煤气化多环芳烃初步研究(1).pdf

第３５卷第１期２００５年１月东南大学学报（自然科学版）ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｖｏｌ  ３５Ｎｏ  １Ｊａｎ．２００５煤气化多环芳烃初步研究金保升周宏仓仲兆平肖睿黄亚继（东南大学洁净煤发电及燃烧技术教育部重点实验室，南京２１００９６）摘要为了研究煤及其气化产物中多环芳烃的分布特征，在一台小型常压流化床气化炉上进行了以空气和水蒸气为气化剂的煤气化试验．经索氏萃取和Ｋ  Ｄ浓缩后，采用带荧光检测器和二极管矩阵检测器的高效液相色谱仪对原煤、底渣、旋风焦、布袋焦和煤气中被ＵＳＥＰＡ列为优控污染物名单的１６种多环芳烃进行了测定．试验结果表明煤气化前后多环芳烃质量分数和毒性当量质量分数的分布特征相似，但多环芳烃的组成和质量分数不同；煤化程度增加，原煤多环芳烃质量分数和毒性当量质量分数减小，煤气化多环芳烃质量分数先增后减，毒性当量质量分数与煤化程度呈线性关系；部分煤种气化多环芳烃的质量分数高于原煤多环芳烃质量分数，且煤气化多环芳烃的种类分为原煤未分解的多环芳烃、热解合成的多环芳烃、自由基高温缩合生成的多环芳烃．关键词多环芳烃；分布特征；煤气化；流化床中图分类号ＴＫ２２９文献标识码Ａ文章编号１００１－０５０５（２００５）０１  ０１００  ０５ＰｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｓｔｕｄｙｏｎＰＡＨｓｅｍｉｓｓｉｏｎｆｒｏｍｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎＪｉｎＢａｏｓｈｅｎｇＺｈｏｕＨｏｎｇｃａｎｇＺｈｏｎｇＺｈａｏｐｉｎｇＸｉａｏＲｕｉＨｕａｎｇＹａｊｉ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＣｌｅａｎＣｏａｌＰｏｗｅｒＧｅｎｅｒａｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｔｅｎｔｏｆｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃａｒｏｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ（ＰＡＨｓ）ｉｎｒａｗｃｏａｌａｎｄｇａｓｉｆｉｅｄｐｒｏｄｕｃｔｓｄｕｒｉｎｇｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅａｉｒａｎｄｓｔｅａｍｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｗａｓｔｅｓｔｅｄｉｎａｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄｇａｓｉｆｉｅｒ．ＡｆｔｅｒＳｏｘｈｌｅｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄＫｕｄｅｒｎａ  Ｄａｎｉｓｈ（Ｋ  Ｄ）ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆ１６ＰＡＨｓｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄｂｙＵｎｉｔｅｄＳｔａｔｅｓＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＡｇｅｎｃｙ（ＵＳＥＰＡ）ｉｎｒａｗｃｏａｌ，ｓｌａｇ，ｂａｇｈｏｕｓｅｃｏｋｅ，ｃｙｃｌｏｎｅｃｏｋｅａｎｄｆｕｅｌｇａｓ，ｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙａｈｉｇｈｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｌｉｑｕｉｄｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ（ＨＰＬＣ）ｃｏｕｐｌｅｄｗｉｔｈｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅａｎｄｄｉｏｄｅ  ａｒｒａｙｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓｏｆｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｔｏｘｉｃｉｔｙｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｑｕａｎｔｉｔｙ（ＴＥＱ）ｏｆＰＡＨｓｉｎｒａｗｃｏａｌａｒｅｓｉｍｉｌａｒｔｏｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｂｕｔｔｈｉｓｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓａｎｄｃｏｎｔｅｎｔｓａｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔ．ＴｈｅｒｉｓｅｏｆｃｏａｌｒａｎｋｌｅａｄｓｔｏｔｈｅｄｅｃｒｅａｓｅｏｆｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔａｎｄＴＥＱｏｆＰＡＨｓｉｎｒａｗｃｏａｌａｎｄｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆＴＥＱｄｕｒｉｎｇｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆＰＡＨｓｅｍｉｓｓｉｏｎｆｒｏｍｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｃｏａｌｒａｎｋ．ＴｈｅｔｏｔａｌＰＡＨｓｃｏｎｔｅｎｔｓｇｅｎｅｒａｔｅｄｉｎｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｓｏｍｅｓｏｒｔｓｏｆｃｏａｌｓａｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｉｎｒａｗｃｏａｌ．ＴｈｅｔｙｐｅｓｏｆＰＡＨｓｆｏｒｍｅｄｉｎｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎｃｌｕｄｅｕｎｄｅｃｏｍｐｏｓｅｄＰＡＨｓｉｎｒａｗｃｏａｌ，ｐｙｒｏｓｙｓｔｈｅｎｓｉｓＰＡＨｓ，ａｎｄｒａｄｉｃａｌｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎＰＡＨｓａｔｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＰＡＨｓ；ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒ；ｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄ收稿日期２００４  ０８  ３０．基金项目国家重点基础研究发展计划（９７３计划）资助项目（Ｇ１９９９０２２１０５３）、东南大学振兴行动计划资助项目．作者简介金保升（１９６１），男，教授，博士生导师，ｂｓｊｉｎ＠ｓｅｕ．ｅｄｕ．ｃｎ．煤炭气化是高效、洁净利用煤炭的主要途径之一，是整体煤气化联合循环发电（ＩＧＣＣ）和第二代增压流化床联合循环发电（２ＧＰＦＢＣ  ＣＣ）等洁净煤新技术的重要环节［１］．多环芳烃（ＰＡＨｓ）是煤气化过程中产生的主要有机污染物之一，具有强烈的 “ 三致” 作用，会对环境和人类健康构成严重威胁［２］．目前，有关煤气化过程中多环芳烃的研究刚刚起步［３～６］．本文在一台小型流化床气化炉上进行了以空气和水蒸气为气化剂的煤气化试验，测定了原煤及其气化产物中被ＵＳＥＰＡ列为优控污染物名单的１６种多环芳烃（萘、二氢苊、苊、芴、蒽、荧蒽、芘、苯并（ａ）蒽、艹屈苯并（ｂ）荧蒽、苯并（ａ）芘、苯并（ｋ）荧蒽、二苯并（ａ，ｈ）荧蒽、茚并（１，２，３  ｃｄ）芘、菲和苯并（ｇ，ｈ，ｉ）艹北），研究了原煤气化前后多环芳烃的分布特征，揭示了煤气化多环芳烃的产生来源，为煤气化多环芳烃的控制提供了理论依据．１试验１  １物料表１给出了气化试验用煤及其工业分析和元素分析结果，煤的粒度为０  ３～１ｍｍ．