董鹤鸣，甄 诚，杜 谦，李 顿，张 宇，冯冬冬，高建民，吴少华

(1.哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院,哈尔滨 150001； 2. 山西大学 环境工程系,太原 030006)

煤衍生碳黑由煤一次热解释放的焦油等前驱体经二次热解形成[1]. 碳黑具有极强的辐射换热能力，可以降低火焰区温度，从而影响燃煤污染物(如NOx)排放[2]；在煤一次热解过程中气化的金属向细颗粒物(PM2.5)的转化也受到碳黑形成的影响[3-4]. 很多研究者发现煤焦油是碳黑的主要前驱物质(二者产率之和在不同实验条件下保持稳定)[5]. 当前,以褐煤为代表的低阶劣质煤越来越广泛地应用到工业生产中. 由于煤阶较低，褐煤或次烟煤挥发分中的含氧物质(H2O、 CO2、 OH等)含量比烟煤高得多，且挥发分脂肪性更高，焦油分子缩合度低，也含有更多的轻质气体. Zeng等[6]在对不同煤热解释放焦油二次反应的研究中发现，低阶煤，甚至含氧量较高的高阶煤的碳黑与焦油生成特性与烟煤相差很大，二者产率之和不再恒定. 除煤阶外，煤中金属也会影响碳黑形成. 在烃类火焰[7]、柴油机[8]和生物质热解[9]的研究中都发现金属可以改变碳黑的生成特性. 但有关煤衍生碳黑形成过程中金属作用的研究很少. Zhang等[10]发现，在煤热解气溶胶(主要为碳黑)中均匀分散着Na、Ca和Fe等金属且有机结合态金属含量很高，说明气化金属会进入煤衍生碳黑粒子内部. Hayashi等[11]进行了原煤与酸洗煤热解实验对比，发现酸洗煤的碳黑生成量大幅高于原煤. 碱金属在煤热解过程中易……