.1 研究方法进展 |
| 5.2 研究方向 |
| 5.3 研究意义 |
| 6 结论 |
（2）燃煤可凝结颗粒物中汞的特性及协同控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 可凝结颗粒物的研究现状 |
| 1.1.1 CPM的形成机理及危害 |
| 1.1.2 CPM采样方法研究现状 |
| 1.1.3 CPM排放特性研究现状 |
| 1.2 燃煤汞排放研究现状 |
| 1.2.1 煤燃烧过程中Hg的迁移规律及危害 |
| 1.2.2 Hg测试方法研究现状 |
| 1.2.3 Hg脱除技术研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 实验系统 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验台组成 |
| 2.2.1 烟气发生单元 |
| 2.2.2 CPM采样单元 |
| 2.2.3 煤粉消解 |
| 2.2.4 活性炭吸附单元 |
| 2.3 CPM采样及样品处理 |
| 2.3.1 CPM采样 |
| 2.3.2 CPM样品处理 |
| 2.4 CPM样品检测 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 燃煤CPM中Hg的特性 |
| 3.1 煤中Hg含量 |
| 3.2 CPM中Hg含量 |
| 3.3 烟气温度的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 活性炭吸附脱除燃煤烟气中的CPM及Hg |
| 4.1 活性炭吸附脱除CPM效率 |
| 4.2 活性炭吸附前后CPM物质组成变化 |
| 4.2.1 有机组分分析 |
| 4.2.2 水溶性离子分析 |
| 4.2.3 金属元素分析 |
| 4.3 活性炭对Hg的协同脱除效果 |
| 4.4 烟气温度对活性炭吸附脱除CPM的影响 |
| 4.5 拓展讨论 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 全文总结及建议 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 未来研究建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表论文、获得荣誉奖励及参研项目 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）粉煤灰中稀土元素赋存机制及富集提取研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题背景及意义 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 煤及粉煤灰中稀土元素的研究进展 |
| 2.2 稀土元素提取方法的研究现状概述 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 试验材料及性质分析 |
| 3.1 试验材料及测试方法 |
| 3.2 物理性质分析 |
| 3.3 粉煤灰组成分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 粉煤灰中稀土元素的赋存状态 |
| 4.1 逐级化学提取 |
| 4.2 不同粒度级中稀土元素的分布规律 |
| 4.3 不同磁性组分中稀土元素的分布规律 |
| 4.4 不同密度级中稀土元素的分布规律 |
| 4.5 粉煤灰中稀土元素与常量元素的关系 |
| 4.6 粉煤灰中稀土元素的赋存载体 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 粉煤灰形成过程中稀土赋存转化规律 |
| 5.1 研究目的及策略 |
| 5.2 稀土元素载体模型矿物选择与性质 |
| 5.3 模型矿物热重分析 |
| 5.4 模型矿物的模拟燃烧试验 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 粉煤灰中稀土元素的物理化学富集及可浸出性评估 |
| 6.1 研究目的及策略 |
| 6.2 物理分选对粉煤灰中稀土元素的富集效果 |
| 6.3 脱硅反应对粉煤灰中稀土元素的富集效果 |
| 6.4 富集方法对粉煤灰中稀土元素浸出的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 粉煤灰中稀土元素的焙烧-酸浸提取工艺研究 |
| 7.1 研究目的及策略 |
| 7.2 试验方案与分析方法 |
| 7.3 粉煤灰焙烧-酸浸机理分析 |
| 7.4 焙烧过程优化试验 |
| 7.5 水洗过程优化试验 |
| 7.6 酸浸过程优化试验 |
| 7.7 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）燃煤过程中典型重金属的释放、迁移转化及富集机制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 煤中典型重金属的含量及赋存形态 |
