燃煤

中國是世界上最早利用煤的國家。遼寧省新樂古文化遺址中，就發現有煤制工藝品，河南鞏義市也發現有西漢時用煤餅煉鐵的遺址。《山海經》中稱煤為石涅，魏、晉時稱煤為石墨或石炭。明代李時珍的《本草綱目》首次使用煤這一名稱。希臘和古羅馬也是用煤較早的國家，希臘學者泰奧弗拉斯托斯在公元前約300年著有 《石史》 ，其中記載有煤的性質和產地；古羅馬大約在2000年前已開始用煤加熱。

煤炭是一種可以用作燃料或工業原料的礦物。它是古代植物經過生物化學作用和地質作用而改變其物理、化學性質，由碳、氫、氧、氮等元素組成的黑色固體礦物。

煤作為一種燃料，早在800年前就已經開始。煤被廣泛用作工業生產的燃料，是從18世紀末的產業革命開始的。隨著蒸汽機的發明和使用，煤被廣泛地用作工業生產的燃料，給社會帶來了前所未有的巨大生產力，推動了工業的向前發展，隨之發展起煤炭、鋼鐵、化工、採礦、冶金等工業。煤炭熱量高，標準煤的發熱量為 7000大卡/千克。而且煤炭在地球上的儲量豐富，分佈廣泛，一般也比較容易開採，因而被廣泛用作各種工業生產中的燃料。

煤炭除了作為燃料以取得熱量和動能以外，更為重要的是從中製取冶金用的焦炭和製取人造石油，即煤的低溫乾餾的液體產品——煤焦油。經過化學加工，從煤炭中能製造出成千上萬種化學產品，所以它又是一種非常重要的化工原料，如我國相當多的中、小氮肥廠都以煤炭作原料生產化肥。我國的煤炭廣泛用來作為多種工業的原料。大型煤炭工業基地的建設，對我國綜合工業基地和經濟區域的形成和發展起著很大的作用。

此外，煤炭中還往往含有許多放射性和稀有元素如鈾、鍺、鎵等，這些放射性和稀有元素是半導體和原子能工業的重要原料。

煤炭對於現代化工業來說，無論是重工業，還是輕工業；無論是能源工業、冶金工業、化學工業、機械工業，還是輕紡工業、食品工業、交通運輸業，都發揮著重要的作用，各種工業部門都在一定程度上要消耗一定量的煤炭，因此有人稱煤炭是工業的“真正的糧食”。

我國是世界上煤炭資源最豐富的國家之一，不僅儲量大，分佈廣，而且種類齊全，煤質優良，為我國工業現代化提供了極為有利的條件。燃煤的脫硫

一、燃燒前煤脫硫技術

主要為煤炭洗選脫硫，即在燃燒前對煤進行凈化，去除原煤中部分硫分和灰分。分為物理法、化學法和微生物法等。

1、物理法：主要指重力選煤，利用煤中有機質和硫鐵礦的密度差異而使它們分離。該法的影響因素主要有煤的破碎粒度和硫的狀態等。主要方法有跳汰選煤，重介質選煤，風力選煤等。

2、化學法：可分為物理化學法和純化學法。物理化學法即浮選；化學法又包括鹼法脫硫，氣體脫硫，熱解與氫化脫硫，氧化法脫硫等。

3、微生物法：在細菌浸出金屬的基礎上應用於煤炭工業的一項生物工程新技術，可脫除煤中的有機硫和無機硫。

我國當前的煤炭入洗率較低，大約在 20%左右，而美國為 42%，英國為94．9%，法國為 88．7%，日本為 98．2%。提高煤炭的入洗率有望顯著改善燃煤二氧化硫污染。然而，物理選洗僅能去除煤中無機硫的 80%，占煤中硫總含量的 15%～30%，無法滿足燃煤二氧化硫污染控制要求，故只能作為燃煤脫硫的一種輔助手段。

二、燃燒中煤脫硫技術

煤燃燒過程中加入石灰石或白雲石作脫硫劑，碳酸鈣、碳酸鎂受熱分解生成氧化鈣、氧化鎂，與煙氣中二氧化硫反應生成硫酸鹽，隨灰分排出。在我國採用的燃燒過程中脫硫的技術主要有兩種：型煤固硫和流化床燃燒脫硫技術。

1、型煤固硫技術：將不同的原料經篩分后按一定比例配煤，粉碎后同經過預處理的粘結劑和固硫劑混合，經機械設備擠壓成型及乾燥，即可得到具有一定強度和形狀的成品工業固硫型煤。固硫劑主要有石灰石、大理石、電石渣等，其加入量視含硫量而定。燃用型煤可大大降低煙氣中二氧化硫、一氧化碳和煙塵濃度，節約煤炭，經濟效益和環境效益相當可觀，但工業實際應用中應解決型煤著火滯后、操作不當會造成的斷火熄爐等問題。

