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安徽理工大学本科毕业设计（论文）开题报告 姓 名 钱宁波 专业班级 制药工程08-1 指导教师 陈明功，丰芸 一、课题的名称、来源 1.课题名称 煤中不同赋存形态的铁元素逐级化学法提取研究 2.课题来源 √√√√√√√√√√√生产 √√科研 √√ √√√√√√√√√√√ √√ √√ √√ 二、研究意义、研究现状、研究内容、拟采用的研究思路与方法(可附页) 1.1研究背景 世界各国能源结构取决于资源、经济、科技发展等综合因素。煤炭是一种可靠、廉价、可以洁净利用的能源。我国“贫油少气多煤”的能源结构决定了我国在未来一定时间内大力发展煤化工产业——洁净煤气化技术因其高效、稳定、环境友好等特点在煤化工领域占有重要一席之地。然而，我国煤气化技术的应用还存在诸多的技术瓶颈，如何改善煤气化技术，优化能源结构已势在必行。 下面着重介绍煤中其他元素赋存形态的背景 气流床气化工艺在国内有着丰富的应用经验。煤灰熔融特性是动力用煤和气化用煤的重要指标。灰熔融特性关系着炉膛出口烟温和排渣方式的选择及燃煤结渣特性的判断[1]；影响煤灰熔融特性的因素很多[2-5]煤灰熔融性的大小与炉膛内结渣情况有密切关系，并且对用煤设备的燃烧方式及排渣方式的选取影响重大。众所周知，煤灰的主要成分[6-13]为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO。而铁元素是影响煤灰熔融性最重要的元素之一。其次，煤中铁元素对锅炉结渣的恶化也有非常重要的影响，原因主要是煤矿物形成铁，钙三相中低温共融区产物。此外煤的热解特性和燃烧特性也与铁有关。最后，煤的各种特性还与煤中铁的赋存状态有关[14]，它们对各种煤和灰因状态不同而发挥的作用以及对环境的影响也不同。 目前，利用逐级化学提取法对煤中有害元素，例如As、Hg、F等的研究较为充分，而对煤中各种赋存状态的铁元素的提取研究却鲜见报道。铁元素的不同赋存状态对煤灰的熔融特性、流温特性、粘度特性和结渣性都有很大的影响，因此煤中各种赋存形态的铁元素的提取研究对丰富煤气化技术理论知识、指导气化装置安全稳定运行有着一定的理论和指导意义。 1.2课题研究目的及意义 （1）研究煤中铁元素的不同赋存形态及其含量测试。 （2）加深对逐级化学提取的认识。 （3）利用所学知识考察对气化炉的影响。 1.3国内外研究现状 1.3.1逐级化学提取法的应用 常辉[15]应用逐级化学提取法，对国际原子能机构气溶胶，室内室外气溶胶飞灰中元素的组成和种态进行分析。实验数据表明，气溶胶中不同元素在各种态中的分布式有差异的，地壳来源元素中，Sc,Al,Fe和Ti主要分布在不容物态中，稀土元素主要分布在氧化物态和不容物态中。不容物降到地面不易迁移和转化，对环境的影响很小。氧化物态较活泼，在空气中可以发生反应。 张凡[16]利用逐级化学提取法，分析了锅炉底灰、锅炉飞灰、脱硫塔底灰和除尘器灰中水溶态、酸溶态、过氧化氢溶态及王水溶残渣态汞的含量，研究了不同形态汞含量的变化规律．结果表明，锅炉底灰、锅炉飞灰、脱硫塔底灰和除尘器灰中埘(总汞)分别为0．23，0．36，0．46和1．22 mg／kg。且随着脱硫除尘时间的延长埘(总汞)呈增加的趋势，其中，以氯化物、硝酸盐和硫酸盐存在的水溶态汞变化明显，除尘器灰中埘(水溶态汞)高达0．72 mg／kg．分析认为，于法烟气脱硫灰吸附的大部分汞蒸气转化为可溶性的氯化物、 硝酸盐和硫酸盐等，另外还有少量汞以单质状态存在． 徐丽荣[17]通过逐级化学提取法对岩石中氟元素的化学活动性进行了研究，结果表明，不同时代、不同类型地层中氟的化学活动性具有很大的差异，其中碳酸盐岩中氟均具有很强的化学活动性 。不同时代的石煤中氟的化学活动性具有较大差异．下志留统大贵坪组石煤中氟的可淋失比例(平均为47．39％)一般高于下寒武统石煤中氟的可淋失比例(平均为29．43％)。 丁成[18] 过采取逐级提取法对某污水灌溉湿地土壤中的铬的赋存形态以及其上生长的主要植物芦苇的不同组织部位中的总铬进行了分析测定并研究其生物有效性，结果表明与对照点相比污灌土壤中铬质量分数明显升高而受到不同程度的污染其赋存形态质量分数由高到低顺序为残渣态(RES-)→铁锰态((OFeMn-))→碳酸态(CARB-)→有机态(OM-)和交换态(EX-)之和芦苇不同组织部位中铬分布研究表明根部质量分数远大于茎和叶，说明根系吸收为主要作用，相关系数表明植物中的生物富集量与各种赋存形态都有一定的线性关系 袁霄梅[19]通过逐级化学提取方法对赤泥中各形态的氟进行了提取，并对不同形态氟的迁移规律进行了研究。结果显示。从赤泥中可提取出,水溶态氟、可交换态氟、铁锰结合态氟、有机束缚态氟及残余态氟，其中残余态氟所占的比例最大。含量在60％。90％之间，然后依次是水溶态氟、可交换态氟、铁锰结合