文湖南省郴州市第二中學(xué)謝逸非

為蜂窩煤披“綠衣”
——高能脫硫蜂窩煤的探索

文湖南省郴州市第二中學(xué)謝逸非

煤炭在我國(guó)作為一次性能源在較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)仍占主導(dǎo)地位。但煤炭的燃燒也給環(huán)境帶來(lái)了一定的污染。針對(duì)工業(yè)燃煤的污染，國(guó)家在脫硫脫硝和除塵方面均采取了一系列的處理措施。而生活用煤由于受傳統(tǒng)制煤工藝等的約束，所產(chǎn)生的污染依然存在。

傳統(tǒng)的蜂窩煤制造工藝一直采用粘土作填充劑，但在煤炭燃燒過(guò)程中，粘土?xí)沾罅康臒崮芏鸬揭欢ǖ淖枞甲饔?，?dǎo)致煤炭燃燒不完全。且粘土無(wú)固硫作用，煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的SO2氣體嚴(yán)重污染大氣環(huán)境，灰渣也成了一種永久性的固體污染物。在制作蜂窩煤的過(guò)程中需挖掘大量的粘土，不僅破壞生態(tài)植被，還會(huì)造成局部水土流失。

因此，為解決生活燃煤產(chǎn)生的環(huán)境污染，提高熱能利用率，我想尋找一種既能作蜂窩煤灰渣的凝固劑，又能起到催化助燃和脫硫固硫作用的材料取代粘土用作蜂窩煤加工的填充劑。

石灰石作為一種建筑材料資源，在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)中起到了重要作用。正因如此，隨著各項(xiàng)基本建設(shè)的需要，石灰石的開(kāi)發(fā)利用越來(lái)越廣泛，也導(dǎo)致其在開(kāi)采和加工過(guò)程中所產(chǎn)生的廢渣越來(lái)越多。堆積如山的石灰石廢渣若得不到及時(shí)處理，就會(huì)成為環(huán)境污染的一大隱患。

所以，本文根據(jù)石灰石的特性，將其加工后用作蜂窩煤的填充劑，不但能提高石灰石廢渣的綜合利用價(jià)值，還能提高煤炭的熱效率，緩解民用燃煤及其灰渣對(duì)環(huán)境的污染。

一、催化理論與脫硫機(jī)理

依照煤炭的燃燒學(xué)理論，在燃煤中加入堿金屬或堿土金屬鹽（如碳酸鈣）可降低煤炭的活性，加速煤的熱解。碳酸鈣在燃燒中分解的CaO能與煤炭燃燒中產(chǎn)生的SO2反應(yīng)生成CaSO3，最終被氧化成CaSO4而被固定在灰渣中，從而起到脫硫作用。

石灰石中的主要成分是碳酸鈣，其含量最高可達(dá)98%左右。由此可見(jiàn)，石灰石不僅是一種廉價(jià)的燃煤催化劑，還是一種高效燃煤脫硫劑。此外，石灰石受熱分解的CaO與煤炭灰分中的SiO2和AlO3在高溫作用下生成的硅鋁酸鹽化合物還是一種優(yōu)良的水泥原料。

二、技術(shù)特征與環(huán)保效應(yīng)

以石灰石廢渣作蜂窩煤填充劑的生產(chǎn)設(shè)備與傳統(tǒng)粘土蜂窩煤的生產(chǎn)設(shè)備基本一致，只是先將石灰石廢渣磨成細(xì)粉，然后按照煤中固定碳和灰分的比例，與煤炭混合調(diào)水?dāng)噭蚝髩褐瞥尚图纯伞?/p>

雖然傳統(tǒng)的粘土蜂窩煤生產(chǎn)工藝較為簡(jiǎn)單，但由于粘土的阻燃作用，導(dǎo)致傳統(tǒng)蜂窩煤的火焰短、熱值低，燃燒不充分，并且粘土燃燒后自身的灰分幾乎是石灰石的2倍左右，渣量多。燃燒產(chǎn)生的SO2氣體刺鼻嗆人，尾氣呈酸性，腐蝕性強(qiáng)。

相比之下，石灰石蜂窩煤有如下優(yōu)勢(shì)。

1.著火溫度低，易燃燒，著火快。

2.燃燒時(shí)間長(zhǎng)。

3.火焰長(zhǎng)，熱效高，熱量大。

4.無(wú)煙、無(wú)酸、無(wú)SO2和CO氣體產(chǎn)生。

5.灰渣呈硅鋁酸鹽結(jié)構(gòu)，可用作硅酸鹽水泥原料。

隨著“兩型”社會(huì)的發(fā)展需要，用石灰石廢渣作民用燃煤填充劑制造高能低碳脫硫蜂窩煤，變廢為寶，不僅減輕了民用燃煤中SO2和固體廢渣對(duì)環(huán)境的污染，而且可為高能耗水泥生產(chǎn)企業(yè)的“節(jié)能降耗”提供可靠保障。

該技術(shù)的開(kāi)發(fā)利用符合國(guó)家“節(jié)能減排”的政策要求，有利于環(huán)境保護(hù)，更體現(xiàn)了“潔凈煤技術(shù)”在我國(guó)民用燃煤中的又一次創(chuàng)新。（指導(dǎo)老師：曹洪程王志強(qiáng)）