利用工業(yè)固體廢物制成上點火型煤

　　作者:林增(哈爾濱市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究設(shè)計院)
　　【摘要】本文介紹利用工業(yè)固體廢物制成上點火型煤。符合國家“三廢”綜合利用和促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的政策。采用多種工業(yè)無機固體廢物為添加物進(jìn)行粘結(jié)和固硫，按一定比例摻入原煤里制成上點火型煤、充分利用固體廢物的潛能。該型煤比傳統(tǒng)型煤具有成本低、節(jié)約煤炭、使用方便、清潔衛(wèi)生、降低污染等特點。為城市煤炭開發(fā)和固體廢物綜合利用開辟了新的途徑。
　　
　　煤炭是人類生存重要的能源之一。防治燃煤的污染是世界各國的一項長期而艱巨的任務(wù)。絕大多數(shù)采用煤散燒的方式，從而成為煤煙型大氣污染和能源利用率低的主要根源，尤其北方冬季采暖期長，各商服攤區(qū)以及居民取暖廚房作業(yè)等，燃用大量煤炭既浪費能源又造成大氣環(huán)境污染，利用上點火型煤技術(shù)可以提高燃煤的熱效率，削減二氧化硫、煙塵、一氧化碳等污染物的排放量，減輕煤煙型污染。此外，上點火型煤以一些工業(yè)無機固體廢物（如：亞麻麻塵、電廠粉煤灰、電石渣等）作為粘結(jié)劑和固硫劑。摻入煤里起到催化、氧化、固型等作用。同時治理了其他形式的工業(yè)污染、達(dá)到以廢治廢、綜合利用的目的。然而以前傳統(tǒng)的型煤研究著重有關(guān)型煤的生產(chǎn)工藝、型狀等方面，對型煤成份及燃燒的特點研究甚少。而以前在使用型煤過程中往往出現(xiàn)接火困難、燃燒不徹底有黑渣等現(xiàn)象，限制了型煤的推廣使用。為此對型煤燃燒特點進(jìn)行分析研究、采用上點火明火反燒方式，解決了傳統(tǒng)型煤燃燒時的缺點。本文將著重介紹利用工業(yè)固體廢物來充當(dāng)上點火型煤的粘結(jié)劑和固硫劑。選擇一定比例摻到原煤里制成上點火型煤。該型煤具有成本低、著火性能好、燃燒持續(xù)時間長、熱利用率高、清潔衛(wèi)生、降低對大氣環(huán)境的污染。
　　
　　1試驗部分
　　1.1粘結(jié)劑的選擇
　　選用來源廣泛的固體廢物，并能在燃燒中起到催化、氧化作用，不產(chǎn)生新的污染的固體廢物。經(jīng)燃燒試驗選定電廠粉煤灰、麻塵等無機固體廢物為粘結(jié)劑，按著不同比例摻到原煤里，在同等條件下，將5升涼水燒沸，用秒表計量，用相同重量的型煤進(jìn)行燃燒。觀察著火狀態(tài)，燃燒持續(xù)時間和燃燒后的灰渣的狀態(tài)。重復(fù)四次試驗，取平均值進(jìn)行對比。見表1（略）。從表1，看出粉煤灰與麻塵的重量比為1∶1時水燒沸比較快，著火旺、燃燒持續(xù)時間長，燃燒后灰渣煉成一塊成型好，所以選電廠粉煤灰與亞麻麻塵的重量比為1∶1做為上點火型煤的粘結(jié)劑。
　　1.2固硫劑的選擇
　　選用工業(yè)排放的廢電石渣為固硫劑，其主要成份為氫氧化鈣。主要反應(yīng)方程式為：
　　
　　
　　
　　型煤燃燒時產(chǎn)生的二氧化硫，在有水蒸氣存在與電石渣作用生成CaSO3、CaSO4或Ca（HSO3）2、而沉積于煤灰渣中，降低了空氣污染。該灰渣能夠制磚或制成建筑用陶粒等。
　　
　　2試驗生產(chǎn)工藝
　　選定電廠粉煤灰、亞麻麻塵、電石渣等無機固體廢物為添加物摻到原煤里，制成上點火型煤，其生產(chǎn)工藝為：
　　原煤＋固體廢物--粉碎--篩分--攪拌--壓成型--干燥--型煤成品
　　制成上點火型煤其規(guī)格：外型尺寸俯視正方形邊長為100毫米、高度為100毫米，垂直均勻分布直徑18毫米的9個小孔，重量為1公斤左右。
　　
　　3試驗結(jié)果
　　本文采用本地區(qū)廣泛使用的有代表性原煤作為試驗用煤、試驗樣品分二類：一類將原煤按傳統(tǒng)的粘土加原煤的方法制成型煤，另一類取同樣原煤加入固體廢物作粘結(jié)劑和固硫劑等無機添加物制成的型煤。制成的二類型煤送到煤炭產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗站和環(huán)保監(jiān)測站進(jìn)行燃燒檢測，其結(jié)果見表2。
　　
　　表2型煤質(zhì)量檢測和環(huán)�？諝馀欧艡z測結(jié)果
　　
　　序號
　　
　　灰分Ag%
　　
　　揮發(fā)酚vr%
　　
　　全水分mad%
　　
　　低位發(fā)熱值
　　MJ／kg
　　
　　全硫
　　st、ad%
　　
　　煙塵mg／Nm3
　　
　　二氧化硫