表１试验煤样煤质分析煤种产地元素分析／％ｗ（Ｃａｄ）ｗ（Ｈａｄ）ｗ（Ｏａｄ）ｗ（Ｎａｄ）ｗ（Ｓａｄ）Ｑｎｅｔ．ａｒ／（ＭＪｋｇ－１）工业分析／％ｗ（Ａａｄ）ｗ（Ｍａｄ）ｗ（Ｖａｄ）ｗ（ＦＣ）优质烟煤徐州７０  ４０４  ５４７  ８６１  ２４０  ６３２８  ９１１２  ６２２  ７２３０  ５７５４  ０９烟煤徐州６０  ３６３  ７２７  ２４０  ９２０  ４４２４  ２７２２  ９０４  ４２２５  ２４４７  ４４无烟煤阳泉６８  ２２２  ６４２  ７７０  ９２０  ９３２６  ２４２０  ８５３  ６７７  ９７６７  ５１１  ２试验装置与样品采集煤气化试验装置见文献［７］．试验时，称取一定量的床料加入料斗中，开启罗茨风机和引风机，调节流化风量大于最小流化风量，调节引风机挡板使床内悬浮区压力为微负压；开启螺旋加料器，将床料加入床内；用电子火花发生器点燃启动燃烧室．燃烧室烟气通入流化床夹套来加热床料．当床层温度升至约５００℃左右，开始加入试验用煤，煤在床内着火燃烧使床层温度急剧上升，控制给煤量和风量使床层温度稳定在９００℃左右．燃烧工况稳定３０ｍｉｎ后，增加给煤量，打开进汽阀通入蒸汽，使燃烧工况过渡到气化工况．气化稳定１ｈ后即可采集试验数据和气固样品．多环芳烃样品取自原煤、底渣、旋风焦、布袋焦和煤气．煤气中多环芳烃的取样装置见文献［８］．１  ３样品分析采集的多环芳烃样品在索氏提取器（６０～６５ ℃水浴）中以大于４次／ｈ的速率用二氯甲烷回流提取８ｈ后，用Ｋ  Ｄ浓缩仪和氮气吹脱浓缩至１ｍＬ，然后经硅胶层析柱纯化后，再用Ｋ  Ｄ浓缩仪和氮气吹脱浓缩至近干，用甲醇定容至２ｍＬ备用．整个操作尽量避光进行．预处理好的样品用高效液相色谱法分析，分析条件为色谱柱ＷａｔｅｒｓＰＡＨｓＣ１８柱，柱温２７℃，二极管矩阵检测器（ λ＝２５４ｎｍ）和荧光检测器（ λ ｅｘ＝２２４ｎｍ， λｅｍ＝３３０ｎｍ）同时检测，进样量１ μ Ｌ，流速１  ２ｍＬ／ｍｉｎ，乙腈和水梯度洗脱．洗脱程序如下 ①用体积比为６０∶ ４０的乙腈和水洗脱１２ｍｉｎ；② 接着用纯乙腈洗脱１１ｍｉｎ； ③再用体积比为６０∶ ４０的乙腈和水洗脱７ｍｉｎ．１  ４毒性当量不同的多环芳烃对环境和人体健康的毒害程度不同，为了评价煤气化多环芳烃排放的危害程度，本文引入毒性当量（ＴＥＱ）的概念．多环芳烃毒性当量的定义和计算公式参见文献［９］．２煤气化多环芳烃的生成机理作者认为，煤气化多环芳烃可以通过３种途径生成① 原煤本身含有微量的多环芳烃，在部分气化条件下，势必有残留的多环芳烃伴随煤气和半焦排出．② 煤在气化条件下具有形成多环芳烃的化学结构，煤结构的主要成分被认为是由单键、双键和三键连接而成的芳香族和非芳香族组成的大分子三维网状结构．在加热情况下，煤结构将经历重要的物理和化学变化，巨分子的网状结构分解成一些带环的和不带环的小分子物质，这部分小分子物质进一步经过环化反应形成多环芳香族化合物，存在于气相和固相之中．例如，高分子碳氢化合物经过热解反应生成Ｃ１０Ｈ２２，Ｃ１０Ｈ２２在高温下再经脱氢和脱烷基作用形成苯乙烯，最后苯乙烯聚合生成多环芳烃，如图１所示［１０，１１］．③ 煤在气化条件下会分解成许多低分子量的烷烃、烯烃和炔烃，这些碳氢化合物在高温下会分解成为自由基团，自由基团进一步通过脱氢和重组生成低级芳香环，从而聚合成多环芳烃，生成的多环芳烃相互间还可以进行转化．例如，乙烷和乙烯这些低分子量的碳氢化合物在高温下会聚合成多环芳烃．温度超过５００℃，ＣＨ键和ＣＣ键分解成为自由基团，这些自由基团在高温下通过脱氢和重组生成低级芳香环，进一步聚合成多环芳烃，如图２所示［１０～１２］．１０１第１期金保升，等煤气化多环芳烃初步研究图１煤气化热解合成多环芳烃图２煤气化自由基缩合生成多环芳烃３结果与讨论３  １煤气化前后多环芳烃的分布特性表２给出了不同原煤气化前后多环芳烃的质量分数分布．从表中可以看出，３种原煤中除苊之外，其余１５种多环芳烃均被检测到，其中以菲、荧蒽、和苯并（ａ）蒽为主；另外，菲的质量分数比蒽高，艹屈质量分数比苯并（ａ）蒽高，这表明“ 有角度” 结构的多环芳烃比“ 直线型” 结构的多环芳烃在煤中的质量分数高．从环数的角度来看，３环、４环和５环多环芳烃在原煤中的质量分数较高，其和占原煤多环芳烃总量的９０％以上．