- 邵云霞;王睿;曹嵩山;李昂;刘晓硕;
【目的】随着电厂废水“零排放”政策的推进和燃煤烟气氯化氢（HCl）排放的逐步控制，提升燃煤烟气脱氯效率已成为亟需解决的重要课题。为了进一步明确HCl控制的有效方法，通过各类技术对比分析识别其优缺点是当前的研究重点。【方法】本文通过梳理相关文献，围绕燃烧前、燃烧中和燃烧后3类脱氯路径展开系统综述，对各类技术的基本原理及优缺点进行全面归纳与比较。【结果】研究表明，燃烧前脱氯多依赖物理洗选等手段，其中洗煤法的脱氯效率为27%～56%，该方法可有效脱除无机氯，但对煤中有机氯的脱除效果有限，且成本高，难以满足燃煤电厂烟气脱氯的需求；燃烧中脱氯依赖于高温条件下添加反应剂，但由于SO_2等酸性气体竞争反应强烈，难以实现HCl的选择性脱除；相比之下，燃烧后脱氯技术更具应用潜力，尤其可与现有烟气净化系统耦合，实现高效协同治理。其中，湿法脱氯技术成熟，但存在废水排放的问题。干法/半干法技术具有无废水产生、对锅炉效率影响小等特点，但相关技术受限于烟气组分干扰、在线监测手段不完善、粉煤灰品质下降等因素。目前国内干法/半干法脱氯效率大多在70%以下，低于美国环境保护署利用Na_2CO_3·NaHCO_3·2H_2O干法喷射技术取得的90%脱氯效率。【结论】总体而言，燃烧后干法/半干法脱氯技术在满足环保政策需求、实现高效脱氯及推动工业化应用方面具有广阔发展前景，值得进一步深入研究和优化。
2025年05期 v.41;No.202 716-726页 [查看摘要][在线阅读][下载 1714K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 李小龙;罗军;刘剑锋;胡文森;
【目的】准确监测烟气汞排放浓度是推进燃煤电厂汞污染防治工作的核心环节。近年来中国现行监测方法存在的技术瓶颈日益凸显，成为制约燃煤电厂汞污染防治技术发展的关键因素。为加快构建中国烟气汞排放监测技术体系，【方法】基于公开文献、标准规范和多年技术实践经验，本文系统梳理了国内外燃煤电厂汞排放监测方法的发展现状、优势及不足，据此揭示了中国监测方法现存问题并提出优化路径。【结果】研究表明，在线监测法虽具备实时连续检测、快速精准分析的优势，但存在成本高昂、故障率高、溯源困难等缺陷，发达国家相关技术成熟度相对较高，而中国相关技术研究起步较晚且目前陷入停滞；手工监测法方面，国内外均已建立相应标准体系，其中美国通过湿化学法和固体吸附剂法的有机结合，实现了总汞与形态汞的较精准检测，相较之下，中国现行方法在汞形态捕集完整性、烟气条件适应性、采样规范完备性、检测结果准确性等方面存在显著不足，难以满足汞污染治理及汞环保税征管的技术支撑需求。【结论】建议着力从推进低成本高精度汞在线监测技术研发应用、系统改进现有手工监测法技术短板和加快健全监测标准体系等方面进行重点突破，全面提升中国燃煤电厂的汞排放监测技术水平。
2025年05期 v.41;No.202 727-737页 [查看摘要][在线阅读][下载 1601K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 雷领;张睿;
【目的】针对垃圾焚烧过程中聚氯乙烯等含氯物质产生二噁英的污染问题，探究矿粉掺混对燃烧特性及二噁英生成的抑制机理，为开发经济高效的污染控制技术提供依据。【方法】采用热重分析和单颗粒燃烧实验研究矿粉与聚氯乙烯掺混燃料（质量比25∶75、50∶50、75∶25）的燃烧特性；利用回转窑系统测试生活垃圾掺混10%矿粉的二噁英抑制效果，结合烟气/灰渣成分分析阐明作用机理。【结果】研究结果表明，（1）矿粉抑制聚氯乙烯燃烧，掺混比为25%和50%时协同抑制效应显著。