中国是一个产煤和燃煤大国,贫油缺气的状况决定了煤炭资源在我国能源结构中将长期占有重要的位置。据统计,煤炭的直接或间接利用在我国一次能源结构中的比重一直维持在60%以上。近年来,煤在利用过程中微量污染元素的释放及行为,已经成为一个研究的重点,特别是一些挥发性元素,由于不能被有效的收集处理而进入大气,成为重要的人为污染源。对煤中的微量污染元素来说,影响其释放的因素有很多,包括煤种、温度、气氛以及其在煤中的赋存形态。本论文选取Hg、As含量较高的襄垣煤为研究对象,在固定床反应装置上考察了襄垣煤在热处理过程中Hg、As、Pb三种元素的释放随温度以及气氛变化的规律;同时,在实验过程中还采用逐级脱灰的方法,探究了这三种元素在煤中的赋存状态,以及不同赋存形态的热稳定性;最后还探究了煤中共存矿物质对汞元素释放的影响。论文的主要内容和结论如下:1.利用固定床反应装置,研究了襄垣煤中Hg、As、Pb在热处理过程中的释放行为与温度及气氛的关系。(1)温度的影响:随着温度的逐渐升高,襄垣煤在热解的过程中汞、砷、铅三种元素的释放呈现阶段性特征。汞元素的主要释放温区为:150~450oC;砷的主要释放温区为:400~800oC;铅的主要释放温区为:500~900oC。且在释放过程中,同一种元素在不同的温度区间内释放强度也有着显著的差异,这主要与元素在煤中结合形态有关。(2)气氛的影响:在煤转化的过程中,不同的气氛条件(N2、CO2、N2+O2,4%)会影响元素的释放效率:相比于惰性气氛,微氧的存在促进了元素的释放,这与加热过程中发生的气化反应以及煤基质的解体有关。当热处理气氛变成CO2时可以发现,在400-600oC之间,三种元素的释放率并不高,这可能与CO2在低温区间抑制发分的产生有关;而当温度继续升高后,可以观察到CO2对Hg、As、Pb的释放均有较为显著的促进。2.利用逐级脱矿物质的方法,研究了襄垣煤中Hg、As、Pb的赋存状态及热稳定性,并分析共存矿物质对元素释放的影响。(1)襄垣煤中的Hg约有51%赋存在黄铁矿中,14%与有机质相结合,只有少量的Hg以其他形式存在;此外有49%的As与黄铁矿相伴生,33%的As以碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等结合形态存在,仅有少量有机结合态的As存在;而襄垣煤中Pb主要与硫酸盐、硫化物和黄铁矿相伴生。(2)微量元素有机结合态的热稳定性最差,300oC即可观察到该结合形态的分解以及其中微量元素的释放与转化;硅铝酸盐的结合态热稳定性较强,而其他结合形态的热稳定性取决于Hg、As、Pb存在形态的具体理化性质。(3)通过对脱矿物质煤样进行热处理,可以发现硅铝酸盐的存在对Hg的释放均有一定的抑制作用,并且不同的气氛条件(N2、CO2、N2+O2,4%)对这种抑制作用存在一定的影响。