值得一提的是，４环多环芳烃质量分数最高，分别占３种原煤多环芳烃总量的７１  ２０％、６５  ８４％和７０  ４７％．萘在原煤中的分布差别很大，这可能是由于萘具有低沸点和高蒸汽压的特点，容易在原煤开采、储存和运输过程中析出，导致误差．从表２还可以看出，原煤气化后质量分数超过１０％的多环芳烃有二氢苊、荧蒽和芘，气化后多环芳烃仍然以３环、４环和５环多环芳烃为主，但它们的分布与原煤相比，３环多环芳烃明显增加，特别是二氢苊．同时在原煤中没有检出的６环多环芳烃在气化后均被检出．试验表明，煤气化前后多环芳烃的分布轮廓特征存在相同之处，说明煤气化多环芳烃一部分可能来自于原煤中未分解的多环芳烃；但煤气化前后多环芳烃的组成和质量分数有所不同，气化后低环多环芳烃数量的增加和高环多环芳烃的出现表明煤气化多环芳烃还会通过其他途径生成．作者认为，在煤气化过程中，煤中大分子网状三维结构在加热情况下容易发生开环反应，形成一些带环和不带环的小分子物质，其中一部分物质会进一步通过环化反应直接生成多环芳烃；这些小分子物质中不乏大量的烷烃、烯烃和炔烃，它们容易通过自由基反应首先生成苯环，再进一步缩合成多环芳烃．以菲为例，从图２（ｄ）中可以看出，菲可以向萘、芴和荧蒽转化，而表３中无烟煤的气化结果刚好验证了这一点．表２不同原煤气化前后多环芳烃的质量分数分布％ＰＡＨｓ烟煤优质烟煤无烟煤前后前后前后萘０  ００３  ０３１１  ０１３  ８５０  ００３  ４４二氢苊０  ５０３０  ５３０  ６９１５  ２５０  ００３１  １２苊０  ００３  ７７０  ００２  ８３０  ００１  ５６芴０  ００２  ８８１  ５９１  ５９０  ０００  ３０菲６  １８８  ９８１０  ０１１０  ０２１６  ９３４  ４７蒽１  １４５  ３５２  １１５  ６４３  ９９２  ５７荧蒽２２  ３９１０  ９１２５  ０５１５  ３４０  ００１０  ８７芘４  ３４１７  ７３４  ４７１９  ５７５  ６１１２  １０艹屈２７  ７７５  ６８２６  ４１８  ６４４４  ９６８  ５８苯并（ａ）蒽１９  ７５１  ４０６  ８３２  ２８２３  ５０２  ２９苯并（ｂ）荧蒽５  １７１  ６１３  ８２３  ０９０  ００３  ９８苯并（ｋ）荧蒽１１  ０７０  ７９０  ００１  ０９０  ００３  ３９苯并（ａ）芘２  １７３  １８２  ２９５  ８５０  ００７  ４２二苯（ａ，ｈ）蒽０  ００２  ６６０  ００３  ０５０  ００５  ７０茚并（１，２，３  ｃｄ）芘０  ００１  １１０  ０００  ７４０  ００１  ６５苯并（ｇ，ｈ，ｉ）艹北０  ０００  ３９０  ００１  １７０  ０００  ５５２环０  ００３  ０３９  ３３３  ８５０  ００３  ４４３环１０  ５９５１  ５１１８  ７１３５  ３４２９  ５３４０  ０３４环７１  ２０３５  ７２６５  ８４４５  ８３７０  ４７３３  ８４５环１８  ２１８  ２４６  １２１３  ０８０  ００２０  ４９６环０  ００１  ５００  ００１  ９１０  ００２  ２０３种原煤中多环芳烃毒性当量质量分数主要分布在艹屈、苯并（ａ）蒽、苯并（ｂ）荧蒽、苯并（ｋ）荧蒽和苯并（ａ）芘上，尤其是苯并（ａ）芘；４环和５环多环芳烃毒性当量质量分数之和均占多环芳烃毒性当量质量分数总和的９５％以上（见表３）．表３同时表明，煤气化后多环芳烃毒性当量质量分数的分布更广，但仍集中在个别多环芳烃上，如苯并（ａ）芘和二苯（ａ，ｈ）蒽；４环和５环多环芳烃的毒性当量质量分数之和仍占多环芳烃毒性当量质量分数总和的９７％．另外，煤气化前后，苯并（ａ）芘的毒性当量质量分数约占多环芳烃毒性当量质量分数总和的一半．上述现象的出现是由于不同多环芳烃的毒性当量因子之间存在差异，最大和最小毒性当量因子相差近千倍，因此，虽然一部分多环芳烃的质２０１东南大学学报（自然科学版）第３５卷量分数较小，但是它们的毒性当量质量分数却很高，例如苯并（ａ）芘．上述现象进一步说明煤气化多环芳烃一部分来自煤炭中原有的多环芳烃，另一部分通过煤炭气化过程中热解合成或自由基高温缩合生成．