| 1.2.2 燃煤过程中矿物转化特征及亚微米颗粒形成机制 |
| 1.2.3 煤燃烧过程中典型重金属的迁移转化 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 主要工作量 |
| 第二章 样品与方法 |
| 2.1 电厂基本信息 |
| 2.2 样品采集 |
| 2.2.1 循环流化床燃煤电厂 |
| 2.2.2 煤粉炉燃煤电厂 |
| 2.3 测试分析 |
| 2.3.1 煤质分析 |
| 2.3.2 热重分析(TG) |
| 2.3.3 扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS) |
| 2.3.4 透射电镜-能谱分析(TEM-EDS) |
| 2.3.5 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.6 电感耦合等离子体质谱(ICP-MS) |
| 2.3.7 X射线荧光光谱(XRF) |
| 2.3.8 逐级化学提取实验 |
| 2.4 质量控制 |
| 第三章 燃煤过程中铅、镉挥发性特征研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.3 煤样的理化特征 |
| 3.3.1 工业分析和元素分析 |
| 3.3.2 矿物学特征 |
| 3.3.3 热重分析 |
| 3.4 煤样中铅、镉的赋存状态 |
| 3.5 铅、镉在不同燃烧温度下的挥发行为 |
| 3.6 碳酸钙对煤燃烧过程中铅、镉的释放特性的影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 燃煤电厂中铅、镉的迁移转化过程 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 原煤及其燃烧产物的理化性质 |
| 4.2.1 原煤煤质及重金属含量 |
| 4.2.2 燃煤产物微观形貌表征 |
| 4.2.3 原煤及其燃烧产物的矿物组成识别 |
| 4.3 燃煤过程中铅、镉的迁移富集特征 |
| 4.3.1 燃煤产物中铅、镉的含量分布、迁移 |
| 4.3.2 铅、镉在煤燃烧产物中的富集特征 |
| 4.4 燃煤过程中铅、镉的形态转化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 循环流化床燃煤电厂排放细颗粒中铅的分配机制 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 细颗粒微观形貌及化学特征 |
| 5.3 细颗粒及其铅组分的尺寸分布特征 |
| 5.4 铅在不同尺寸细颗粒上的浓度分布及富集特征 |
| 5.5 铅在细颗粒上的沉积机制研究 |
| 5.6 CaO与铅化合物固态反应 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 煤粉炉燃煤电厂排放细颗粒中镉的转化与富集 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 原煤及其燃烧产物矿物学特征 |
| 6.3 细颗粒物化学分析及形成过程 |
| 6.4 煤燃烧产物中镉的分布和富集特征 |
| 6.5 含钛组分对镉在煤燃烧过程中的气固转化作用 |
| 6.6 TiO_2与镉化合物固态反应及热力学化学平衡计算 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 主要结论与创新点 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.1.1 燃煤过程中典型重金属(Pb和Cd)释放特性研究 |
| 7.1.2 燃煤电厂中典型重金属(Pb和Cd)的迁移转化特征 |
| 7.1.3 循环流化床燃煤电厂排放细颗粒中铅的分配机制 |
| 7.1.4 煤粉炉燃煤电厂排放细颗粒中镉的转化与富集 |
| 7.2 创新点 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 中文附图目录 |
| 英文附图目录 |
| 中文附表目录 |
| 英文附表目录 |
| 致谢 |
| 学位申请者简介 |
（5）煤中金属化合物对煤自燃的催化机理及其惰化改性研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容和方法 |
| 1.4 技术路线 |
| 2 煤自燃过程及研究方法 |
| 2.1 煤自燃过程 |
| 2.2 煤自燃过程的实验模拟方法 |
| 2.3 煤自燃过程分子结构变化及研究方法 |
| 3 煤自燃过程中具有催化作用的金属元素分析 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.2 酸洗对不同变质程度煤结构和自燃特性的影响 |
| 3.3 煤灰成分分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 金属化合物对煤自燃的影响研究 |
