邯邢地區(qū)煤炭燃燒有害微量元素的運(yùn)移

王瑞芹（河北省煤田地質(zhì)研究所,河北 邢臺(tái) 054000）

邯邢地區(qū)煤炭燃燒有害微量元素的運(yùn)移

王瑞芹
（河北省煤田地質(zhì)研究所,河北 邢臺(tái) 054000）

摘 要：煤是經(jīng)過很長(zhǎng)時(shí)間的地質(zhì)演化而形成的不可再生資源，對(duì)于我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活具有十分重要的意義，利用煤的燃燒產(chǎn)生的熱量能夠用來發(fā)電和制作各種化學(xué)用品為人所用，具有很重要的實(shí)際意義。由于煤在地下經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)和物理變化，因此構(gòu)成煤的物質(zhì)組成成分較多，在燃燒過程中，不同物質(zhì)的燃燒產(chǎn)生的物質(zhì)各不相同，某些是對(duì)于環(huán)境具有很大危害的有害物質(zhì)，通過煤的燃燒過程逐漸析出運(yùn)移，在邯邢地區(qū)具有大量的煤炭資源，同時(shí)對(duì)煤的加工企業(yè)也十分廣泛，導(dǎo)致有害元素運(yùn)移，當(dāng)這些元素積累達(dá)到一定水平時(shí)將會(huì)對(duì)環(huán)境和人體造成重大的負(fù)面影響。

關(guān)鍵詞：邯邢地區(qū)；煤炭燃燒；有害元素；運(yùn)移

煤是需要經(jīng)過一定環(huán)境條件下，在較長(zhǎng)歷史發(fā)展時(shí)間才能形成的不可再生資源，對(duì)于人們的生產(chǎn)和生活具有重要的意義，是世界范圍內(nèi)公認(rèn)的重要資源之一。由于其形成條件比較復(fù)雜，構(gòu)成的元素多種多樣，大部分的構(gòu)成元素在燃燒之后會(huì)形成一定的有害物質(zhì)，因此在燃燒過程中，必須加強(qiáng)對(duì)于煤燃燒過程中有害物質(zhì)運(yùn)移的控制，避免其對(duì)于環(huán)境和人體造成影響。本文將重點(diǎn)對(duì)煤燃燒前、燃燒中和燃燒后有害物質(zhì)的運(yùn)移情況進(jìn)行分析，同時(shí)提出相應(yīng)的處理措施。

1 微量元素的遷移規(guī)律分析

微量元素在實(shí)際生產(chǎn)中的分類分為易揮發(fā)性元素、半揮發(fā)性元素和難揮發(fā)性元素，各類元素在燃燒過程中發(fā)生的變化都是不相同，主要存在的變換形式有三種：第一是易揮發(fā)性元素和半揮發(fā)性性元素呈現(xiàn)出細(xì)粒徑灰富集，從而之間的與超細(xì)飛灰表面相結(jié)合，其中的一部分向大氣中擴(kuò)散，另一部分通過靜電除塵器被吸附在物體表面所控制。第二是摻雜燃燒廢氣中呈氣態(tài)形式一同釋放至大氣環(huán)境內(nèi)。第三是難揮發(fā)和不揮發(fā)元素直接殘留在飛灰和底灰中沒有產(chǎn)生向空氣中運(yùn)移的過程。

在實(shí)際生產(chǎn)表明，如果原煤的情況不同產(chǎn)生灰分含量也不一樣，燃燒后的產(chǎn)物最終質(zhì)量也會(huì)存在一定的差異，一般情況下該比例為15%至40%之間，其中副產(chǎn)品的80%左右形成飛灰。在邯邢地區(qū)本身煤炭消耗量較大，因此產(chǎn)生的飛灰量也相對(duì)較多，如果不對(duì)其采取有效的管理措施，有害元素直接進(jìn)入空氣中，那么不管這些元素的存在形式是怎樣的，最終的結(jié)果都會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體帶來巨大的影響。

2 微量元素的揮發(fā)控制

微量元素的最終富集情況的直接影響因素是煤的形成過程中受到環(huán)境的影響，也就是地球的化學(xué)性和元素的賦存狀態(tài)，同時(shí)煤燃燒過程中的燃燒條件不同產(chǎn)生的飛灰情況也存在一定的差異。鍋爐類型、燃燒室溫度、煤粉在鍋爐中的存留時(shí)間都會(huì)影響微量元素的揮發(fā)情況，也就是對(duì)于微量元素的運(yùn)移產(chǎn)生重要的影響，因此在控制過程中可以從上述幾個(gè)部分進(jìn)行入手。