表３不同原煤气化前后多环芳烃的ＴＥＱ质量分数分布％ＰＡＨｓ烟煤优质烟煤无烟煤前后前后前后萘０  ０００  ０４０  ２４０  ０４０  ０００  ０２二氢苊０  ０１０  ４７０  ０１０  １５０  ０００  ２２苊０  ０００  ０５０  ０００  ０３０  ０００  ０１芴０  ０００  ０４０  ０３０  ０１０  ０００  ００菲０  １５０  １４０  ３４０  １０１  ２４０  ０３蒽０  ３４０  ７８０  ８９０  ５６３  ６００  １７荧蒽０  ４２０  １６０  ６８０  １５０  ０００  ０８芘０  １００  ２６０  １４０  ２００  ３８０  ０８艹屈５  ５６０  ８７７  ６２０  ９０２７  ７００  ６１苯并（ａ）蒽１８  ３２２  １９９  １３２  ３２６７  ０７１  ６０苯并（ｂ）荧蒽７  ７９２  ４７８  ２９３  １３０  ００２  ７７苯并（ｋ）荧蒽１９  ５１１  ２１０  ００１  １１０  ００２  ３５苯并（ａ）芘４７  ８２４８  ７８７２  ６２５９  ３９０  ００５１  ３９二苯（ａ，ｈ）蒽０  ００４０  ７９０  ００３１  ０３０  ００３９  ４８茚并（１，２，３－ｃｄ）芘０  ００１  ７００  ０００  ７４０  ００１  １４苯并（ｇ，ｈ，ｉ）艹北０  ０００  ０５０  ０００  １２０  ０００  ０４２环０  ０００  ０４０  ２４０  ０４０  ０００  ０２３环０  ４９１  ４８１  ２８０  ８６４  ８４０  ４３４环２４  ３９３  ４８１７  ５７３  ５８９５  １６２  ３７５环７５  １２９３  ２４８０  ９１９４  ６６０  ００９５  ９９６环０  ００１  ７５０  ０００  ８６０  ００１  １８３  ２煤气化前后多环芳烃质量分数的比较在本文试验条件下，随着煤化程度的升高，原煤多环芳烃质量分数在减小，而煤气化多环芳烃的质量分数却先增后减（见图３）．原煤多环芳烃质量分数之所以随着煤化程度的升高而降低，是由于复杂的煤变质作用的结果．在煤化作用早期阶段（成岩作用阶段），开环反应和芳构化作用对芳烃化合物的质量分数产生重要影响，随着煤化作用的继续深化，侧链和官能团逐渐减少，芳构化和缩合程度逐渐增加，使煤中的芳烃质量分数增加；但随煤化程度的进一步加深，煤化过程的主要地球化学反应由芳构化作用转变为环缩合作用，使得煤中的碳原子平面网排列越来越紧密、整齐，此时，从原煤中能够通过溶剂萃取而分离出的多环芳烃已经逐渐减少．煤气化多环芳烃的变化之所以表现出先增后减的规律，可能与煤炭自身的化学结构和性质、煤气化的操作条件以及气化装置自身的特性有关，具体的原因有待进一步研究．图３中Ｒ１为煤气化前后多环芳烃的质量分数之比，可以看出，部分煤种气化后多环芳烃的质量分数明显高于原煤，其中阳泉无烟煤气化前后多环芳烃的质量分数比值约为７．这也说明煤气化多环芳烃的生成一方面来源于原煤自身所含有多环芳烃的挥发，另一方面还会在煤气化过程中通过热解合成或自由基高温缩合生成，且后面２种途径是煤气化多环芳烃排放的主要来源；同时原煤多环芳烃也会在煤气化过程中进行氧化分解（从徐州烟煤气化前后多环芳烃的质量分数比值小于１可以看出）．图３煤气化前后多环芳烃质量分数的比较图４给出了煤气化前后多环芳烃毒性当量质量分数的比较．在本试验条件下，随着煤化程度的升高，原煤多环芳烃的毒性当量质量分数降低，煤气化多环芳烃的毒性当量质量分数增加，且气化前烟煤多环芳烃毒性当量质量分数明显高于无烟煤，气化后却恰恰相反．图４中Ｒ２为煤气化前后多环芳烃的毒性当量质量分数之比，可以看出，煤气化前后多环芳烃毒性当量质量分数比值明显大于多环芳烃质量分数比值，最高约为５５．这表明煤气化后有大量具有高毒性当量因子的多环芳烃生成，并且随煤化程度的升高，生成得越多．这可以解释为，煤化程度越高的煤其芳香化程度越高，在气化时大分子的芳香物质热分解合成小分子的多环芳烃，其中含有大量５环和６环多环芳烃，导致气化后多环芳烃毒性当量质量分数快速升高．从这一点来说，煤温和气化多环芳烃的生成主要来自于大分子芳香物质的热分解合成．图４煤气化前后多环芳烃毒性当量质量分数的比较４结论１）煤气化前后多环芳烃质量分数和毒性当量质量分数的分布特征相似，但多环芳烃的组成和质３０１第１期金保升，等煤气化多环芳烃初步研究量分数不同．２）在试验条件下，煤化程度增加，原煤中多环芳烃质量分数和毒性当量质量分数减小；煤气化多环芳烃质量分数先增后减，毒性当量质量分数却一直在上升．