民用燃煤烟尘特征及环境矿物材料固硫剂开发

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1、第%卷第"期地学前缘（中国地质大学，北京）K@LM%N@M""$$!年,月6789:3;<=>;=?8@>9<=8A（B:<>7C>;=A，H=J）2O8M"$$!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!民用燃煤烟尘特征及环境矿物材料固硫剂开发李金洪!，鲁安怀"，高永华!（!#中国地质大学材料科学与工程学院，北京!$$$%&；"#北京大学地质学系，北京!$$%’!）摘要：通过对北京某地区居民炊事用型煤和散装烟煤煤岩和元素分析，表明烟煤和型煤含碳量分别为’$(和)*(

2、，烟煤中可燃性高变质活性组分为%’(，而型煤有较高的粘土成分，约达"$(。对它们燃烧产生的烟尘进行物相分析、组分定量、粒度测试、显微形貌和微观结构等矿物学研究，表明型煤和烟煤的烟尘均含有较高碳质组分，分别占")(和"%(；烟煤烟尘只有型煤烟尘含更高的烧蚀残渣，两者的粘土（包括石英等矿物）类组分均相当多，约占)$(；烟尘平均粒径都很小，型煤烟尘只有烟煤烟尘的!+,左右，约为-#)!.，而比表面积大"倍多；烟煤烟尘呈碎屑状，型煤烟尘为粉末状；烟尘中均含有较多的均质体，并有铁质侵染现象；石英小颗粒在烟尘中大量存在。为促使燃煤充分燃烧，达到固硫、助燃和降尘的目的，本实验室开发研制了效果良好的民用燃

3、煤环境矿物材料固硫添加剂，并对山东肥城高硫烟煤进行了型煤固硫实验，在%)$/，*)$/和!$)$/燃烧条件下固硫率高于目前国内同类水平，固硫率达’$(%$(。关键词：民用型煤；烟煤；烟尘；固硫添加剂；环境矿物材料中图分类号：0’$!#&；1)’文献标识码：2文章编号：!$$)"&"（!"$$!）$"$&!)$-我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，煤用煤、燃烧结构、烟尘污染等特点，我们在燃煤及其炭约占能源结构的&+,，而%)(的煤炭用于直接燃排放烟尘的矿物学研究基础上，开发研制了民用燃烧，燃烧排放大量的34"及烟尘，造成了极为严重的煤环境矿物材料添加剂，实验表明具有良好固硫、助大气污染，影

4、响我国社会的可持续发展。据统计，大燃和降尘效果。气污染中%$(的烟尘和*$(的34"来自燃煤，已造成国土面积的,$(处于酸雨控制区［!］。因此，治理!民用炉灶燃烧特点燃煤污染，保护生态环境，是一项长期而紧迫的任燃煤实验在市售的筒式炉中进行。炉膛高务。面对燃煤污染的严峻形势，近年来国家加大了")$..，直径为!&)..；下通风口大小为!)..5工业燃煤污染治理力度，取得了可喜成果，形成了一［"］-)..；烟道直径%-..，高度为!"$..，横长为些较成熟的技术和方法。而民用燃煤造成的污染!&$..。采取自然通风，型煤采用两块煤叠置燃烧却一直被人们所忽视，事实上民用燃煤污染分担率方式；烟煤块度

5、大，采用散堆燃烧。型煤燃烧过程在逐年提高，全国现有一亿多个民用炊事燃煤灶。中，烟尘量少，燃烧完全；烟煤燃烧烟尘浓度大，呈黄并且民用炉灶量多面广、结构简陋、居民区集中以及褐色，带强烈的异臭味，形成烟雾状尘粒，粒度小，并烟气于低空呼吸带排放且不易扩散，可以说民用炉夹有油分，收集较难。这也表明型煤加工过程中添灶燃煤烟气污染是造成人们呼吸系统急慢性疾病祸加物质（如粘土和石灰等）起明显的固硫除尘作用。首之一［&］。尽管如此，国内致力于民用燃烧污染的煤燃烧是个复杂的化学反应过程，主要是含碳物质治理工作甚少，相关研究报道更少。针对民用燃煤的氧化放热反应。在氧充足条件下，反应剧烈，燃烧收稿日期："$$$!

6、!!’；修订日期："$$$!"$’完全，释放热量多。热量以辐射、对流或传导方式向基金项目：科学技术部基础研究司攀登特别支持资助项目四周传递和释放。在民用炉灶中，则以传导方式从（**$!*）；矿物岩石材料国家专业实验室开放基金资助项目炉壁损失部分热量，主要靠辐射和对流提供有作者简介：李金洪（!*’!—），男，硕士研究生，矿物学专业，环境矿物学及环境矿物材料研究方向。效热能。热量的吸收和传递中，温度对受热体吸热>6<李金洪，鲁安怀，高永华3地学前缘（S"2.’N(-%/(%C2)/.-%2,）&==6，:（6）表!煤岩分析表!"#$%&!’%()*+),-.-)/,"/"$0,-,)1()"$

7、反射率及测定条件灰量样品组分及定量!2"/34!"56测点数#"34型煤678&=9&>:;:>&9?高变质活性组分&@9>;4（镜质组>：!A>9;4;4）；&98:=9&:>>;>&7?高变质活性组分<9&;4（镜质组&：!A&4>4）；87;6<=7<:6;6>&7?高变质活性组分6&9?;4（镜质组6：!A64&4）；丝质组：69<4；硅质：=9:4；矿物粘土：6<9?4；碳酸盐：>7&;4烟煤=9@6=96&6