矿粉掺混比例从25%增加到50%及75%，混合样品火焰面积减小；点火延迟时间缩短，点火延迟时间从109 ms下降至98 ms和76 ms；但燃尽时间相近，约为14～18 ms；火焰平均温度降低，从1 440℃降低至1 436℃和1 435℃。（2）生活垃圾掺10%矿粉后，烟气中二噁英毒性当量浓度由3.86 ng TEQ/m~3降至0.38 ng TEQ/m~3，抑制率达90.16%;PCDFs/PCDDs比值从3.89降至1.38，表明源头合成路径受抑制。矿粉中CaO等碱性金属物质与HCl反应，降低气相氯含量，减少Deacon反应生成的Cl_2，从而抑制二噁英前驱物形成。烟气HCl浓度下降了30.8%，灰渣中Cl质量分数上升了85.8%。【结论】矿粉通过固定氯元素，抑制聚氯乙烯燃烧强度并减少二噁英生成，掺混10%即可实现高效减排，为垃圾焚烧污染控制提供了低成本技术路径，具有显著工程应用价值。
2025年05期 v.41;No.202 738-747页 [查看摘要][在线阅读][下载 1643K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 卢昱辰;周超;郭力;王卉;刘猛;
【目的】燃煤烟气中HCl的高效脱除是实现超低排放与废水减量化的关键挑战。石灰石-石膏脱硫是目前较为成熟的烟气脱硫工艺，但仍然面临着脱硫废水量较多的问题。脱硫废水水量主要取决于系统内的Cl~-浓度，从源头降低含氯物质浓度是降低脱硫系统Cl~-浓度进而减少废水排放量的有效途径。为有效降低脱硫系统氯离子浓度并指导脱硫运行，需要开展进一步的研究。【方法】本文通过对相关文献的系统分析，综述了煤燃烧过程中氯的赋存形态、迁移转化规律及烟气脱氯技术的最新研究进展。【结果】研究表明，煤中氯以无机氯和有机氯形式存在，燃烧后95%以上转化为气态HCl，其释放特性受煤质、颗粒度及温度调控。现有脱氯技术中，干法脱氯操作简便但效率受限，湿法脱氯效率超90%，但面临含氯废水处理难题，半干法通过多相反应实现高效脱氯与废水零排放，但存在喷嘴堵塞，较干法更复杂等技术瓶颈。此外，在脱氯剂的种类及其脱氯机理和效果的对比基础上，得出钙基脱氯剂成本最低、工业应用最广泛的结果。脱氯过程主要通过物理吸附和化学反应实现，研究表明，HCl在吸附剂表面通过化学吸附生成CaClOH/CaCl_2，温度显著影响HCl与其他酸性气体竞争吸附，这是由于HCl凭借动力学优势，优先占据脱氯剂的碱性位点。【结论】未来需聚焦宽温域和经济型脱氯剂的开发、多污染物协同控制，推动燃煤烟气清洁治理技术升级。
2025年05期 v.41;No.202 748-758页 [查看摘要][在线阅读][下载 1482K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 赵秉庆;李泯材;王依敬;饶钊;雷领;彭国宇;
【目的】新疆煤储量巨大，但由于其富含碱金属，在锅炉燃烧中易引发结渣和沾污问题，限制其大规模应用。本文旨在通过混煤燃烧技术优化其燃烧特性并抑制结渣，为安全环保利用新疆煤炭资源提供技术支持。【方法】选取望布煤、新疆红沙泉高碱煤、中高热值混煤、中低热值混煤及高硫煤为实验原料，对不同煤种进行了煤质与灰成分分析，随后通过一维火焰燃烧器和黑体炉分别研究了不同配煤比例下新疆高碱煤的燃烧特性和熔融机制，利用双色法测温技术量化火焰温度；通过黑体炉高温实验研究灰样熔融与结渣特性，分析灰渣形态及最低结渣温度。【结果】研究结果表明，掺混适量的新疆高碱煤能有效改善煤样的燃烧特性。特别是在新疆高碱煤与其他煤种（如中高热值煤）混合时，能够提升火焰温度，从未掺混时火焰温度为688℃，提高到掺混25%的新疆高碱煤后为809℃，并促进煤的充分燃烧。在结渣方面，随着新疆高碱煤掺混比例的提高，灰熔点降低，更容易结焦。而新疆煤与中高热值混煤、高硫煤掺烧后的煤灰结渣温度由1 100℃上升到1 200℃，有效减少了结渣现象的发生。因此，通过调整不同煤种的掺混比例，不仅能够提高火焰温度、优化燃烧特性，还能有效抑制结渣行为。【结论】混煤燃烧技术通过优化配比，采用25%～50%新疆煤和中高热值煤可协同提升燃烧效率与抗结渣能力。而掺混中高热值混煤或高硫煤能显著提高灰熔融温度，为新疆高碱煤的大规模清洁利用提供了关键技术依据。
