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利用工業(yè)固體廢物制成上點火型煤
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)境保護科學研究設計院)
【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”綜合利用和促進國民經(jīng)濟可持續(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。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)。重復四次試驗，取平均值進行對比。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標準，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，該型煤具有推廣應用價值，造福于人民，具有社會效益，環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。 作者單位:參考文獻
1中國環(huán)保產(chǎn)業(yè).No3,1995
2煤質(zhì)分析應用指南.中國標準出版社出版,1991
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