2.1 調(diào)整燃燒條件

微量元素的燃燒運(yùn)移情況會(huì)隨著溫度條件的不同而發(fā)生變化，并且溫度越高產(chǎn)生的揮發(fā)物質(zhì)越多。在實(shí)際條件允許的條件下合理的降低鍋爐的負(fù)荷情況，降低爐內(nèi)的平均燃燒溫度，使?fàn)t內(nèi)的氧化作用明顯，這樣將會(huì)直接影響爐內(nèi)微量元素的變化。較強(qiáng)的氧化作用可以減少熔沸點(diǎn)相對(duì)較低的物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榇窝趸锏谋壤?，將飛灰中的微量元素的含量進(jìn)行控制，避免微量元素的運(yùn)移數(shù)量過大。

2.2 使用吸附劑

利用部分礦物的自身存在物理性質(zhì)來對(duì)微量元素進(jìn)行吸收，例如鋁土礦、石灰石和高嶺土等，能夠有效的降低微量元素的運(yùn)移。

2.3 控制煙囪溫度

在能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)要求的情況下，適當(dāng)降低煙囪的溫度，其主要原因在于，煙囪的溫度情況將會(huì)直接影響燃燒之后的產(chǎn)物向大氣中排放的能力，煙囪的溫度越高，煙氣排除的效果越高，反之則越差。因此將煙囪溫度適當(dāng)調(diào)低，可以使有害的氣態(tài)或者蒸汽態(tài)的物質(zhì)殘留在煙囪內(nèi)或者鍋爐內(nèi)，降低進(jìn)入大氣中的含量，在處理時(shí)也能比較集中的進(jìn)行處理，控制難度比較簡(jiǎn)單。

2.4 增強(qiáng)除塵器的運(yùn)行效率

除塵器能夠有效的將飛灰進(jìn)行吸附，從而保證進(jìn)入大氣中的有害物質(zhì)含量在比較低的水平，降低環(huán)境中的飛灰含量，避免對(duì)于環(huán)境的重要危害。通過對(duì)有害元素的整體分布情況分析，在飛灰中的富集程度遠(yuǎn)大于其他灰分中的富集程度，因此提升除塵器的作用效果對(duì)于降低環(huán)境影響具有重要的意義。在邯邢地區(qū)使用的主要是電除塵器該除塵器的除塵效率比其他類型的除塵器效果更好，基本能夠?qū)λ蓄愋惋w灰進(jìn)行處理，除塵效率能夠達(dá)到97%。目前新型的除塵器是布袋除塵器，該除塵器的除塵效率能夠達(dá)到99.9%，效果明顯。

3 控制煤炭燃燒有害微量元素的運(yùn)移

煤燃燒之后的產(chǎn)物主要是飛灰，構(gòu)成飛灰的元素中粉煤灰能夠占到80%左右，因此粉煤灰的排放量是目前最大的工業(yè)廢渣之一，我國(guó)年排渣量已經(jīng)超過3200萬噸。煤中的有害元素在粉煤灰中的主要存在形式殘?jiān)?，因此向環(huán)境中遷移的能力相對(duì)較弱，但是在處理過程中會(huì)出現(xiàn)一定的問題，在處理粉煤灰時(shí)通常采用的是濕法排灰的方式進(jìn)行，將粉煤灰轉(zhuǎn)移至灰池中利用水的作用對(duì)其進(jìn)行運(yùn)載、淋濾和沉積作用，在這一過程中有些穩(wěn)定程度角度的有害物質(zhì)將會(huì)在水中不斷的富集，當(dāng)富集程度達(dá)到一定量時(shí)對(duì)于土壤環(huán)境和水環(huán)境都會(huì)造成很大的影響，使地下水受到污染。目前常用的方法有以下兩種方式：

第一，處理儲(chǔ)灰場(chǎng)所。在灰池的地區(qū)設(shè)置一定厚度的隔離層能夠有效的避免部分遷移性較強(qiáng)的微量有害元素的遷移，有效的避免這些元素對(duì)于地下水造成的危害。采用具有特性的植物來對(duì)有害物質(zhì)進(jìn)行吸收，將有害的重金屬物質(zhì)直接從地下部分轉(zhuǎn)移至地上部分，避免其對(duì)于地下水和土壤的影響作用。

第二，加強(qiáng)有關(guān)粉煤灰的處理，為了避免粉煤灰由于長(zhǎng)時(shí)間堆放而造成的微量元素遷移情況，應(yīng)當(dāng)盡可能縮短微量元素的放置時(shí)間，重視運(yùn)輸過程，采用濕法運(yùn)輸?shù)姆绞綄⒎勖夯覒?yīng)用于建材方面。

4 結(jié)束語

煤的燃燒過程會(huì)產(chǎn)生相對(duì)較多的有害物質(zhì)，對(duì)于環(huán)境和人體都會(huì)造成很強(qiáng)的影響，在實(shí)際生產(chǎn)過程中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于粉煤灰的處理工作，嚴(yán)格重視粉煤灰處理方法的研究，減少燃燒產(chǎn)生的有害物質(zhì)遷移。

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