为蜂窝煤披“绿衣”——高能脱硫蜂窝煤的探索

文湖南省郴州市第二中学谢逸非

为蜂窝煤披“绿衣”
——高能脱硫蜂窝煤的探索

文湖南省郴州市第二中学谢逸非

煤炭在我国作为一次性能源在较长时期内仍占主导地位。但煤炭的燃烧也给环境带来了一定的污染。针对工业燃煤的污染，国家在脱硫脱硝和除尘方面均采取了一系列的处理措施。而生活用煤由于受传统制煤工艺等的约束，所产生的污染依然存在。

传统的蜂窝煤制造工艺一直采用粘土作填充剂，但在煤炭燃烧过程中，粘土会吸收大量的热能而起到一定的阻燃作用，导致煤炭燃烧不完全。且粘土无固硫作用，煤炭燃烧时产生的SO2气体严重污染大气环境，灰渣也成了一种永久性的固体污染物。在制作蜂窝煤的过程中需挖掘大量的粘土，不仅破坏生态植被，还会造成局部水土流失。

因此，为解决生活燃煤产生的环境污染，提高热能利用率，我想寻找一种既能作蜂窝煤灰渣的凝固剂，又能起到催化助燃和脱硫固硫作用的材料取代粘土用作蜂窝煤加工的填充剂。

石灰石作为一种建筑材料资源，在我国的经济建设中起到了重要作用。正因如此，随着各项基本建设的需要，石灰石的开发利用越来越广泛，也导致其在开采和加工过程中所产生的废渣越来越多。堆积如山的石灰石废渣若得不到及时处理，就会成为环境污染的一大隐患。

所以，本文根据石灰石的特性，将其加工后用作蜂窝煤的填充剂，不但能提高石灰石废渣的综合利用价值，还能提高煤炭的热效率，缓解民用燃煤及其灰渣对环境的污染。

一、催化理论与脱硫机理

依照煤炭的燃烧学理论，在燃煤中加入碱金属或碱土金属盐（如碳酸钙）可降低煤炭的活性，加速煤的热解。碳酸钙在燃烧中分解的CaO能与煤炭燃烧中产生的SO2反应生成CaSO3，最终被氧化成CaSO4而被固定在灰渣中，从而起到脱硫作用。

石灰石中的主要成分是碳酸钙，其含量最高可达98%左右。由此可见，石灰石不仅是一种廉价的燃煤催化剂，还是一种高效燃煤脱硫剂。此外，石灰石受热分解的CaO与煤炭灰分中的SiO2和AlO3在高温作用下生成的硅铝酸盐化合物还是一种优良的水泥原料。

二、技术特征与环保效应

以石灰石废渣作蜂窝煤填充剂的生产设备与传统粘土蜂窝煤的生产设备基本一致，只是先将石灰石废渣磨成细粉，然后按照煤中固定碳和灰分的比例，与煤炭混合调水搅匀后压制成型即可。

虽然传统的粘土蜂窝煤生产工艺较为简单，但由于粘土的阻燃作用，导致传统蜂窝煤的火焰短、热值低，燃烧不充分，并且粘土燃烧后自身的灰分几乎是石灰石的2倍左右，渣量多。燃烧产生的SO2气体刺鼻呛人，尾气呈酸性，腐蚀性强。

相比之下，石灰石蜂窝煤有如下优势。

1.着火温度低，易燃烧，着火快。

2.燃烧时间长。

3.火焰长，热效高，热量大。

4.无烟、无酸、无SO2和CO气体产生。

5.灰渣呈硅铝酸盐结构，可用作硅酸盐水泥原料。

随着“两型”社会的发展需要，用石灰石废渣作民用燃煤填充剂制造高能低碳脱硫蜂窝煤，变废为宝，不仅减轻了民用燃煤中SO2和固体废渣对环境的污染，而且可为高能耗水泥生产企业的“节能降耗”提供可靠保障。

该技术的开发利用符合国家“节能减排”的政策要求，有利于环境保护，更体现了“洁净煤技术”在我国民用燃煤中的又一次创新。（指导老师：曹洪程王志强）