３）部分煤种气化后多环芳烃的质量分数高于原煤多环芳烃质量分数，它们的生成来自于３种不同的途径原煤未分解的多环芳烃、热解合成的多环芳烃、自由基高温缩合生成的多环芳烃．参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）［１］ＯｃａｍｐｏａＡ，ＡｒｅｎａｓｂＥ，ＣｈｅｊｎｅａＦ，ｅｔａｌ．Ａｎｅｘｐｅｒｉ  ｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｎｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＣｏｌｏｍｂｉａｎｃｏａｌｉｎｆｌｕｉｄ  ｉｓｅｄｂｅｄ［Ｊ］．Ｆｕｅｌ，２００３，８２（２）１６１１６４．［２］金保升，周宏仓，仲兆平，等．三种不同中国煤中多环芳烃的分布特征研究［Ｊ］．锅炉技术，２００１，３５（１）１４．ＪｉｎＢａｏｓｈｅｎｇ，ＺｈｏｕＨｏｎｇｃａｎｇ，ＺｈｏｎｇＺｈａｏｐｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｓｔｕｄｙｏｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃａｒｏｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｃａｒ  ｂｏｎｓｉｎｔｈｒｅｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒａｗｃｏａｌｓｉｎＣｈｉｎａ［Ｊ］．ＢｏｉｌｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００１，３５（１）１４．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［３］ＫｕｒｋｅｌａＥ，ＳｔａｈｌｂｅｒｇＰ．Ａｉｒｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｐｅａｒ，ｗｏｏｄａｎｄｂｒｏｗｎｃｏａｌｉｎａｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄｆｌｕｉｄｉｚｅｄ  ｂｅｄｒｅａｃｔｏｒ． Ⅰ．Ｃａｒｂｏｎｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，ｇａｓｙｉｅｌｄｓａｎｄｔａｒｆｏｒｍａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＦｕｅｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９２，３１（１）１２１．［４］ＮａｄｅｒＰａｄｂａｎ，ＩｎｇｅｍａｒＯｄｅｎｂｒａｎｄ．Ｐｏｌｙｎｕｃｌｅａｒａｒｏｍａｔ  ｉｃｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓｉｎｆｌｙａｓｈｆｒｏｍｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｆｕｅｌｂｌｅｎｄｓａｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎｔｒｉｂｕ  ｔｉｏｎｏｆｔｅｘｔｉｌｅｔｏＰＡＨｓ［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ＆Ｆｕｅｌ，１９９９，１３（５）１０６７１０７３．［５］ＪｏｎｇＷ，ＵｎａｌＯ，ＡｎｄｒｉｅｓＪ，ｅｔａｌ．Ｂｉｏｍａｓｓａｎｄｆｏｓｓｉｌｆｕｅｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｂｙｐｒｅｓｓｕｒｉｓｅｄｆｌｕｉｄｉｓｅｄｂｅｄｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｈｏｔｇａｓｃｅｒａｍｉｃｆｉｌｔｅｒｓａｓｇａｓｃｌｅａｎｉｎｇ［Ｊ］．Ｂｉｏ  ｍａｓｓ＆Ｂｉｏｅｎｅｒｇｙ，２００３，２５（１）５９８３．