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煤热解过程中汞和硫的释放特性

动力工程学报 2022年第1期42卷 19-26页

作者：苏银皎滕阳张锴苏欣欣华北电力大学热电生产过程污染物监测与控制北京市重点实验室北京102206 中国石油大港油田电力公司天津300280

采用热分析和动力学分析方法,选取宁武煤田某洗煤厂原煤及其洗选产物为研究对象,考察了在煤热解过程中汞和硫的释放特性。结果表明:汞和硫释放与煤成分有关,在相同热解条件下煤泥和精煤中汞和硫释放率大于矸石和原煤;汞和硫的释放特性... 详细信息

采用热分析和动力学分析方法,选取宁武煤田某洗煤厂原煤及其洗选产物为研究对象,考察了在煤热解过程中汞和硫的释放特性。结果表明:汞和硫释放与煤成分有关,在相同热解条件下煤泥和精煤中汞和硫释放率大于矸石和原煤;汞和硫的释放特性受其赋存形态的影响,煤中汞和硫均以无机物结合态为主,精煤和煤泥中的汞更易在低温阶段释放;汞和硫释放率均随温度升高而提高,汞与其赋存体的结合程度弱于硫,温度为500℃时汞释放率已经超过50%,而800℃下硫释放率仅为20%左右;反应时间对汞和硫释放率的影响不大;在煤热解过程中汞释放的反应活化能低于硫,热分析实验结果与动力学推断相吻合。

关键词：煤热解释放特性赋存形态动力学分析

煤粉炉和循环流化床锅炉飞灰特性对其汞吸附能力的影响

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化工学报 2019年第3期70卷 1075-1082页

作者：李晓航刘芸苏银皎滕阳关彦军张锴华北电力大学热电生产过程污染物监测与控制北京市重点实验室北京102206

通过分析两台容量相近的循环流化床锅炉和煤粉锅炉飞灰样品的粒径分布、表面结构特性、未燃尽碳含量、反应性和汞含量,探究两种类型锅炉飞灰特性差异及其与飞灰汞吸附能力的关系。结果表明:循环流化床和煤粉锅炉尾端除尘设备排灰口飞灰... 详细信息

通过分析两台容量相近的循环流化床锅炉和煤粉锅炉飞灰样品的粒径分布、表面结构特性、未燃尽碳含量、反应性和汞含量,探究两种类型锅炉飞灰特性差异及其与飞灰汞吸附能力的关系。结果表明:循环流化床和煤粉锅炉尾端除尘设备排灰口飞灰汞的含量分别为1584.0 ng/g和503.7 ng/g,其原因与飞灰粒径、未燃尽碳含量和表面特性相关。对于循环流化床锅炉,飞灰中汞含量随其粒径和反应性温度的减小而增加,随未燃尽碳含量增加而增加,且与比表面积和吸附量呈正相关关系。对于煤粉锅炉,粒径为75～53μm的飞灰对汞吸附能力较强,未燃尽碳含量明显小于循环流化床所产生飞灰的含量,飞灰比表面积随粒径变化不大,由此导致煤粉锅炉除尘设备排灰口所取样品对汞的吸附能力远低于循环流化床锅炉相对应位置飞灰对汞的吸附能力。

关键词：燃煤锅炉飞灰汞吸附未燃尽碳粒度分布活性

洗选过程对宁武煤中汞迁移和热释放的影响特性

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燃料化学学报 2021年第3期49卷 274-281页

作者：苏银皎滕阳张锴刘轩张永红冀俊伟华北电力大学热电生产过程污染物监测与控制北京市重点实验室北京102206 山西煤炭运销集团太原有限公司山西太原030006 中国石油大港油田滨港公司天津300280

采用逐级化学提取和热分析方法,选取宁武煤田某洗煤厂原煤及洗选产物为研究对象,在汞质量平衡基础上对煤中汞赋存形态进行分类并验证,进而考察了洗选过程对煤中汞迁移行为和热释放的影响特性。结果表明,洗选过程在降低原煤灰分和硫分含... 详细信息