　　mg／Nm3
　　
　　1
　　
　　38.77
　　
　　14.89
　　
　　3.95
　　
　　18.27
　　
　　0.13
　　
　　25.6
　　
　　45.7
　　
　　2
　　
　　40.75
　　
　　12.06
　　
　　3.82
　　
　　17.80
　　
　　0.14
　　
　　28.7
　　
　　42.5
　　
　　3
　　
　　38.95
　　
　　13.49
　　
　　3.90
　　
　　17.78
　　
　　0.10
　　
　　22.2
　　
　　43.6
　　
　　平均
　　
　　39.46
　　
　　13.48
　　
　　3.89
　　
　　17.95
　　
　　0.12
　　
　　25.4
　　
　　43.9
　　
　　4
　　
　　43.25
　　
　　9.75
　　
　　4.10
　　
　　17.46
　　
　　0.11
　　
　　43.1
　　
　　134.4
　　
　　5
　　
　　47.28
　　
　　13.26
　　
　　3.80
　　
　　17.52
　　
　　0.14
　　
　　38.5
　　
　　128.2
　　
　　6
　　
　　42.78
　　
　　12.17
　　
　　4.05
　　
　　17.24
　　
　　0.12
　　
　　45.4
　　
　　123.6
　　
　　平均
　　
　　44.73
　　
　　11.73
　　
　　3.98
　　
　　17.40
　　
　　0.12
　　
　　45.7
　　
　　125.4
　　
　　注：表中1、2、3為加入固體廢物上點火型煤4、5、6為傳統(tǒng)型煤。
　　
　　從表2看出利用同一種原煤試驗，發(fā)現(xiàn)固體廢物作添加物的上點火型煤發(fā)熱量平均為17.95MJ／kg、灰分平均為39.46％，而粘土作添加物的型煤發(fā)熱量平均為17.40MJ／kg，灰分平均為44.73％，顯示前者燃燒的熱效力優(yōu)于后者。
　　
　　4試驗分析
　　4.1電廠粉煤灰對型煤作用
　　電廠粉煤灰中含有部分炭的存在，當(dāng)型煤點燃后，隨著溫度升高粉煤可以灼燒、熱度比較恒定，溫度變化波動小持續(xù)時間長，使煤灰渣熔煉成一起，易除灰飛塵小，清潔衛(wèi)生。
　　4.2亞麻麻塵對型煤作用
　　亞麻麻塵含長短不一的纖維，極易點燃、起火快，能增加火焰高度，提高發(fā)熱值，使型煤與型煤之間接火好，不易有黑渣產(chǎn)生，燃燒徹底。
　　4.3電石渣對型煤的作用
　　用電石渣制成的型煤，主要去除二氧化硫，型煤在燃燒中隨著溫度變化電石渣生成CaSO3、Ca(HSO3)2或CaSO4而沉積在煤灰渣中，從而減輕二氧化硫的排放量。
　　4.4上點火明火反燒的作用
　　采用上點火明火反燒方式，將該型煤點燃時，固體熱傳導(dǎo)方式向下伸延，煤體強熱溫度下分解出可燃性氣體及通過型煤均勻分布的9個眼孔析出可燃揮發(fā)份和未燃成份。在供氧充足下隨吸入空氣沿煤孔上升，遇爐火高溫燃燒作到完全徹底燃燒，達(dá)到消煙節(jié)能。
　　
　　5結(jié)束語
　　煤炭是城鎮(zhèn)居民生活能源的主體，由于長期原煤散燒、煤炭的利用率低、浪費大量的能源，從而污染了我們賴依生存環(huán)境，使空氣污染加重。上點火型煤利用工業(yè)固體廢物作添加物、變廢為寶，減少了固體廢物對環(huán)境的污染，充分利用固體廢物的能量，節(jié)約煤炭資源30％，降低型煤生產(chǎn)的成本。
　　上點火型煤采用明火反燒方式，干凈衛(wèi)生火力集中、持續(xù)時間長，熱效率高，燃燒效果好、減輕勞動強度。經(jīng)試用受到人們普遍好評，使用方便、上火快。上點火型煤各種理化性能均符合國家GB／T13593-92標(biāo)準(zhǔn)，煙氣排放符合環(huán)保要求，固硫完全。該型煤比傳統(tǒng)型煤燃燒時向空氣排放的一氧化碳降低80％，二氧化硫降低57％，煙塵降低45％。達(dá)到無煙無味，降低燃煤對空氣的污染，凈化環(huán)境，解決工業(yè)固體廢物對環(huán)境污染。利用工業(yè)固體廢物制成上點火型煤的研究是一件利國利民的大事，該型煤具有推廣應(yīng)用價值，造福于人民，具有社會效益，環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。
　　
　　作者單位:參考文獻(xiàn)
　　1中國環(huán)保產(chǎn)業(yè).No3,1995
　　2煤質(zhì)分析應(yīng)用指南.中國標(biāo)準(zhǔn)出版社出版,1991
　　
　　
　　
　　

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