| 4.1 实验部分 |
| 4.2 程序升温法研究金属化合物对煤自燃的影响 |
| 4.3 绝热氧化法研究金属化合物对煤自燃的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 金属化合物催化煤自燃机理 |
| 5.1 实验部分 |
| 5.2 氧化升温过程中煤样官能团的变化规律 |
| 5.3 金属化合物催化煤自燃的机理分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 金属螯合剂对易自燃煤的惰化改性研究 |
| 6.1 实验部分 |
| 6.2 不同螯合剂抑制煤自燃的效果分析 |
| 6.3 植酸抑制煤自燃机理分析 |
| 6.4 植酸对不同变质程度煤的抑制效果分析 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论、创新点与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 查新结论 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（6）利用细叶小羽藓监测大气重金属及氮沉降的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1.文献综述 |
| 1.1 大气重金属污染的研究 |
| 1.1.1 大气重金属污染的危害及现状 |
| 1.1.2 重金属同位素指示污染物来源的研究 |
| 1.2 大气氮沉降及氮同位素组成特征的研究 |
| 1.2.1 大气氮沉降的来源 |
| 1.2.2 氮同位素指示大气氮源 |
| 1.2.3 国内外大气氮沉降研究进展 |
| 1.3 苔藓的生物学特性及其对环境变化的适应性 |
| 1.3.1 苔藓植物的基本特征 |
| 1.3.2 苔藓植物对环境污染物的生理响应 |
| 1.3.3 苔藓植物吸收营养物质的特点 |
| 1.4 苔藓对大气沉降的指示作用 |
| 1.4.1 苔藓指示大气重金属的研究 |
| 1.4.2 苔藓指示大气氮沉降的研究 |
| 1.5 立论依据 |
| 1.6 研究内容及技术路线 |
| 2.利用欧洲苔藓参考材料验证重金属浓度的测定能力 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 材料与方法 |
| 2.2.1 样品获取及处理 |
| 2.2.2 元素测定 |
| 2.2.3 数据处理 |
| 2.3 结果与分析 |
| 2.3.1 各实验室对M2、M3 测定的异常值检验 |
| 2.3.2 苔藓参考材料M2、M3 测定结果准确度分析 |
| 2.3.3 实验室NF(即本实验室)检测能力的Z比分评价 |
| 2.4 讨论与结论 |
| 3.利用苔藓监测盐城市大气重金属污染的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 材料与方法 |
| 3.2.1 样品采集 |
| 3.2.2 样品处理与元素测定 |
| 3.2.3 数据处理及分析 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 质量控制 |
| 3.3.2 细叶小羽藓样品中重金属浓度水平 |
| 3.3.3 重金属污染因子分析 |
| 3.3.4 重金属浓度的空间分布特征 |
| 3.3.5 重金属污染负荷指数 |
| 3.3.6 重金属污染潜在生态风险评估 |
| 3.3.7 苔藓样品中重金属的源解析 |
| 3.4 结论 |
| 4.苔藓氮浓度与大气氮沉降关系的探讨 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 材料与方法 |
| 4.2.1 大气氮沉降监测点及苔藓采样点介绍 |
| 4.2.2 苔藓样品采集及氮浓度的测定 |
| 4.2.3 大气氮沉降量的估算 |
| 4.2.4 大气总氮沉降与苔藓中氮浓度的关系 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 苔藓氮浓度与相关因素的关系 |
| 4.3.2 苔藓氮浓度与大气氮沉降的回归关系 |
| 4.3.3 影响大气氮沉降与苔藓氮浓度相关关系的因素分析 |
| 4.4 结论 |
| 5.苔藓氮浓度及δ~(15)N指示盐城市大气氮沉降状况 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 材料与方法 |
| 5.2.1 研究区域 |
| 5.2.2 样品采集及处理 |
| 5.2.3 化学分析 |
| 5.2.4 大气总氮及湿氮沉降评估 |
| 5.2.5 地统计学及统计学分析 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 苔藓氮浓度及大气总氮沉降 |
| 5.3.2 大气氮湿沉降组分 |
| 5.3.3 苔藓δ~(15)N及大气氮沉降的来源 |
| 5.3.4 大气氮沉降的潜在生态影响 |
| 5.4 结论 |
| 6.全文讨论与结论 |