采用逐级化学提取和热分析方法,选取宁武煤田某洗煤厂原煤及洗选产物为研究对象,在汞质量平衡基础上对煤中汞赋存形态进行分类并验证,进而考察了洗选过程对煤中汞迁移行为和热释放的影响特性。结果表明,洗选过程在降低原煤灰分和硫分含量的同时也改变了汞的富集规律,引起了汞的重新分配;样品中汞元素与灰分和硫含量之间的线性相关性分别为0.89和0.99,原煤中汞主要以无机结合态存在,其迁移行为受控于无机矿物质迁移,洗选后矸石总汞绝对含量较原煤增加了322.8%,而精煤汞含量降低至原煤的40%,汞脱除率达到56.4%;洗煤产物中汞富集程度的差异与其在原煤中赋存形态密切相关,其中,矸石中硫化物结合态汞的占比高达56.6%,而精煤和煤泥中有机结合态汞较原煤中均有所提高;相同温度下汞在煤泥中释放率最大,矸石中最小,所有样品中汞至650℃均接近完全析出;煤中汞热释放特性也与其赋存形态密切相关,不同热解温度段汞热释放行为由煤中汞的固有赋存形态所决定,其中,有机结合态汞随有机质分解在300℃已大量逸出,而硫化物结合态汞分解温度主要为400−600℃。

关键词：煤炭洗选汞赋存形态迁移行为分布释放特性热解污染

燃煤电厂脱硫浆液中汞迁移转化及添加剂对石膏中汞稳定性影响

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燃料化学学报 2021年第7期49卷 1022-1033页

作者：苏银皎滕阳张锴李丽锋王鹏程李圳华北电力大学热电生产过程污染物监测与控制北京市重点实验室北京102206 山西河坡发电有限责任公司山西阳泉045011

以某300 MW超低排放燃煤机组现场脱硫浆液为研究对象,考察了浆液中汞迁移转化及添加剂对其影响行为,探讨了固相石膏中汞的热释放特性和环境风险。结果表明温度升高仅导致气相Hg^(0)增加,而浆液pH升高会导致气相和固相中汞含量均有增加,C... 详细信息

以某300 MW超低排放燃煤机组现场脱硫浆液为研究对象,考察了浆液中汞迁移转化及添加剂对其影响行为,探讨了固相石膏中汞的热释放特性和环境风险。结果表明温度升高仅导致气相Hg^(0)增加,而浆液pH升高会导致气相和固相中汞含量均有增加,Cl^(-)或SO_(4)^(2-)浓度升高既可以抑制浆液中汞还原为Hg^(0)也可以促进固相石膏中汞含量增加,而SO_(3)^(2-)浓度升高虽然有利于汞富集于固相但会引起Hg^(2+)部分转化为Hg^(0)。Na_(2)S、EDTA-2Na或DTCR-4添加剂与Hg^(2+)反应分别生成HgS、Hg(EDTA)2或-[Hg-DTCR]_(-n),使浆液中75%以上汞转移至固相石膏中,并抑制了Hg^(2+)还原为Hg^(0),其中DTCR-4对汞的固化效果最好,但热稳定性依次为Gypsum+EDTA-2Na

关键词：燃煤机组脱硫浆液汞迁移转化添加剂石膏稳定性

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三类煤阶煤中汞的赋存形态分布特征

化工学报 2019年第4期70卷 1559-1566页

作者：苏银皎刘轩李丽锋李晓航姜平滕阳张锴华北电力大学热电生产过程污染物监测与控制北京市重点实验室北京102206 山西河坡发电有限责任公司山西阳泉045011

采用逐级化学提取方法与程序升温热解方法研究了两个煤田三类煤阶六个样品中汞的赋存形态及其热稳定性。煤中汞分为可交换态(F1)、碳酸盐+硫酸盐+氧化物结合态(F2)、硅酸盐+硅铝酸盐结合态(F3)、硫化物结合态(F4)和残渣态(F5),其中F2、F... 详细信息

采用逐级化学提取方法与程序升温热解方法研究了两个煤田三类煤阶六个样品中汞的赋存形态及其热稳定性。煤中汞分为可交换态(F1)、碳酸盐+硫酸盐+氧化物结合态(F2)、硅酸盐+硅铝酸盐结合态(F3)、硫化物结合态(F4)和残渣态(F5),其中F2、F4和F5约占煤中汞总量的90%以上,且F4是煤中汞最主要的赋存形态,占比达45.2%～82.1%。煤中汞的赋存形态与煤阶密切相关,随样品煤化程度加深F4的比例显著提高,但F2和F5逐渐降低,其原因可能是汞在煤变质过程中由碳酸盐、硫酸盐或有机物中逐渐迁移至硫化物中。煤中汞的热稳定性依赖于其赋存形态,其中F1热稳定性最差,在150℃以下全部释放;F3热稳定性最强,析出温度在600℃以上;其余三种结合态汞的释放温度界于以上两者之间,依次为F1

