煤炭地下气化“三带”痕量元素析出规律模拟试验研究

王媛媛^1,2，刘洪涛^1,2,3，李金刚^1,2，潘霞^1,2，姚凯^1,2，赵娟^1,2，张尚军⁴，靳志伟⁴

1. 煤基低碳能源国家重点实验室2. 新奥气化采煤有限公司3. 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室4. 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院

摘 要：分别采用燃煤灰、气化灰、热解半焦模拟煤炭地下气化"三带"(氧化带、还原带、干馏干燥带)残留物,分析其浸出液中汞、砷、氟、铬、铅5种痕量元素分布特征,并与原煤进行对比,考察其对地下水可能造成的潜在污染风险。研究结果表明,"三带"残留物及原煤的浸出液中5种痕量元素总含量排列次序为:干馏干燥带>氧化带>还原带>原煤,且各元素浸出量均符合煤炭工业污染物排放标准GB 20426—2006;其中,铅元素浸出量排列次序为:干馏干燥带>原煤>氧化带>还原带,浸出量差别不大且均很小,平均浸出量仅为0.003 0 mg/L;砷元素浸出量排列次序为:氧化带还原带>干馏干燥带>原煤,氧化带残留物浸出量最大,为0.145 0 mg/L,是最小浸出量(原煤)的63倍;氟化物浸出量排列次序为:干馏干燥带>氧化带>还原带原煤,且浸出量远远大于其他重金属元素,平均浸出量是其他重金属元素的476倍;Hg和Cr的浸出量为0。

关键词：煤炭地下气化;痕量元素;析出规律;残留物;