煤热解过程中多环芳烃的生成与排放特性
赵旭
杨富鑫
李正鸿
谭厚章
西安交通大学能源与动力工程学院热流科学与工程教育部重点实验室,陕西 西安 710049
摘要：燃煤过程中产生的有机污染物对环境造成了严重危害.我国煤炭消费量大,燃煤产生的有机污染物排放不容忽视.以褐煤、无烟煤和高含氯量的天池煤为研究对象,使用傅里叶红外分析方法探究了煤中有机物的赋存形态.在固定床热解平台上探讨了 3种煤热解过程中多环芳烃(PAHs)的生成特性及其影响因素,使用气相色谱质谱仪定量分析了 16种PAHs的生成量,使用定性分析方法探讨了释放有机污染物的组成.结果表明:烷烃类是煤中主要有机物,在总有机物中质量分数为 39%～61%.褐煤中的羟基种类和含量最多,含氧官能团更复杂;无烟煤芳香化程度更高.对原煤中PAHs提取时,12 h为最佳时间,此时无烟煤、天池煤和褐煤原样中PAHs质量分数分别为 10.34、15.10、0.75 μg/g.热解时间是影响PAHs生成量的重要因素,30 min时可认为试验中样品已热解完毕,PAHs完全释放.随着热解温度的升高,褐煤和天池煤热解过程中PAHs生成量先增加后减小;在 1 000℃时最大,排放量分别为 3 168.15µg/g和 974.58µg/g.无烟煤热解过程中PAHs生成量则先升高后减小再升高,在 1 100℃最大,为 853.93µg/g.挥发分对PAHs的排放量有明显影响;随着不同煤中挥发分含量的增加,PAHs生成量不断增加.天池煤中的卤族元素会阻碍苯环的芳构化和缩合反应,影响多环芳烃的生成.褐煤和无烟煤热解气最大毒性当量分别出现在 1 000℃和 1 100℃,分别为 85.59µg/g和 75.00µg/g;而天池煤热解气最大毒性当量出现在800℃,为24.33µg/g.
关键词：燃煤有机污染物多环芳烃(PAHs)热解特性傅里叶红外分析
分类号：X701(一般性问题)TQ530.2(煤化学及煤的加工利用)
资助基金：陕西省自然科学基础研究计划-陕煤联合基金资助项目(2021JLM-24)
论文发表日期：2025-09-27
在线出版日期：2025-10-22（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：13( 4540-4552 )
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