邯邢地区煤炭燃烧有害微量元素的运移

2015-07-17王瑞芹河北省煤田地质研究所河北邢台054000

山东工业技术 2015年7期

关键词：运移

王瑞芹（河北省煤田地质研究所,河北邢台 054000）

邯邢地区煤炭燃烧有害微量元素的运移

王瑞芹
（河北省煤田地质研究所,河北邢台 054000）

摘要：煤是经过很长时间的地质演化而形成的不可再生资源，对于我国的经济发展和生活具有十分重要的意义，利用煤的燃烧产生的热量能够用来发电和制作各种化学用品为人所用，具有很重要的实际意义。由于煤在地下经过复杂的化学和物理变化，因此构成煤的物质组成成分较多，在燃烧过程中，不同物质的燃烧产生的物质各不相同，某些是对于环境具有很大危害的有害物质，通过煤的燃烧过程逐渐析出运移，在邯邢地区具有大量的煤炭资源，同时对煤的加工企业也十分广泛，导致有害元素运移，当这些元素积累达到一定水平时将会对环境和人体造成重大的负面影响。

关键词：邯邢地区；煤炭燃烧；有害元素；运移

煤是需要经过一定环境条件下，在较长历史发展时间才能形成的不可再生资源，对于人们的生产和生活具有重要的意义，是世界范围内公认的重要资源之一。由于其形成条件比较复杂，构成的元素多种多样，大部分的构成元素在燃烧之后会形成一定的有害物质，因此在燃烧过程中，必须加强对于煤燃烧过程中有害物质运移的控制，避免其对于环境和人体造成影响。本文将重点对煤燃烧前、燃烧中和燃烧后有害物质的运移情况进行分析，同时提出相应的处理措施。

1 微量元素的迁移规律分析

微量元素在实际生产中的分类分为易挥发性元素、半挥发性元素和难挥发性元素，各类元素在燃烧过程中发生的变化都是不相同，主要存在的变换形式有三种：第一是易挥发性元素和半挥发性性元素呈现出细粒径灰富集，从而之间的与超细飞灰表面相结合，其中的一部分向大气中扩散，另一部分通过静电除尘器被吸附在物体表面所控制。第二是掺杂燃烧废气中呈气态形式一同释放至大气环境内。第三是难挥发和不挥发元素直接残留在飞灰和底灰中没有产生向空气中运移的过程。

在实际生产表明，如果原煤的情况不同产生灰分含量也不一样，燃烧后的产物最终质量也会存在一定的差异，一般情况下该比例为15%至40%之间，其中副产品的80%左右形成飞灰。在邯邢地区本身煤炭消耗量较大，因此产生的飞灰量也相对较多，如果不对其采取有效的管理措施，有害元素直接进入空气中，那么不管这些元素的存在形式是怎样的，最终的结果都会对生态环境和人体带来巨大的影响。

2 微量元素的挥发控制

微量元素的最终富集情况的直接影响因素是煤的形成过程中受到环境的影响，也就是地球的化学性和元素的赋存状态，同时煤燃烧过程中的燃烧条件不同产生的飞灰情况也存在一定的差异。锅炉类型、燃烧室温度、煤粉在锅炉中的存留时间都会影响微量元素的挥发情况，也就是对于微量元素的运移产生重要的影响，因此在控制过程中可以从上述几个部分进行入手。

2.1 调整燃烧条件

微量元素的燃烧运移情况会随着温度条件的不同而发生变化，并且温度越高产生的挥发物质越多。在实际条件允许的条件下合理的降低锅炉的负荷情况，降低炉内的平均燃烧温度，使炉内的氧化作用明显，这样将会直接影响炉内微量元素的变化。较强的氧化作用可以减少熔沸点相对较低的物质转变为次氧化物的比例，将飞灰中的微量元素的含量进行控制，避免微量元素的运移数量过大。

2.2 使用吸附剂

利用部分矿物的自身存在物理性质来对微量元素进行吸收，例如铝土矿、石灰石和高岭土等，能够有效的降低微量元素的运移。

2.3 控制烟囱温度

在能够满足实际生产要求的情况下，适当降低烟囱的温度，其主要原因在于，烟囱的温度情况将会直接影响燃烧之后的产物向大气中排放的能力，烟囱的温度越高，烟气排除的效果越高，反之则越差。因此将烟囱温度适当调低，可以使有害的气态或者蒸汽态的物质残留在烟囱内或者锅炉内，降低进入大气中的含量，在处理时也能比较集中的进行处理，控制难度比较简单。

2.4 增强除尘器的运行效率

除尘器能够有效的将飞灰进行吸附，从而保证进入大气中的有害物质含量在比较低的水平，降低环境中的飞灰含量，避免对于环境的重要危害。通过对有害元素的整体分布情况分析，在飞灰中的富集程度远大于其他灰分中的富集程度，因此提升除尘器的作用效果对于降低环境影响具有重要的意义。在邯邢地区使用的主要是电除尘器该除尘器的除尘效率比其他类型的除尘器效果更好，基本能够对所有类型飞灰进行处理，除尘效率能够达到97%。目前新型的除尘器是布袋除尘器，该除尘器的除尘效率能够达到99.9%，效果明显。

3 控制煤炭燃烧有害微量元素的运移

煤燃烧之后的产物主要是飞灰，构成飞灰的元素中粉煤灰能够占到80%左右，因此粉煤灰的排放量是目前最大的工业废渣之一，我国年排渣量已经超过3200万吨。煤中的有害元素在粉煤灰中的主要存在形式残渣，因此向环境中迁移的能力相对较弱，但是在处理过程中会出现一定的问题，在处理粉煤灰时通常采用的是湿法排灰的方式进行，将粉煤灰转移至灰池中利用水的作用对其进行运载、淋滤和沉积作用，在这一过程中有些稳定程度角度的有害物质将会在水中不断的富集，当富集程度达到一定量时对于土壤环境和水环境都会造成很大的影响，使地下水受到污染。目前常用的方法有以下两种方式：

第一，处理储灰场所。在灰池的地区设置一定厚度的隔离层能够有效的避免部分迁移性较强的微量有害元素的迁移，有效的避免这些元素对于地下水造成的危害。采用具有特性的植物来对有害物质进行吸收，将有害的重金属物质直接从地下部分转移至地上部分，避免其对于地下水和土壤的影响作用。

第二，加强有关粉煤灰的处理，为了避免粉煤灰由于长时间堆放而造成的微量元素迁移情况，应当尽可能缩短微量元素的放置时间，重视运输过程，采用湿法运输的方式将粉煤灰应用于建材方面。