2025年05期 v.41;No.202 759-768页 [查看摘要][在线阅读][下载 1582K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 梁鑫;马敬轩;赵士林;
【目的】燃煤排放的有毒痕量元素对环境和人体产生巨大的危害，明确燃煤过程中的痕量元素迁移转化特性对其有效脱除及实现燃煤烟气的清洁排放具有重要的意义。【方法】本文以一台660 MW燃煤电厂的煤样为研究对象，采用管式炉燃烧实验和化学热力学模拟系统考察了温度和气氛对燃煤过程中有毒痕量元素砷（As）、硒（Se）、铬（Cr）迁移转化特性的影响。【结果】研究结果表明，不同燃烧工况下，As和Se主要分布在飞灰中，Cr主要分布在底渣中。空气气氛下温度的升高有利于As从底渣向飞灰迁移，富氧气氛有利于As向烟气中迁移。700℃和900℃下，富氧气氛下O_2浓度的增加有利于底渣中As向飞灰中As的转化，煤灰中的As主要为AlAsO_4(s)和Ca_3(AsO_4)_2(s)。空气气氛下，随着温度的升高，Se发生了飞灰向底渣、以及从底渣和烟气向飞灰的迁移。700℃和900℃下，富氧气氛中随着O_2浓度的增加，Se在飞灰中所占比例由54.3%上升至84.4%。飞灰和烟气中的Se主要分别为CaSeO_4(s)和SeO_2(g)。空气气氛下温度升高促使Cr从底渣向飞灰迁移。60%O_2/40%CO_2气氛下Cr在各组分中的分布与21%O_2/79%CO_2气氛具有相似性，且在烟气中分布比例达到24.9%。底渣和飞灰中Cr主要为Cr_2(SO_4)_3、CaCr_2O_4、CrO_2、Cr_2O_3。【结论】燃煤过程中As、Se具有高挥发性，多分布于飞灰中；Cr具有难挥发性，多分布于底渣中，温度和O_2含量对As、Se、Cr迁移转化具有重要的影响。飞灰和烟气中As、Se的脱除和底渣中Cr的环境浸出应尤为关注。
2025年05期 v.41;No.202 769-779页 [查看摘要][在线阅读][下载 1940K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]
- 张春磊;许芸;苏天月;张晓煜;王紫群;孟小焕;张乾;
【目的】传统烟气处理催化剂在复杂条件下的催化性能较低，无法满足生物质/固废掺烧烟气中氮氧化物（NO_x）和挥发性有机化合物（VOCs）协同净化的需求，针对这一技术挑战，亟需开发协同净化催化剂以满足实际应用需求。【方法】本文综述了NO_x选择性催化还原、VOCs催化氧化以及两者协同催化的反应机理，分别介绍了NO_x与脂肪族化合物、芳烃化合物以及含杂原子化合物之间的相互作用机制及催化剂研究现状，阐明了氧化还原位点与酸性位点耦合机制对催化剂反应性能、选择性以及稳定性的影响。【结果】（1）在NO_x和VOCs协同净化方面，主要通过NH_3-SCR耦合HC氧化反应、NH_3/HC混合还原剂选择性催化反应或HC-SCR反应三种路径进行。（2）研究人员可通过催化剂设计，精准调控活性位点的数量和空间分布，同时优化反应路径以减少副产物的生成，实现高效协同催化反应性能。（3）此外，反应条件以及反应物形态也会影响催化剂协同反应性能，可为高效协同净化催化剂提供技术路径指导。【结论】催化剂性能依赖于酸性位点与氧化还原位点的协同调控；未来可结合机器学习优化活性位点设计以提升催化反应性能并开发抗SO_2/H_2O中毒的协同催化剂，以期为电力行业的NO_x和VOCs等多污染物的高效协同净化提供参考。