| 6.1 全文讨论 |
| 6.1.1 苔藓参考材料M2、M3 在环境监测中的应用 |
| 6.1.2 盐城市大气重金属污染及氮沉降的现状与空间特征 |
| 6.1.3 苔藓氮浓度与大气氮沉降的相关关系 |
| 6.1.4 如何有效控制盐城市大气重金属污染及氮沉降 |
| 6.2 结论与展望 |
| 6.2.1 本研究的主要结论 |
| 6.2.2 本研究特色与创新 |
| 6.2.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（7）固定床加压气化过程有害微量元素迁移转化及影响机制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 煤中有害微量元素含量及分类 |
| 1.3 煤中有害微量元素的赋存形态 |
| 1.4 煤中有害微量元素的评价方法 |
| 1.5 热转化过程煤中有害微量元素迁移转化行为的研究现状 |
| 1.5.1 热解过程煤中有害微量元素的迁移转化 |
| 1.5.2 气化过程煤中有害微量元素的迁移转化 |
| 1.5.3 固定床加压气化过程有害微量元素研究 |
| 1.5.4 煤中有害微量元素热力学模拟研究 |
| 1.5.5 煤中有害微量元素研究存在的问题 |
| 1.6 主要研究内容及技术路线 |
| 1.6.1 主要研究内容 |
| 1.6.2 拟采用的关键技术 |
| 1.6.3 技术路线 |
| 1.7 本章小结 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 煤样采集、制备与分析 |
| 2.2 实验装置与方法 |
| 2.2.1 固定床加压热解/气化实验系统 |
| 2.2.2 样品的收集 |
| 2.2.3 有害微量元素在气化炉内的冷凝、沉积、吸附测试 |
| 2.2.4 工业气化灰渣的浸出毒性分析 |
| 2.3 产物分析与表征 |
| 2.4 有害微量元素含量的测定 |
| 2.5 定量描述指标 |
| 2.6 有害微量元素迁移转化的热力学模拟 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 煤中有害微量元素的赋存形态及矿化特征 |
| 3.1 原煤中有害微量元素的含量 |
| 3.2 煤中有害微量元素的矿化特征 |
| 3.3 煤中有害微量元素的分布 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 有害微量元素的迁移行为及影响因素 |
| 4.1 有害微量元素在加压热解过程中的迁移行为 |
| 4.2 有害微量元素在加压气化过程中的迁移行为 |
| 4.2.1 模拟条件的确定 |
| 4.2.2 气化温度的影响 |
| 4.2.3 气化压力的影响 |
| 4.2.4 煤中硫的影响 |
| 4.2.5 灰熔融的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 有害微量元素在气化产物中的再分配 |
| 5.1 产物采样及分析 |
| 5.2 有害微量元素形态转化的热力学模拟计算 |
| 5.3 有害微量元素在加压气化反应前后的质量平衡 |
| 5.4 有害微量元素在气化产物中的再分配行为 |
| 5.4.1 氟(Fluorine) |
| 5.4.2 汞(Mercury) |
| 5.4.3 砷(Arsenic) |
| 5.4.4 硒(Selenium) |
| 5.4.5 镉(Cadmium) |
| 5.4.6 铅(Plumbum) |
| 5.4.7 铀(Uranium) |
| 5.4.8 铍(Beryllium) |
| 5.5 本章小结 |
| 6 有害微量元素的冷凝、沉积、吸附行为 |
| 6.1 有害微量元素在气化炉内的冷凝、沉积 |
| 6.1.1 有害微量元素的沉积过程 |
| 6.1.2 气化过程冷凝、沉积物的微观形貌 |
| 6.1.3 有害微量元素的冷凝、沉积行为 |
| 6.2 热解半焦对煤气中有害微量元素的吸附行为 |
| 6.2.1 热解半焦的孔隙结构 |
| 6.2.2 热解半焦对有害微量元素的吸附 |
| 6.3 有害微量元素形成PM颗粒特征 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 工业气化过程有害微量元素的迁移和溶出 |
| 7.1 工业气化工艺流程及样品采集 |
| 7.2 工业气化灰渣分析 |
| 7.2.1 灰渣的粒径分布及残炭分析 |
| 7.2.2 工业气化灰渣的矿物组成分析 |
| 7.3 工业气化过程中有害微量元素的迁移行为 |
| 7.4 工业气化灰渣中有害微量元素的浸出行为 |
| 7.4.1 灰渣浸出液的pH值 |
| 7.4.2 浸取液pH值对有害微量元素浸出行为的影响 |
| 7.4.3 灰渣粒径对有害微量元素浸出行为的影响 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）改性生物质焦吸附剂脱汞的机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 汞的性质与危害 |
