近日，我校水恒福教授團隊在煤基固廢—煤矸石利用領域取得新進展，相關成果發表在化學反應工程、環境化學工程和材料合成與加工領域一區TOP期刊《Chemical Engineering Journal》（IF: 13.3）。我校為論文第一單位，化學與化工學院碩士研究生吳亞森為第一作者，顏井沖副教授為通訊作者。研究工作得到了國家自然科學基金、安徽省自然科學基金優青項目和安徽省高校優青項目的支持。

煤炭在我國能源體系中具有不可替代的地位，煤矸石是煤炭開采和洗選過程中產生的主要固體廢棄物，目前已累積數十億噸，亟需減量化處理和資源化利用。煤矸石發電或供熱是其主要利用方式之一，然而煤矸石單獨燃燒面臨系列技術難題。城市污泥是我國大宗有機固廢，其中含有諸多有害物質，焚燒可有效實現污泥減量化處置，其中高含量硫和氮易導致二次污染問題。

（城市污泥與煤矸石中硫和氮的賦存形態）

（城市污泥與矸石摻燒過程NO和SO2的原位減排）

（城市污泥與矸石摻燒過程NO和SO2原位減排的作用機制）

（城市污泥與煤矸石摻燒灰渣中硫和鈣的分布）

基于城市污泥與煤矸石在結構與組成方面的差異，團隊開展了兩固廢摻燒試驗研究，對燃燒過程中氮氧化物（NOx）與二氧化硫（SO2）進行連續在線監測，考察了摻燒工藝對氣體污染物釋放規律影響，并結合燃燒煙氣組成、礦物質及灰渣成分和熱力學分析等手段對氣體污染物釋放規律進行了分析，闡明了摻燒過程中兩氣體釋放的動力學特征及原位減排作用機制。結果發現，城市污泥與矸石摻燒可有效顯著減少NOx和SO2的釋放。摻燒過程中揮發性氮和焦炭氮的釋放分別服從三維擴散及收縮核模型，貧氧氣氛的形成以及強化的均相和非均相還原反應均有助于減少NOx的釋放。SO2的釋放服從三維擴散模型，灰渣中的含鈣組分有利于原位固硫。以上研究結果為工業鍋爐處置多元含碳固廢及污染物控制提供了理論依據和技術參考。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.154025

（撰稿：顏井沖 審核：韓新亞 張苒 黃敏）