研究燃煤过程中重金属污染物的迁移规律的重要性

煤炭是我国重要的基础能源。富煤、贫油、少气是我国能源资源的基本特点，我国的煤炭资源的远景储量超过了包括煤炭在内的一次能源资源总和的75%。

煤是成分复杂的混合物，在为人类提供能源的同时，也会造成大气的污染。燃煤电站锅炉燃烧主要污染物是烟气。烟气中含有大量的飞灰、硫氧化物、氮氧化物以及二氧化碳。针对烟气中的污染物，电站设置了静电除尘系统和布袋除尘系统、选择还原催化系统、烟气脱硫系统，以防止烟气直接排入大气造成污染[4]。

煤是一种结构组成复杂的固体混合物。其主要元素有C、H、O、N、S；次要元素Al、Si、Fe、Mg、Ca等；以及痕量元素Hg、As、Se、Pb、Cr、Cd、Mn等，这些痕量元素在煤中的一般浓度范围见表1。

在燃烧阶段，煤中痕量元素经过复杂的物理化学变化进行了重新分配。非挥发性元素（如Ba、Sn等），燃烧过程中并不挥发，均一分布在燃烧产生的飞灰和底渣中；挥发冷凝型元素（如As、Pb、Cr、Cd等），燃烧过程中有部分或全部挥发，在进入温度较低的环境后发生均相成核和异相凝结等物理化学变化，大部分该类型元素富集颗粒细小的飞灰中，没有被除尘设备捕获的部分，随着细微颗粒或者呈气态形式进入大气；挥发不冷凝元素（如Hg、Se等），在并不明显的富集于飞灰中，大部分以气态形式排放到大气。

目前，我国大多数燃煤电站都安装的先进的除尘系统（静电除尘系统和布袋除尘系统），大部分的痕量元素可以被静电除尘系统和布袋除尘系统有效捕获，但是对挥发性很强的元素及其化合物的几乎没有捕获能力，这些元素将随烟气直接排放到大气中。由于这类挥发性极强元素的危害大，难控制，严重威胁了人类的健康，因此了解燃煤电站中多种重金属污染物的迁移规律势在必行。