2025年05期 v.41;No.202 780-794页 [查看摘要][在线阅读][下载 2252K] [下载次数：3 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 肖雨亭;陆金丰;
【目的】为探究燃煤中砷元素在钒钛系脱硝催化剂上的赋存规律及中毒机制，提出应对砷中毒的有效措施。【方法】本文选取燃用高砷煤的600 MW机组脱硝系统，对比进口与国产催化剂的运行数据；通过X射线荧光光谱分析砷积累规律；采用Ca(NO_3)_2和H_2O_2溶液对中毒催化剂进行再生实验，评估活性恢复效果；从煤质掺烧、催化剂配方优化及运行策略三方面提出改进方案。【结果】研究表明，砷在催化剂入口端富集最显著，积累规律为：第一层>第二层>底部，运行8 000 h内砷饱和速率最快，砷元素在催化剂上的累积接近饱和，之后累积速度逐渐趋缓；在失活最严重的8 000 h内，进口催化剂砷元素的累积速度超过国产催化剂。而H_2O_2再生效果优于Ca(NO_3)_2，但因其强极性导致活性组分V_2O_5流失26%；掺烧高有机质或高CaO煤种可抑制50%As_2O_3挥发；催化剂配方增大孔径分布并提高（V+W）/As摩尔比，可增强砷耐受性；分层添加催化剂比传统设计减少5%采购成本。【结论】砷中毒可通过煤质掺烧抑制污染源、优化催化剂微孔结构与活性组分、实施“短周期逐层更新”运行策略综合应对，为高砷煤电厂脱硝系统提供经济高效的解决方案。
2025年05期 v.41;No.202 795-802页 [查看摘要][在线阅读][下载 1333K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 赵勇刚;蔡彦迪;杜顺鑫;唐添发;姚磊洋;袁宪强;
【目的】为开发高效、环保的低温脱硝催化剂，解决燃煤电厂低负荷运行时烟气温度无法满足SCR脱硝催化剂最佳反应温度的问题，提升NH3选择性催化还原（NH3-SCR）反应的低温活性及抗中毒性能。【方法】本文采用共沉淀法和湿浸渍法设计并制备Mo改性的Ce-Zr固溶体（Ce_xZr_(1-x)O2）催化剂（Mo/Ce_xZr_(1-x)O2），通过X射线粉末衍射（X-ray diffraction,XRD）、氢气程序升温还原（H_2-temperature-programmed reduction,H_2-TPR）、NH_3程序升温脱附（NH_3-temperature programmed desorption,NH_3-TPD）等表征手段分析催化剂的结构、氧化还原能力及酸位分布。【结果】研究表明，Ce与Zr形成立方萤石结构的固溶体，显著增强了催化剂的氧化还原能力与比表面积，而MoO_3的引入提供了关键的酸位点，协同促进NH_3吸附活化。其中，Mo/Ce_(0.5)Zr_(0.5)O_2(Mo/C5Z5)催化剂表现出最优性能：在200～350℃内NO转化率>90%,N_2选择性高，且在含200μL/L SO_2与5%H_2O的苛刻条件下仍保持80%以上活性，抗硫抗水性能显著优于传统钒基催化剂。【结论】该研究为开发高效、环保的低温脱硝催化剂提供了新策略，为解决燃煤电厂低负荷运行条件下脱硝催化剂最佳活性与反应温度不匹配的问题提供了新思路，未来需进一步优化性能及长期稳定性以适应复杂烟气环境。
2025年05期 v.41;No.202 803-810页 [查看摘要][在线阅读][下载 1532K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 封硕;刘欢欢;吕轩;苑鹏;王云飞;宋蕊;杨柳;李新强;
