【摘 要】
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我国燃煤发电的煤炭消耗量巨大，随着环保要求的不断提高，燃煤过程的砷等有害痕量元素排放带来的环境污染问题逐渐受到社会关注。开发经济可靠的燃煤电厂砷排放控制技术是当前研究热点。本文在调研文献的基础上，选用配煤掺烧调配矿物控制砷的排放的技术路线开展研究。开展煤中不同矿物组分的气相砷吸附实验，以掌握不同矿物组分对砷的吸附特性，基于此提出了利用释放指数评价煤中砷的挥发特性的模型，并考虑燃烧过程矿物对砷的释放
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我国燃煤发电的煤炭消耗量巨大，随着环保要求的不断提高，燃煤过程的砷等有害痕量元素排放带来的环境污染问题逐渐受到社会关注。开发经济可靠的燃煤电厂砷排放控制技术是当前研究热点。本文在调研文献的基础上，选用配煤掺烧调配矿物控制砷的排放的技术路线开展研究。开展煤中不同矿物组分的气相砷吸附实验，以掌握不同矿物组分对砷的吸附特性，基于此提出了利用释放指数评价煤中砷的挥发特性的模型，并考虑燃烧过程矿物对砷的释放的影响，开展实验验证，最终建立了适用于燃煤电厂砷排放控制的配煤掺烧模型。主要结论如下：
(1)利用砷发生-吸附装置，研究煤中七种矿物元素及钙铁混合吸附剂的气相砷吸附特性。结果表明CaO的吸附量最高，SiO2、Na2SO4、K2SO4三者较低，Fe2O3、MgO、Al2O3介于中间；随着温度升高，CaO的吸附量先增加，700℃时略微下降后又增加，Fe2O3的吸附量先增加，900℃时大幅下降，MgO、Al2O3的吸附量一直增加；混合吸附剂的吸附量相比计算值至少提高了92%。吸附剂混合后生成针状铁酸钙，促使CaO分布更加分散，提高了吸附能力。
(2)综合考虑煤中灰分和砷的含量、灰中主量矿物元素含量、各矿物元素对砷的固定系数等因素，提出一种用释放指数P评价煤中砷的挥发特性的模型。实验表明，随着单位质量煤灰固定系数的增大，煤灰的气相砷吸附量增加，相关性比仅单一考虑CaO/Fe2O3/Al2O3含量的结果更好；随着释放指数P增加，砷的固定率减少，表明模型能合理反映煤燃烧过程矿物对砷的吸附固定行为。
(3)筛选低P值煤掺烧，发现配煤不仅能降低配煤中的砷含量，还促进高P值煤的砷在灰中的富集，促进效果最高为77.14%。以该模型为基础，耦合配煤燃烧的安全、经济、环保因素，建立了基于砷排放控制的配煤掺烧模型系统，用以指导燃煤电厂通过配煤掺烧实现砷排放控制的现场实施过程。
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