［６］ＪｏｎｇＷ，ＵｎａｌＯ，ＡｎｄｒｉｅｓＪ，ｅｔａｌ．Ｔｈｅｒｍｏｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆｂｒｏｗｎｃｏａｌａｎｄｂｉｏｍａｓｓｉｎａｐｒｅｓｓｕｒｉｚｅｄｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄｇａｓｉｆｉｅｒｗｉｔｈｈｏｔｇａｓｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｕｓｉｎｇｃｅｒａｍ  ｉｃｃｈａｎｎｅｌｆｉｌｔｅｒｓｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｇａｓｉｆｉｅｒｍｏｄｅｌｌｉｎｇ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＥｎｅｒｇｙ，２００３，７４（３，４）４２５４３７．［７］周宏仓，金保升，仲兆平，等．流化床部分煤气化实验研究［Ｊ］．热能动力工程，２００４，１９（３）２５２２５５．ＺｈｏｕＨｏｎｇｃａｎｇ，ＪｉｎＢａｏｓｈｅｎｇ，ＺｈｏｎｇＺｈａｏｐｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄｙｏｆｃｏａｌｐａｒｔｉａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｉｎａｆｌｕｉｄ  ｉｚｅｄｂｅｄ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｆｏｒＴｈｅｒｍａｌＥｎｅｒ  ｇｙ＆Ｐｏｗｅｒ，２００４，１９（３）２５２２５５．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［８］周宏仓，金保升，仲兆平，等．管道喷射活性炭脱除焚烧炉烟气中的多环芳烃［Ｊ］．中国环境科学，２００４，２４（２）２５２２５６．ＺｈｏｕＨｏｎｇｃａｎｇ，ＪｉｎＢａｏｓｈｅｎｇ，ＺｈｏｎｇＺｈａｏｐｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｒｅｍｏｖａｌｏｆｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃａｒｏｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓｉｎｆｌｕｅｇａｓｆｒｏｍｉｎｃｉｎｅｒａｔｏｒｗｉｔｈｉｎ  ｄｕｃｔａｃｔｉｖａｔｅｄｃａｒｂｏｎｉｎｊｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅ，２００４，２４（２）２５２２５６．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［９］周宏仓，金保升，仲兆平，等．燃煤流化床多环芳烃的研究现状［Ｊ］．锅炉技术，２００３，３４（５）２２２６．ＺｈｏｕＨｏｎｇｃａｎｇ，ＪｉｎＢａｏｓｈｅｎｇ，ＺｈｏｎｇＺｈａｏｐｉｎｇ，ｅｔａｌ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｐｏｌｙｃｙｃｌｉｃａｒｏｍａｔｉｃｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓｉｎｃｏａｌ  ｆｉｒｅｄｆｌｕｉｄｉｚｅｄｂｅｄ［Ｊ］．ＢｏｉｌｅｒＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００３，３４（５）２２２６．（ｉｎＣｈｉｎｅｓｅ）［１０］ＫｏｒｅｎａｇａＴ，ＬｉｕＸｉａｏｘｉｎｇ，ＨｕａｎｇＺｕｙｕｎ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕ  ｅｎｃｅｏｆｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｏｎｐｏｌｙｃｙｌｉｃａｒｏｍａｔｉｃｈｙｄｒｏ  ｃａｒｂｏｎｓｅｍｉｓｓｉｏｎｄｕｒｉｎｇｒｉｃｅｓｔｒａｗｂｕｒｉｎｇ［Ｊ］．Ｃｈｅｍ  ｏ