在煤中含量低于100μg/g的元素称为痕量元素，煤燃烧过程中痕量元素排放特性的研究已成为燃烧污染控制领域的一个热点和前沿课题。痕量元素及其化合物会污染包括大气、水体以及土壤在内的环境，一些痕量重金属元素不会被生物降解，易在人类及动植物体内富集，进而危害人类及动植物的健康。特别是一些易挥发的痕量元素或其化合物，它们不能被常规的除尘装置（如电除尘器，布袋除尘器等）有效捕获，无控制地大量排入大气，成为环境污染的一个重要来源。所以对痕量元素的研究意义非常重大。 目前，循环流化床O2/CO2燃烧的研究仍处于起步阶段。O2/CO2燃烧方式下，煤在循环流化床高浓度CO2气氛下，许多相关的燃烧及污染控制基础问题面临着新的挑战，其中也包括痕量元素在燃烧过程中的变化行为。国内外通常根据各元素热力学性质的不同，把痕量元素分为3类：（1）低挥发性元素，如Cr、Zn和Ni等；（2）中等挥发性元素，如Pb、Sb和Cd等；（3）高挥发性元素，如Hg、As和Se等，故本文在研究中对三类元素中的典型元素均进行了分析。 本文利用水平管式炉实验装置，对徐州烟煤进行了煤燃烧实验，通过改变燃烧温度、燃烧气氛中O2/CO2配比以及CO2浓度，研究了温度及气氛对痕量元素迁移特性的影响。利用ICP-MS对不同气氛及温度下燃煤底灰中痕量元素的含量进行检测，并结合各燃烧底灰的扫描电镜和X射线能谱分析图对其分析。结果表明，在750℃～950℃范嗣内，试验测定的除As外所有痕量元素均在底灰中富集，As在燃烧过程中的挥发率达到了70％左右；温度对煤燃烧过程中痕量元素的迁移和分布特性有较大影响；无论在何种燃烧气氛下，随着温度的升高，Pb、Cd、As等痕量元素在底灰中的含量降低，而Mn、Ni、Cr在底灰中的含量相对比较稳定；在O2／CO2气氛下，各痕量元素随温度的变化趋势并未受到影响，但整体上O2/CO2气氛下的相对富集系数要大于空气气氛下的，而且随着温度的升高，O2／CO2气氛和空气气氛下的相对富集系数越来越接近，说明达到一定温度后，燃烧气氛对痕量元素迁移的影响减弱；与常规燃烧方式相比，O2含量的升高并没有改变As、Cr、Pb、Ni等痕量元素的富集程度在底灰随温度升高而降低的规律；随着燃烧气氛中氧浓度的升高，Cr、Ni在底灰中的含量减少，而As、Pb在底灰中的含量增加；随着温度升高，底灰中各元素间含量差距开始变小，说明高温下，燃烧气氛对痕量元素在底灰中的分布影响减弱；相同O2含量下，燃烧气氛中CO2浓度越大，As、Cr、Pb、Ni在底灰中含量越高。 为更好地了解O2/CO2燃烧气氛下脱硫剂对痕量元素分布特性影响，在管式炉上进行了石灰石和煤混烧实验。在添加脱硫剂的工况中，As、Pb、Cr、Ni等痕量元素在底灰中的含量均明显高于未添加脱硫剂的工况，而且同样添加了脱硫剂的工况中，在O2/CO2气氛下的含量也要高于O2/N2气氛下的含量；在三类不同元素中，As、Pb在底灰中的含量有较明显的升高，说明添加脱硫剂对其影响较大。而底灰中Ni的含量略有升高，说明脱硫剂对Ni的影响不大。说明作为脱硫剂的石灰石仅对部分痕量元素有一定的脱除能力。 本文还在水平管式炉实验装置上对徐州烟煤在CO2气氛下热解过程中痕量元素的分布特性进行了研究，重点研究了痕量元素Cr、Ni、Pb、Cd、As的分布特性。研究表明，随着热解温度的升高，各元素在热解残留煤焦中的含量有不同程度的升高；随着热解温度的升高，各元素在煤焦中的含量的变化幅度各不一样。Cr、Ni含量的变化幅度最大，Pb、Cd居中，As最小，在一定程度上反映了热解过程中痕量元素挥发量较少，各元素在煤焦中的富集主要因为煤中其他不稳定成份的析出。