| 1.1.2 燃煤汞污染现状 |
| 1.1.3 燃煤汞污染防治法规 |
| 1.1.4 生物质资源的利用 |
| 1.2 汞污染防治的国内外研究进展 |
| 1.2.1 汞的生物地球化学循环 |
| 1.2.2 煤中汞的分布和赋存状态 |
| 1.2.3 燃煤汞的迁移和转化 |
| 1.3 燃煤脱汞技术进展 |
| 1.3.1 煤炭提质协同脱汞技术 |
| 1.3.2 炉内添加剂脱汞技术 |
| 1.3.3 现有污染物控制装置协同脱汞技术 |
| 1.3.4 烟气调质脱汞技术 |
| 1.3.5 吸附剂脱汞技术 |
| 1.4 计算量子化学汞吸附物理化学机理研究进展 |
| 1.4.1 汞与金属/合金的相互作用 |
| 1.4.2 汞在金属氧化物表面的催化氧化 |
| 1.4.3 汞在碳基吸附剂表面的吸附 |
| 1.5 课题的研究目标及内容 |
| 1.5.1 研究目标 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 生物质热解焦的结构演化行为及其脱汞特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验装置与表征方法 |
| 2.2.1 实验样品的制备 |
| 2.2.2 固定床汞吸附实验系统 |
| 2.2.3 吸附剂的表征分析 |
| 2.3 生物质的热解动力学 |
| 2.3.1 热重分析 |
| 2.3.2 生物质的组分解析 |
| 2.3.3 热解过程的动力学分析 |
| 2.4 生物质焦的结构演化特性 |
| 2.4.1 元素分析 |
| 2.4.2 表面官能团分析 |
| 2.4.3 微晶结构分析 |
| 2.4.4 孔隙结构分析 |
| 2.5 生物质焦的脱汞特性 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 改性生物质焦固定床脱汞的实验研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验装置与方法 |
| 3.2.1 实验样品的制备 |
| 3.2.2 固定床实验系统 |
| 3.2.3 程序升温脱附实验系统 |
| 3.2.4 X射线光电子能谱分析 |
| 3.3 生物质焦与活性炭吸附剂的理化特性 |
| 3.3.1 粒径分析 |
| 3.3.2 孔隙结构分析 |
| 3.3.3 微观形貌及表面元素分析 |
| 3.4 生物质焦与活性炭吸附剂的脱汞特性 |
| 3.4.1 生物质热解焦改性前后的脱汞特性 |
| 3.4.2 生物质活化焦改性前后的脱汞特性 |
| 3.4.3 活性炭改性前后的脱汞特性 |
| 3.5 生物质焦与活性炭吸附剂的脱汞机理 |
| 3.5.1 孔隙结构作用机制 |
| 3.5.2 卤化铵盐改性机制 |
| 3.5.3 固定床汞吸附过程的机理分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 燃煤烟气改性生物质焦喷射脱汞的实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验装置与方法 |
| 4.2.1 燃煤流化床及吸附剂管道喷射脱汞装置 |
| 4.2.2 燃煤流化床的调试与运行 |
| 4.2.3 烟气汞取样和分析方法 |
| 4.2.4 实验工况及参数 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 煤质分析 |
| 4.3.2 燃烧特性 |
| 4.3.3 吸附剂烟气喷射脱汞特性 |
| 4.3.4 吸附剂烟气喷射协同脱硫脱硝特性 |
| 4.3.5 有害痕量元素在吸附剂和飞灰表面的富集特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 碳基吸附剂脱汞的量子化学研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 计算分析方法和碳基吸附剂模型构建 |
| 5.2.1 计算分析方法 |
| 5.2.2 碳基吸附剂模型的构建 |
| 5.3 汞在未改性碳基吸附剂表面的吸附 |
| 5.3.1 基态的选择 |
| 5.3.2 分子尺寸和边缘结构的影响 |
| 5.3.3 电子的定域性分析 |
| 5.3.4 分子轨道成分分析 |
| 5.3.5 弱相互作用分析 |
| 5.3.6 汞在碳表面的多原子吸附 |
| 5.4 汞在改性碳基吸附剂表面的吸附 |
| 5.4.1 电子诱导效应和空间位阻效应 |
| 5.4.2 氯化氢自由基氧化机制 |
| 5.4.3 表面吸附 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间发表的学术成果 |
（9）鄂尔多斯盆地延安组煤岩学及煤元素地球化学特征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 显微煤岩组分分类 |
| 1.2.2 显微煤岩组分形成的影响因素 |
| 1.2.3 煤元素地球化学 |