关键词：汞赋存形态煤阶热解稳定性浸取分布

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CFB机组底渣余热回收方案的分析比较

热能动力工程 2016年第1期31卷 76-80,134-135页

作者：苏银皎苏铁熊李永茂马理强中北大学机械与动力工程学院山西太原030051 山西平朔煤矸石发电有限责任公司山西朔州036800

以某厂300 MW循环流化床锅炉滚筒冷渣器和风水冷渣器联合排渣方式的机组为例,运用等效焓降法选取3种不同的底渣余热回收方案进行了计算分析、对比研究和实践验证。研究它们对机组热经济性的影响。结果表明:燃用煤的热值越低,底渣余热回... 详细信息

以某厂300 MW循环流化床锅炉滚筒冷渣器和风水冷渣器联合排渣方式的机组为例,运用等效焓降法选取3种不同的底渣余热回收方案进行了计算分析、对比研究和实践验证。研究它们对机组热经济性的影响。结果表明:燃用煤的热值越低,底渣余热回收的利用空间越大,节能效果越明显。当选用最佳底渣余热回收方案时,机组热耗率可降低3.54-8.76 k J/(k W·h),标准煤耗降低0.133-0.329 g/(k W·h)。机组经过优化改造后,实际运行结果与上述理论分析结果相吻合,可对其它机组的余热利用提供借鉴和参考。

关键词：循环流化床低热值冷渣器等效焓降热经济性

超低排放燃煤机组硒的迁移转化及飞灰对其富集特性

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化工学报 2022年第2期73卷 923-932页

作者：刘轩苏银皎滕阳张锴王鹏程李丽锋李圳华北电力大学热电生产过程污染物监测与控制北京市重点实验室北京102206 山西河坡发电有限责任公司山西阳泉045011

采用微波消解法和氢化物发生-原子荧光光谱法考察了9台超低排放在役机组硒迁移转化规律,探究了循环流化床(CFB)和煤粉炉(PC)机组飞灰特性差异对硒吸附能力的影响。燃烧后煤中硒几乎全部呈现挥发态,底渣中残留量极低。与浓度归一化和质... 详细信息

采用微波消解法和氢化物发生-原子荧光光谱法考察了9台超低排放在役机组硒迁移转化规律,探究了循环流化床(CFB)和煤粉炉(PC)机组飞灰特性差异对硒吸附能力的影响。燃烧后煤中硒几乎全部呈现挥发态,底渣中残留量极低。与浓度归一化和质量分布法相比较,相对富集系数法可以客观地评价燃煤副产物中硒的富集能力,两类机组中硒均主要富集于飞灰中。CFB较低炉膛温度和添加CaO可以降低入炉煤中硒释放比例并增强飞灰对硒的吸附能力,故其底渣和飞灰中硒的富集程度均高于PC,导致脱硫石膏中硒富集程度低于PC。飞灰对硒的吸附量随比表面积或孔容积增大而增大,但随粒径或孔径增大而减小。CFB飞灰中未燃尽碳含量高、形状不规则、表面粗糙且存在较多蜂窝状孔隙,导致其对硒的富集程度高于PC飞灰。

关键词：煤燃烧污染硒迁移转化微波消解吸附

改进理想点法及其限制火电厂污染物排放的应用

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控制工程 2016年第3期23卷 371-377页

作者：王大振张丽香苏银皎山西大学自动化系太原030013 中北大学机械与动力工程学院太原030051

先将非线性规划法与遗传算法相结合,改善了遗传算法局部寻优效果差的特点,再与理想点法相结合,用于优化多目标函数。并针对目前全国范围内雾霾污染严重的问题,将改进的理想点法应用于对火电厂污染物排放的优化,尽量做到在不影响发电负... 详细信息

先将非线性规划法与遗传算法相结合,改善了遗传算法局部寻优效果差的特点,再与理想点法相结合,用于优化多目标函数。并针对目前全国范围内雾霾污染严重的问题,将改进的理想点法应用于对火电厂污染物排放的优化,尽量做到在不影响发电负荷的前提下,同时减少污染物的排放。并且通过现场采集数据,在Matlab软件上进行仿真,针对传统方法与改进方法的效果进行了对比,结果表明改进后的办法能够明显的降低污染物排放量。

关键词：雾霾环境遗传算法非线性规划法理想点法

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电厂入炉煤及其副产物中砷的分布和富集特性

燃料化学学报 2020年第12期48卷 1513-1519,I0008页

作者：刘轩苏银皎赵元财滕阳张锴张永红华北电力大学热电生产过程污染物监测与控制北京市重点实验室北京102206 华北电力大学电站能量传递转化与系统教育部重点实验室北京102206 山西煤炭运销集团太原有限公司山西太原030006

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... 详细信息

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。

关键词：电厂煤粉炉循环流化床入炉煤燃煤副产物砷分布和富集微波消解