【目的】燃煤电厂排放的NO_x会对环境造成严重危害。因此，严格控制烟气中NO_x的排放有利于降低燃煤电厂对大气环境的污染，从而提升空气环境质量。目前，氨选择性催化还原法（ammonia-selective catalytic reduction,NH_3-SCR）是应用最为广泛的实现烟气脱硝的方法，该技术的核心是高效催化剂的设计。为提升MnO_x催化剂的脱硝效率，需要首先研究沉淀剂用量对其活性的影响。【方法】本研究采用共沉淀法制备了不同沉淀剂用量的MnO_x催化剂。并通过一系列表征测试手段，对不同沉淀剂用量的催化剂进行对比分析，探究沉淀剂用量对催化剂活性的影响机理。【结果】研究表明，以0.1 mol氨水为沉淀剂制备的0.1AH-MnO_x催化剂表现出最优的催化活性，在200～300℃范围内，NO转化率可达95%以上。沉淀剂用量过多加剧了催化剂的团聚现象，导致催化剂颗粒状结构增大，使得催化剂的比表面积、平均孔径和孔容减小。另外，随着沉淀剂用量的增加，催化剂的表面酸性也随之减小。这与催化剂的比表面积减小有关，而催化剂的比表面积减小导致催化剂表面的活性位点减少，不利于NH_3的吸附和活化，最终导致催化剂的反应活性下降。0.1AH-MnO_x催化剂的脱硝性能略优于0.2AH-MnO_x催化剂。但由于0.1AH-MnO_x催化剂沉淀剂用量较少，使得催化剂产量较低，导致生产成本增加。并且0.2AH-MnO_x与0.1AH-MnO_x催化剂的形貌结构、比表面积和表面酸性差异最小，同时0.2AH-MnO_x催化剂具有较高产量。【结论】因此，通过沉淀法制备催化剂，不仅要优化沉淀剂的种类，还要注重从沉淀剂用量和成本等方面进行综合考虑，以达到最优效果。
2025年05期 v.41;No.202 811-821页 [查看摘要][在线阅读][下载 1799K] [下载次数：1 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ] - 赵文瑞;李佩晓;蒋沛婷;马凯莉;李露露;
【目的】氨选择性催化还原被认为是控制电厂尾气主要成分NO_x排放的最佳技术之一，其中催化剂是该技术的关键所在。负载型钨铈催化剂是中高温度范围内具有优异脱硝活性的非钒基催化剂，为使该催化剂保持长期高效的脱硝活性，深入研究其SO_2中毒失活再生机理具有重要意义。【方法】本研究使用不同气氛（N_2、Air-N_2+O_2、NH_3）对SO_2中毒的WO_3/CeO_2(W/Ce-S)催化剂在400℃下进行热处理，探究SO_2中毒WO_3/CeO_2催化剂的失活再生机理。借助X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱、热重分析、氢气程序升温还原等表征手段，探究不同气氛热处理后催化剂再生效果存在差异的具体原因。【结果】研究发现，SO_2中毒的WO_3/CeO_2催化剂经不同气氛热处理后，脱硝活性都可以得到不同程度的恢复。其中，经NH_3热处理后，W/Ce-S的脱硝活性恢复至中毒前水平的97.4%。借助多种表征手段发现，这主要是因为经NH_3热处理后，W/Ce-S催化剂表面沉积的硫酸铵盐和金属硫酸盐物种得到了最大程度的分解，使其表面活性位点和氧化还原能力得以恢复，促进了其催化活性再生。【结论】研究结果为环保型抗硫催化剂的设计提供了理论依据。
2025年05期 v.41;No.202 822-831页 [查看摘要][在线阅读][下载 1680K] [下载次数：0 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：0 ]