| 1.2.4 鄂尔多斯盆地煤岩及煤元素地球化学 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究思路与技术路线 |
| 1.5 主要工作量 |
| 第二章 地质背景 |
| 2.1 盆地演化过程 |
| 2.2 延安组沉积序列 |
| 2.3 延安组煤层展布 |
| 2.4 延安组煤层对比 |
| 第三章 延安组煤岩特征 |
| 3.1 盆地北部煤岩特征 |
| 3.1.1 垂向分布特征 |
| 3.1.2 平面分布特征 |
| 3.2 盆地西部煤岩特征 |
| 3.3 盆地南部煤岩特征 |
| 3.3.1 垂向分布特征 |
| 3.3.2 平面分布特征 |
| 3.4 延安组煤岩特征总结 |
| 第四章 富惰质组煤的分布与成因分析 |
| 4.1 中国富惰质组煤分布特征 |
| 4.1.1 时代分布 |
| 4.1.2 空间分布 |
| 4.2 盆地类型与煤岩组分关系 |
| 4.3 惰质组成因讨论 |
| 4.3.1 研究进展概述 |
| 4.3.2 延安组煤中惰质组成因分析 |
| 4.4 煤岩组分与盆地要素关系分析 |
| 4.4.1 盆地规模 |
| 4.4.2 盆地形态 |
| 4.4.3 沉积速率 |
| 4.4.4 聚煤模式 |
| 4.5 坳陷型盆地富惰质组成因模式 |
| 第五章 延安组煤元素地球化学特征 |
| 5.1 神府矿区5~(-2)煤 |
| 5.1.1 样品采集与测试 |
| 5.1.2 基本分析 |
| 5.1.3 煤灰成分 |
| 5.1.4 微量元素 |
| 5.1.5 稀土元素 |
| 5.1.6 矿物组成 |
| 5.1.7 Mn元素异常成因讨论 |
| 5.2 鸳鸯湖矿区2 煤和6 煤剖面 |
| 5.2.1 样品采集与测试 |
| 5.2.2 基本分析 |
| 5.2.3 煤灰成分 |
| 5.2.4 微量元素 |
| 5.2.5 稀土元素 |
| 5.2.6 矿物组成 |
| 5.2.7 讨论 |
| 5.3 马家滩矿区4-2煤和18 煤剖面 |
| 5.3.1 样品采集与测试 |
| 5.3.2 基本分析 |
| 5.3.3 煤灰成分 |
| 5.3.4 微量元素 |
| 5.3.5 稀土元素 |
| 5.3.6 矿物组成 |
| 5.3.7 4~(-2)煤中Sr和 Ba赋存状态讨论 |
| 5.4 灵武矿区6 煤剖面 |
| 5.4.1 样品采集与测试 |
| 5.4.2 基本分析 |
| 5.4.3 煤灰成分 |
| 5.4.4 微量元素 |
| 5.4.5 稀土元素 |
| 5.4.6 矿物组成 |
| 5.4.7 正Eu异常成因讨论 |
| 5.5 彬长矿区4 煤剖面 |
| 5.5.1 样品采集与测试 |
| 5.5.2 基本分析 |
| 5.5.3 煤灰成分 |
| 5.5.4 微量元素 |
| 5.5.5 稀土元素 |
| 5.6 延安组煤地球化学总结 |
| 5.6.1 主量元素特征 |
| 5.6.2 微量元素特征 |
| 第六章 元素地球化学对煤岩特征响应 |
| 6.1 主量元素 |
| 6.2 微量元素 |
| 结论 |
| 主要认识 |
| 主要创新点 |
| 不足及建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 作者简介 |
（10）煤中添加剂对烟气汞形态转化和燃煤痕量元素迁移的机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩写与符号列表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 汞在环境中的迁移及危害 |
| 1.1.2 汞的主要排放源 |
| 1.1.3 燃煤汞排放的相关标准 |
| 1.1.4 燃煤其他痕量元素的排放 |
| 1.2 燃煤过程中汞的迁移转化及脱除 |
| 1.2.1 燃煤过程中汞的迁移转化 |
| 1.2.2 燃煤脱汞技术 |
| 1.3 燃煤过程中其他痕量元素迁移转化的一般过程 |
| 1.4 煤中添加剂对烟气汞形态转化和脱除 |
| 1.4.1 国内研究进展 |
| 1.4.2 国外研究进展 |
| 1.5 燃煤电厂汞迁移及排放 |
| 1.6 燃煤过程其他痕量元素迁移转化及排放的研究进展 |
| 1.7 本文的研究目标及内容 |
| 1.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验和模拟 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.2.1 6kW_(th) CFB煤燃烧装置 |
| 2.2.2 DTF煤燃烧装置 |
| 2.2.3 Hg-TPD装置 |
| 2.3 燃煤烟气汞、其他痕量元素和卤素取样方法 |
| 2.3.1 燃煤烟气汞形态取样方法 |
| 2.3.2 燃煤烟气其他痕量元素取样方法 |
| 2.3.3 燃煤烟气卤素(HCl、Cl_2)取样方法 |
| 2.4 主要测试分析仪器 |
| 2.4.1 Hydra AA全自动汞分析仪 |
| 2.4.2 Hydra-C全自动汞分析仪 |
| 2.4.3 VM3000烟气在线测汞仪 |
