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謝逸非

煤炭在我國作為一次性能源在較長時期內仍占主導地位。但煤炭的燃燒也給環境帶來了一定的污染。針對工業燃煤的污染，國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制煤工藝等的約束，所產生的污染依然存在。

傳統的蜂窩煤制造工藝一直采用粘土作填充劑，但在煤炭燃燒過程中，粘土會吸收大量的熱能而起到一定的阻燃作用，導致煤炭燃燒不完全。且粘土無固硫作用，煤炭燃燒時產生的SO2氣體嚴重污染大氣環境，灰渣也成了一種永久性的固體污染物。在制作蜂窩煤的過程中需挖掘大量的粘土，不僅破壞生態植被，還會造成局部水土流失。

因此，為解決生活燃煤產生的環境污染，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，在我國的經濟建設中起到了重要作用。正因如此，隨著各項基本建設的需要，石灰石的開發利用越來越廣泛，也導致其在開采和加工過程中所產生的廢渣越來越多。堆積如山的石灰石廢渣若得不到及時處理，就會成為環境污染的一大隱患。

所以，本文根據石灰石的特性，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值，還能提高煤炭的熱效率，緩解民用燃煤及其灰渣對環境的污染。

一、催化理論與脫硫機理

依照煤炭的燃燒學理論，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能與煤炭燃燒中產生的SO2反應生成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98%左右。由此可見，石灰石不僅是一種廉價的燃煤催化劑，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良的水泥原料。

二、技術特征與環保效應

以石灰石廢渣作蜂窩煤填充劑的生產設備與傳統粘土蜂窩煤的生產設備基本一致，只是先將石灰石廢渣磨成細粉，然后按照煤中固定碳和灰分的比例，與煤炭混合調水攪勻后壓制成型即可。

雖然傳統的粘土蜂窩煤生產工藝較為簡單，但由于粘土的阻燃作用，導致傳統蜂窩煤的火焰短、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。燃燒產生的SO2氣體刺鼻嗆人，尾氣呈酸性，腐蝕性強。

相比之下，石灰石蜂窩煤有如下優勢。

1.著火溫度低，易燃燒，著火快。

2.燃燒時間長。

3.火焰長，熱效高，熱量大。

4.無煙、無酸、無SO2和CO氣體產生。

5.灰渣呈硅鋁酸鹽結構，可用作硅酸鹽水泥原料。

隨著“兩型”社會的發展需要，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和固體廢渣對環境的污染，而且可為高能耗水泥生產企業的“節能降耗”提供可靠保障。

該技術的開發利用符合國家“節能減排”的政策要求，有利于環境保護，更體現了“潔凈煤技術”在我國民用燃煤中的又一次創新。（指導老師：曹洪程王志強）