洁净型煤推广应用前景探析

吕志超　张淑玲

摘要洁净型煤的推广使用是有效控制煤烟型污染的一种重要手段，采用在原煤中添加化学药剂，重新加工成型的办法，达到降尘、固硫、节能的目的。通过推广使用洁净型煤，有效地降低二氧化硫、烟尘的产生量和排放量，减少对城市大气环境的污染，达到煤的热量高效、清洁利用。

关键词洁净型煤；特点；技术原理；技术指标；前景展望

中图分类号TQ534.2文献标识码A文章编号 1007-5739（2009）01-0256-01

我国煤炭的消耗占一次能源总量的75%左右，成为世界第一燃煤国，我国以煤炭为主的能源结构还将长期存在，这也决定了煤烟型污染的长期性和严重性。大量的煤炭燃烧成为大气主要污染源，烟尘和二氧化硫的排放量分别占73%和90%。特别是二氧化硫的危害更为严重，使一部分地区出现了酸雨。因此，推广洁净型煤技术，改变直接燃烧原煤的方式，是控制燃煤产生的烟尘、二氧化硫，减少污染物排放量的一种重要方式。

1洁净型煤特点

洁净型煤是指煤炭在开发和利用过程中旨在减少污染、提高热值利用效率的一种经过加工的洁净产品，是所有清洁能源中最普通的一种。随着型煤技术日趋走向成熟，洁净型煤广泛应用于工业锅炉、工业窑炉、造气、供暖、做饭、野炊、烘烤等多个方面。型煤按其用途可分为工业型煤和民用型煤，按其形状可分煤棒、煤砖、球煤、蜂窝煤等，按工艺性质可分冷压型煤、热压型煤，按添加剂可分黏土型煤、石灰碳化煤等。对于型煤的工艺要求，除需有合格的水分、灰分、挥发分、固定碳、含硫量、发热量等外，还应有足够的冷强度、机械强度和热稳定性。因此，洁净型煤具有发热值高、燃烧充分、无污染的特点，深受消费者青睐，市场前景看好。

2洁净型煤技术机理

煤在炉具中燃烧，被利用的有效热量（Q1）等于煤所含热量（Qnet）与一切热损失总和（ΣQ2）之差，即：

Q1=Qnet-ΣQ2

而热效率（η）为有效利用热量与煤的低位发热量的百分比，即：

η=■×100%

当煤的发热量一定时，有效利用的热量越多热效率越高。洁净型煤技术正是针对可能产生的热损失，通过加入促进燃烧的添加剂、增大型煤与空气的接触面积、改变燃烧方式等方法减少机械不完全燃烧热损失、化学不完全燃烧热损失、排烟热损失等来提高热效率。

2.1固硫技术机理

型煤在粉煤成型过程中，加入适量的固硫剂，使煤燃烧所产生的SO2与固硫剂反应生成硫酸盐而存留于炉渣中，以减少向大气排放SO2。通常所用的固硫剂为CaCO3、CaO、Ca（OH）2等，可表示如下：

CaCO3 →CaO+CO2

Ca（OH）2→CaO+H2O

2SO2+O2+2CaO→2CaSO4

因为煤在燃烧过程中有C和CO的存在，使CaSO4在800℃时就开始分解，但由于分解产物CaS是耐高温的，故型煤仍有很高的固硫率。当温度上升至1 100℃，CaSO4就会分解产生SO2气体，即：

2CaSO4+2C+O22CaO+2SO4↑+2CO2↑

试验表明，固硫剂比表面是影响SO2吸收的主要因素，吸附比表面越大，吸收反应速度越快，二者呈线性关系。为解决这一问题，在型煤加工过程中，将固硫剂富集于型煤的表面，使型煤表面的Ca/S增大，型煤的表面在燃烧时所溢出的SO2又被富集于表面的CaO捕获，同时型煤表面C和CO气量相对较少，形成局部氧化气氛，降低CaSO4的分解，提高固硫效率。另外，可以加入Fe2O3、SiO2添加剂，既能起到催化作用，又能在高温下形成稳定物相，提高固硫效率。

2.2消烟除尘原理

散煤由于粒度不均，甚至有一定的煤粉，在一般情况下空气受煤层厚度、粒度的影响，不能均匀穿透煤层，造成炉膛内空气分布不均匀，形成富氧区和贫氧区。在贫氧区，由于燃料没有充足的氧气与其反应，使燃烧不完全。而型煤纯度高、粒度均匀、透气性好、氧气分布均匀，另外型煤中还加入了由催化剂、氧化剂、固硫剂、膨化剂、助燃剂等组分组成的添加剂，并使其均匀地分布在燃料中，在高温状态下，能离解出铁离子起到催化作用，使燃料得以充分燃烧。由于燃料充分燃烧，炉膛温度随之升高，被风吹起的煤粉，燃烧后变成熔融状态，颗粒状物质在随烟气飘浮流动过程中互相碰撞、粘结形成较大的颗粒，沉降到炉膛继续燃烧，从而减少煤粉被气流带走，而达到消烟除尘的效果。

3洁净型煤主要技术指标

型煤要有足够的抗压强度、跌落强度、耐磨强度，还需要有足够的热稳定性，在高温作用下仍能保持原来的粒度。另外，型煤要有足够的热稳定性，在高温作用下仍能保持原来的粒度。此外，型煤要有很强的耐潮、抗水性能。型煤与原煤散烧相比，减少烟尘排放量达50%~60%，降低SO2排放量40%~70%，固硫率达40%以上，降低排烟黑度1~2级（林氏级）可小于0.5林格曼级，NOx减少率为30%以上，强致癌物（Bap）减少50%以上，提高热效率10%~15%，节煤15%~20%。

4推广应用前景展望

我国非常重视洁净煤技术，将此技术作为解决煤炭生产和消费过程中环境污染和生态破坏的主要措施，还制定了相应的发展规划和法律、法规。洁净型煤作为洁净煤技术的一种，也得到了广泛的应用。以盘锦市为例，为配合开展煤烟型大气污染防治，2000年起大力推广使用洁净型煤。对0.7MW以下的240余台散烧原煤锅炉全部改烧型煤，经过几年的努力，取得了较好的效果。同时，洁净型煤大量应用于油田野外作业区，改变了过去冬季输油站燃油供热的做法，这样既节约了石油资源，又保护了环境。燃烧型煤取暖，大大降低了锅炉工人的劳动强度，不产生噪声，不影响居民的休息和工作，燃烧型煤无烟、无尘，特别适合无法联网供暖的区域使用。通过实践比较，可节煤10%~17%，节省电费50%以上，节约维修费用80%以上。

在型煤的推广使用过程中，由于炉型不同，对工况要求也有较大差异，而型煤的发热量、结焦率等很难与之相匹配。另外，由于煤种、添加剂及司炉工操作不规范等因素，导致锅炉接火不好、燃烧不完全等现象产生。型煤虽然基本属于廉价燃料，但比散煤价格略高，一部分用户燃用型煤还需改炉投资，这些都是型煤推广的阻力。但随着型煤质量的提高，产品成本的降低，型煤还是有广阔的市场，而且大气环境要求越来越高，因此大力发展洁净煤技术，推广应用洁净型煤，具有广阔的发展前景。

5参考文献

[1] 杨晓娣.是非功过话型煤[N].中国环境报，2001-04-07.

[2] 王会，王丽娟.民用型煤推广应用现状及对策分析[J].环境保护科学，2003（2）：4-5.