| 2.4.4 ICP-MS痕量元素测试分析仪 |
| 2.4.5 卤素分析方法 |
| 2.5 其他表征分析仪器 |
| 2.5.1 BET比表面积测试仪 |
| 2.5.2 扫面电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDX) |
| 2.5.3 X射线衍射仪(XRD) |
| 2.6 模拟计算 |
| 2.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 煤中添加NH_4Br对烟气汞形态转化及脱除研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 煤质分析及煤样制备 |
| 3.2.2 实验装置与方法 |
| 3.2.3 飞灰的表征 |
| 3.2.4 烟气汞测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 原煤燃烧过程中汞质量平衡及汞形态分布 |
| 3.3.2 NH_4Br添加对烟气汞的转化及脱除 |
| 3.3.3 飞灰样品表面结构分析 |
| 3.3.4 飞灰样品EDXRF分析 |
| 3.3.5 飞灰汞形态 |
| 3.3.6 NH_4Br添加下汞转化机理分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 燃煤过程中烟气其他痕量元素的形态转化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验与模拟 |
| 4.2.1 煤质分析 |
| 4.2.2 实验装置与方法 |
| 4.2.3 模拟方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 质量平衡及分布 |
| 4.3.2 燃煤过程中其他痕量元素的排放 |
| 4.3.3 燃煤过程中其他痕量元素的形态转化过程 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 超低排放燃煤电厂汞迁移转化及排放特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 燃煤机组 |
| 5.2.2 取样和分析方法 |
| 5.2.3 Hg-TPD、SEM、XRD分析 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 煤质分析 |
| 5.3.2 汞质量平衡及其分布 |
| 5.3.3 汞在炉膛及APCDs中的转化过程 |
| 5.3.4 APCDs对烟气汞的脱除 |
| 5.3.5 汞排放因子 |
| 5.3.6 环境污染评估 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 燃煤电厂其他痕量元素迁移转化及排放特性 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 燃煤机组及煤质分析 |
| 6.2.2 取样和分析方法 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 质量平衡及分布 |
| 6.3.2 烟气其他痕量元素分布及APCDs协同脱除 |
| 6.3.3 痕量元素在飞灰和锅炉底灰中的富集特性 |
| 6.3.4 环境排放特性 |
| 6.3.5 燃煤过程中其他痕量元素的迁移转化机理 |
| 6.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 全文总结及展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
四、中国煤中的九种金属元素（论文参考文献）
- [1]煤型关键金属矿产研究进展[J]. 代俊峰,李增华,许德如,邓腾,赵磊,张鑫,王水龙,张健,孔令涛,尚培. 大地构造与成矿学, 2021(05)
- [2]燃煤可凝结颗粒物中汞的特性及协同控制策略研究[D]. 张肖宇. 山东大学, 2021(12)
- [3]粉煤灰中稀土元素赋存机制及富集提取研究[D]. 潘金禾. 中国矿业大学, 2021
- [4]燃煤过程中典型重金属的释放、迁移转化及富集机制研究[D]. 魏勇. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]煤中金属化合物对煤自燃的催化机理及其惰化改性研究[D]. 乔玲. 辽宁工程技术大学, 2020(01)
- [6]利用细叶小羽藓监测大气重金属及氮沉降的研究[D]. 周晓丽. 南京林业大学, 2019(05)
- [7]固定床加压气化过程有害微量元素迁移转化及影响机制[D]. 王彩红. 中国矿业大学(北京), 2020(04)
- [8]改性生物质焦吸附剂脱汞的机理研究[D]. 朱纯. 东南大学, 2019
- [9]鄂尔多斯盆地延安组煤岩学及煤元素地球化学特征[D]. 杜芳鹏. 西北大学, 2019(01)
- [10]煤中添加剂对烟气汞形态转化和燃煤痕量元素迁移的机理研究[D]. 赵士林. 东南大学, 2019