人类对煤中硫、氮等污染物的形成机理和控制技术已有充分的认识,并有相当的业绩,而对煤燃烧和气化过程中微量元素的污染一直未能引起足够重视,虽然微量元素在煤中含量很低,但由其引起的环境污染已成为一个不可否认的事实.目前国内外研究更多的偏重于燃煤过程,对煤气化过程中微量元素迁移规律的研究较少,关于流化床气化炉型的文献更少,涉及加压煤气化过程中微量元素迁移规律的研究几乎没有.该文对煤粉燃烧、煤常压气化、煤加压气化过程中微量元素赋存、迁移规律进行了系统的研究,意在加深对煤燃烧和气化过程中微量元素迁移变化的认识,为控制微量元素排放提供理论指导.采用原子吸收分光光度计(AAS)和X射线荧光光谱仪(XRF),定量测定了电厂煤粉炉中原煤、底渣、飞灰中Cr、Pb、Mn、As、Se、Cd、Zn等微量元素的含量,分析了飞灰粒径、炉膛温度、炉内含氧量、微量元素自身性质对微量元素赋存、挥发特性的影响,并根据元素的挥发特性将元素进行分类,得出表征微量元素排放特性的3种数值,并与中国和欧盟垃圾焚烧微量元素排放标准相对照.采用X射线衍射分析仪器(XRD)和扫描电子显微镜(SEM),分析了原煤和燃烧飞灰中与微量元素相关的主要矿物质,了解其在煤燃烧前后的变化情况.采用氢化物原子荧光光谱法(HG—AFS)和电感耦合等离子发射光谱法(ICP—AES)定量测定了常压和加压流化床煤气化炉中原煤、底渣、旋风高温焦、布袋低温焦、尾部煤气中的As、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Mg、Ni、Hg、Pb、V、Se、Sr、Zn等微量元素的含量,分析了气化温度、空煤比、汽煤比、煤种、微量元素自身性质、添加剂、炉内氧化还原性气氛、静止床层高度、炉内压力对微量元素赋存、挥发特性的影响,为进一步研究第二代增压流化床联合循环(APFBC)中微量元素赋存、迁移规律提供理论指导.在了解微量元素在煤中赋存形态、颗粒在流化床内停留时间、煤气化模型以及微量元素挥发冷凝动力学的基础上,建立常压流化床气化炉中微量元素挥发动力学模型,得到密相区内粒分布、密相区内焦炭粒子温度分布、微量元素挥发速度常数与温度的关系.结果显示该模型可较好的预测微量元素在底渣和旋风高温焦中含量.