2、流化床燃燒脫硫技術：把煤和吸附劑加入燃燒室的床層中，從爐底鼓風使床層懸浮進行流化燃燒，形成了湍流混合條件，延長了停留時間，從而提高了燃燒效率。其反應過程是煤中硫燃燒生成二氧化硫，同時石灰石煅燒分解為多孔狀氧化鈣，二氧化硫到達吸附劑表面並反應，從而達到脫硫效果。流化床燃燒脫硫的主要影響因素有鈣硫比，煅燒溫度，脫硫劑的顆粒尺寸孔隙結構和脫硫劑種類等。為提高脫硫效率，可採用以下方法：

（1）改進燃燒系統的設計及運行條件

（2）脫硫劑預煅燒

（3）運用添加劑，如碳酸鈉，碳酸鉀等

（4）開發新型脫硫劑

三、燃燒后煙氣脫硫技術

煙氣脫硫的基本原理是酸鹼中和反應。煙氣中的二氧化硫是酸性物質，通過與鹼性物質發生反應，生成亞硫酸鹽或硫酸鹽，從而將煙氣中的二氧化硫脫除。最常用的鹼性物質是石灰石、生石灰和熟石灰，也可用氨和海水等其它鹼性物質。共分為濕法煙氣脫硫技術、干法煙氣脫硫技術、半干法煙氣脫硫技術三類，分別介紹如下：

1、濕法煙氣脫硫技術

濕法煙氣脫硫技術是指吸收劑為液體或漿液。由於是氣液反應，所以反應速度快，效率高，脫硫劑利用率高。該法的主要缺點是脫硫廢水二次污染；系統易結垢，腐蝕；脫硫設備初期投資費用大；運行費用較高等。

（1）石灰石—石膏法煙氣脫硫技術

該技術以石灰石漿液作為脫硫劑，在吸收塔內對煙氣進行噴淋洗滌，使煙氣中的二氧化硫反應生成亞硫酸鈣，同時向吸收塔的漿液中鼓入空氣，強制使亞硫酸鈣轉化為硫酸鈣，脫硫劑的副產品為石膏。該系統包括煙氣換熱系統、吸收塔脫硫系統、脫硫劑漿液製備系統、石膏脫水和廢水處理系統。由於石灰石價格便宜，易於運輸和保存，因而已成為濕法煙氣脫硫工藝中的主要脫硫劑，石灰石—石膏法煙氣脫硫技術成為優先選擇的濕法煙氣脫硫工藝。該法脫硫效率高（大於95%），工作可靠性高，但該法易堵塞腐蝕，脫硫廢水較難處理。

（2）氨法煙氣脫硫技術

該法的原理是採用氨水作為脫硫吸收劑，氨水與煙氣在吸收塔中接觸混合，煙氣中的二氧化硫與氨水反應生成亞硫酸氨，氧化後生成硫酸氨溶液，經結晶、脫水、乾燥后即可製得硫酸氨（肥料）。該法的反應速度比石灰石—石膏法快得多，而且不存在結構和堵塞現象。

另外，濕法煙氣脫硫技術中還有鈉法、雙鹼脫硫法和海水煙氣脫硫法等，應根據吸收劑的來源、當地的具體情況和副產品的銷路實際選用。

2、半干法煙氣脫硫技術

主要介紹旋轉噴霧乾燥法。該法是美國和丹麥聯合研製出的工藝。該法與煙氣脫硫工藝相比，具有設備簡單，投資和運行費用低，佔地面積小等特點，而且煙氣脫硫率達75%—90%。

該法利用噴霧乾燥的原理，將吸收劑漿液霧化噴入吸收塔。在吸收塔內，吸收劑在與煙氣中的二氧化硫發生化學反應的同時，吸收煙氣中的熱量使吸收劑中的水分蒸發乾燥，完成脫硫反應后的廢渣以干態形式排出。該法包括四個在步驟：1）吸收劑的製備；2)吸收劑漿液霧化；3）霧粒與煙氣混合，吸收二氧化硫並被乾燥； 4）脫硫廢渣排出。該法一般用生石灰做吸收劑。生石灰經熟化變成具有良好反應能力的熟石灰，熟石灰漿液經高達15000～20000r/min的高速旋轉霧化器噴射成均勻的霧滴，其霧粒直徑可小於100微米，具有很大的表面積，霧滴一經與煙氣接觸，便發生強烈的熱交換和化學反應，迅速的將大部分水分蒸發，產生含水量很少的固體廢渣。