煤中含量低于100mg／kg的元素称为痕量元素。虽然痕量元素在煤中含量不高,但由于燃煤量巨大,而现有的空气污染控制设备不能完全捕集所有污染物,因此每年的排放量不容忽视。许多痕量元素毒性大,化学稳定性好,具有迁徙性、沉积性,会危害人体健康和生态环境。研究痕量元素的排放意义重大。　　 燃煤产生的CO2是引起全球气候变暖的主要温室气体。循环流化床O2／CO2燃烧技术,集成循环流化床和O2／CO2燃烧技术的优点,可以低成本地实现CO2的富集以及SO2和NOx的排放控制,有望实现大气污染物的近零排放。循环流化床O2／CO2燃烧的研究仍处于起步阶段,本文对流化床O2／CO2燃烧过程中痕量元素的迁移特性进行了初步研究。　　 设计建造了6 kWth流化床热态实验装置。选取9种痕量元素(Cr、Mn、Co、Ni、Cd、Pb、Hg、As、Se)为研究对象,在流化床实验装置上进行了徐州烟煤的燃烧实验,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和原子荧光光谱仪(AFS)测定燃烧产物中痕量元素的含量,研究流化床O2／CO2燃烧过程中痕量元素的迁移特性。　　 选取了两个基准工况对其烟气中痕量元素进行取样和检测,计算了各个痕量元素的质量平衡率。结果表明,各痕量元素的质量平衡率在87％～129％之间,实验结果可靠度良好；大部分痕量元素主要分布在飞灰中,气相中份额较少,有利于减少痕量元素的排放。燃烧中Hg、Se几乎全部挥发,相当一部分Hg、As、Se分布在气相中,40％以上的Hg以气态排出。　　 分别研究了流化床O2／CO2燃烧过程中床温、O2／CO2气氛、O2浓度、过剩氧气系数、一二次风配比和燃煤粒径对痕量元素迁移特性的影响,并分析了各个元素的挥发特性。结果表明,流化床床温升高,促进了大部分痕量元素(Cr除外)的挥发,Hg、Se的挥发性变化较小；床温升高,促进了As、Se、Hg向气相迁移,Mn向飞灰中迁移,Cr向底渣及飞灰迁移。与空气气氛相比,21％O2／79％CO2气氛促进了Cr、Mn、Co、Se的挥发,抑制了As、Ni、Pb的挥发,而对Hg的挥发性影响不大,但却促进了Hg向飞灰中迁移；对大部分痕量元素而言,21％O2／79％CO2气氛并没有改变其随温度变化的趋势。O2浓度和过剩氧气系数适当提高,炉内的氧化性气氛增强,抑制了大部分痕量元素的挥发,使其在底渣中的富集程度增加,飞灰中的富集程度减小,有利于控制痕量元素的排放。一次风率增加,促进了痕量元素的挥发,使其在底渣中富集程度减小,飞灰中富集程度增加,促进了其向飞灰的迁移。中间粒径煤燃烧时Cr、Pb、Ni、Co、Cd挥发性最高,较粗的燃煤粒径抑制了Mn、As的挥发,燃煤粒径对Hg、Se的挥发影响较小,但中间粒径煤燃烧时Hg、Se在飞灰中富集程度最高。各元素(Cr、Mn除外)飞灰中富集系数均高于底灰中富集系数；Cr、Mn、Co、Ni属于难挥发性痕量元素,Pb、Cd、As属于半挥发性痕量元素,Hg、Se属于易挥发性痕量元素。　　 以石灰石或者石灰石与高岭石的混合物为添加剂分别在空气气氛及21％O2／79％CO2气氛下进行了煤燃烧实验,研究了添加剂对煤中痕量元素迁移特性的影响,结果表明:添加剂(石灰石或石灰石与高岭石混合物)不仅能够有效减少SO2的排放,而且能够吸附大部分痕量元素,促进痕量元素向底渣和飞灰的迁移。添加剂(石灰石或石灰石与高岭石混合物)对Cr、Co的影响较小,而对Cd、Hg、As、Se的吸附效果显著。与石灰石相比,石灰石与高岭石的混合物吸附效果更好,21％O2／79％CO2气氛下添加剂的吸附效果比空气气氛下好。分析对比了相对富集系数和富集因子的表达意义和效果,得出如下结论:相对富集系数和富集因子都可以用来评估痕量元素的富集规律,但是各自的适用条件不同,当使用添加剂时,富集因子能更准确地反应痕量元素的富集特性。统计分析了飞灰含碳量与各个痕量元素富集规律之间的关系,发现飞灰未燃碳在一定程度上会促进Hg、Co、Cr、Se、Pb向飞灰的迁移,而对Ni、Mn、As、Cd的迁移则没有影响。