燃煤是我国供能的主要方式,随着国家对环境要求的提高,以及一些燃煤所造成的重金属污染事件的发生,煤中重金属污染的问题渐渐引起了人们的注意,燃煤中重金属的污染防治问题迫在眉捷。在燃煤过程中,通过添加助剂与煤共燃烧来捕获重金属被证明是一项具有研究前景的技术。本文针对添加剂与煤燃烧中重金属的富集展开了实验和模拟研究,旨在获得添加剂与煤共燃烧下重金属的富集机制,为实际的生产运行中燃煤下重金属的分布提供理论基础。本文在高温管式炉中进行共燃烧实验,探索了添加剂类别、添加剂比例、燃烧温度对燃煤中Mn、Zn、Cr、Pb、Cu、Ni、As、Se、Cd等重金属的富集影响。研究表明,单一型添加剂CaO、Fe2O3对煤中重金属的富集率均有不同程度的提高,CaO对Cu、As、Se等元素体现出比添加Fe2O3作为添加剂下的优越性,而Fe2O3对Mn、Zn、Pb、Ni等重金属元素的富集效果较好。综合而言,CaO、Fe2O3在5%的添加比下对重金属的富集效果较好。另外,掺杂CaO及Fe2O3得到四种复合型添加剂,通过复合型添加剂与煤共燃烧得出四种复合型添加剂均能提高重金属Mn、Zn、Cr、Pb、Cu、Ni、Se、Cd的富集率。且四种复合型添加剂对Ni、Se、Cd、Cr等重金属的富集率均高于单一型添加剂下的富集率。综合得出,复合4添加剂富集重金属的能力较强,复合3富集重金属的性能则次之。随着温度的升高,各重金属元素向气相中的迁移量增加。SEM图和XRD结果表明,CaO和Fe2O3的加入能够增大煤渣的比表面积,能够增加煤渣的内部孔隙结构,并且能够同时通过物理和化学作用延缓煤灰的结焦和熔融,使得在高温下也能对重金属具有较好的吸附效果。另外,CaO作为添加剂下的煤渣拥有比Fe2O3更为发达的孔隙结构。利用热力学软件FactSage对CaO和Fe2O3与煤共燃烧过程进行了模拟计算。研究结果表明Mn,Cr主要以固态氧化物存在,Mn在低温下以Mn2O3为主,在高温下以MnO为主,在5%CaO下1100℃时能生成Mn Si O3。Cr在低温下主要为Cr2O3,添加剂对Cr产物的形态分布影响主要体现在高温下,并且高温下Cr的产物生成较多。在1500℃下随着CaO添加比的增加,Cr2O3先减少后增加,随着Fe2O3添加比的增加Cr2O3则随之增加。Ni、Zn在低温下容易与Al、Fe、Mg、Ca等元素结合生成尖晶石,随着温度升高熔渣态NiO、ZnO生成较多并且成为高温下的主要产物。Pb在低温下主要为气态氯化物、氧化物,固态产物以PbSO4、PbO为主,并且在高温下气态PbO会随着温度升高而增加,而低温下CaO的加入能提高熔渣态PbO的比例。CaO的加入对Cu固态产物的生成有显著的提高,具体为Cu O（Fe2O3）、Cu2O比例的增加。其在低温下主要为气态Cu Cl,在高温下主要为熔渣态Cu2O。As低温下主要为Al As O4,CaO的加入使得Al As O4比例增加,而As在高温下易挥发,高温下主要为气态As O且随着温度的升高而增加,主要的固态产物As2O3则反之。Se、Cd属于易挥发重金属,主要以气态形式存在。