邯邢地區煤炭燃燒有害微量元素的運移

王瑞芹（河北省煤田地質研究所,河北 邢臺 054000）

邯邢地區煤炭燃燒有害微量元素的運移

王瑞芹
（河北省煤田地質研究所,河北 邢臺 054000）

摘 要：煤是經過很長時間的地質演化而形成的不可再生資源，對于我國的經濟發展和生活具有十分重要的意義，利用煤的燃燒產生的熱量能夠用來發電和制作各種化學用品為人所用，具有很重要的實際意義。由于煤在地下經過復雜的化學和物理變化，因此構成煤的物質組成成分較多，在燃燒過程中，不同物質的燃燒產生的物質各不相同，某些是對于環境具有很大危害的有害物質，通過煤的燃燒過程逐漸析出運移，在邯邢地區具有大量的煤炭資源，同時對煤的加工企業也十分廣泛，導致有害元素運移，當這些元素積累達到一定水平時將會對環境和人體造成重大的負面影響。

關鍵詞：邯邢地區；煤炭燃燒；有害元素；運移

煤是需要經過一定環境條件下，在較長歷史發展時間才能形成的不可再生資源，對于人們的生產和生活具有重要的意義，是世界范圍內公認的重要資源之一。由于其形成條件比較復雜，構成的元素多種多樣，大部分的構成元素在燃燒之后會形成一定的有害物質，因此在燃燒過程中，必須加強對于煤燃燒過程中有害物質運移的控制，避免其對于環境和人體造成影響。本文將重點對煤燃燒前、燃燒中和燃燒后有害物質的運移情況進行分析，同時提出相應的處理措施。

1 微量元素的遷移規律分析

微量元素在實際生產中的分類分為易揮發性元素、半揮發性元素和難揮發性元素，各類元素在燃燒過程中發生的變化都是不相同，主要存在的變換形式有三種：第一是易揮發性元素和半揮發性性元素呈現出細粒徑灰富集，從而之間的與超細飛灰表面相結合，其中的一部分向大氣中擴散，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形式一同釋放至大氣環境內。第三是難揮發和不揮發元素直接殘留在飛灰和底灰中沒有產生向空氣中運移的過程。

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

2 微量元素的揮發控制

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境的影響，也就是地球的化學性和元素的賦存狀態，同時煤燃燒過程中的燃燒條件不同產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間都會影響微量元素的揮發情況，也就是對于微量元素的運移產生重要的影響，因此在控制過程中可以從上述幾個部分進行入手。

2.1 調整燃燒條件

微量元素的燃燒運移情況會隨著溫度條件的不同而發生變化，并且溫度越高產生的揮發物質越多。在實際條件允許的條件下合理的降低鍋爐的負荷情況，降低爐內的平均燃燒溫度，使爐內的氧化作用明顯，這樣將會直接影響爐內微量元素的變化。較強的氧化作用可以減少熔沸點相對較低的物質轉變為次氧化物的比例，將飛灰中的微量元素的含量進行控制，避免微量元素的運移數量過大。

2.2 使用吸附劑

利用部分礦物的自身存在物理性質來對微量元素進行吸收，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移。

2.3 控制煙囪溫度

在能夠滿足實際生產要求的情況下，適當降低煙囪的溫度，其主要原因在于，煙囪的溫度情況將會直接影響燃燒之后的產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調低，可以使有害的氣態或者蒸汽態的物質殘留在煙囪內或者鍋爐內，降低進入大氣中的含量，在處理時也能比較集中的進行處理，控制難度比較簡單。

2.4 增強除塵器的運行效率

除塵器能夠有效的將飛灰進行吸附，從而保證進入大氣中的有害物質含量在比較低的水平，降低環境中的飛灰含量，避免對于環境的重要危害。通過對有害元素的整體分布情況分析，在飛灰中的富集程度遠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于降低環境影響具有重要的意義。在邯邢地區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，基本能夠對所有類型飛灰進行處理，除塵效率能夠達到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到99.9%，效果明顯。

3 控制煤炭燃燒有害微量元素的運移

煤燃燒之后的產物主要是飛灰，構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廢渣之一，我國年排渣量已經超過3200萬噸。煤中的有害元素在粉煤灰中的主要存在形式殘渣，因此向環境中遷移的能力相對較弱，但是在處理過程中會出現一定的問題，在處理粉煤灰時通常采用的是濕法排灰的方式進行，將粉煤灰轉移至灰池中利用水的作用對其進行運載、淋濾和沉積作用，在這一過程中有些穩定程度角度的有害物質將會在水中不斷的富集，當富集程度達到一定量時對于土壤環境和水環境都會造成很大的影響，使地下水受到污染。目前常用的方法有以下兩種方式：

第一，處理儲灰場所。在灰池的地區設置一定厚度的隔離層能夠有效的避免部分遷移性較強的微量有害元素的遷移，有效的避免這些元素對于地下水造成的危害。采用具有特性的植物來對有害物質進行吸收，將有害的重金屬物質直接從地下部分轉移至地上部分，避免其對于地下水和土壤的影響作用。

第二，加強有關粉煤灰的處理，為了避免粉煤灰由于長時間堆放而造成的微量元素遷移情況，應當盡可能縮短微量元素的放置時間，重視運輸過程，采用濕法運輸的方式將粉煤灰應用于建材方面。

4 結束語

煤的燃燒過程會產生相對較多的有害物質，對于環境和人體都會造成很強的影響，在實際生產過程中應當加強對于粉煤灰的處理工作，嚴格重視粉煤灰處理方法的研究，減少燃燒產生的有害物質遷移。

參考文獻：

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