神奇“魔爐”讓“丑”煤變“靚”

蘇更林

2017年新的一年開始了，為了討吉利，大家都想要來個“開門紅”，可是太陽卻跟大家玩起了捉迷藏，1月以來，全國多地連續處于灰蒙蒙的狀態。這一切的罪魁禍首就是霧霾。

頻繁襲來的大范圍嚴重霧霾讓人心煩意亂，網上的各種傳言也不脛而走，很多人都在指責相關部門沒有做好該做的工作。其實，為了治理霧霾，國家已經做了很多工作。2016年12月29日，新華社就以《能減灰霾：中科院研制推廣綠色高效燃煤爐》為題，介紹了我國在潔凈型煤燃燒技術研發中取得的革命性突破，并認為這是解決農村煤炭散燒污染問題的一個有效途徑。

霧霾解析讓煤變“丑”

導致霧霾天氣的首要污染物往往為微細污染物，主要有PM10和PM2.5。這些微細污染物的組成成分極其復雜，包括數百種大氣顆粒物質，并因地域不同而有所差異。

通過對一些區域PM2.5來源的解析發現，PM2.5主要有三大來源，即工業生產、燃煤和機動車尾氣排放。不過，不同地域的污染物有不同的來源和比例。就全國來說，PM2.5有60%來源于燃煤和燃油，也就是化石能源的燃燒?？磥恚济簩F霾的“貢獻率”可不能小覷哦！

據專家分析，在重污染期間，化石燃料或生物質燃燒排放的一次顆粒物增加明顯，其中原煤散燒對近地面污染的“貢獻率”最高。為什么散燒煤是導致霧霾的重要因素呢？這是因為散燒煤點多面廠，有些是雜質含量高的便宜煤，再加上燃燒粗放低效，缺乏必要的煙氣處理。

實驗證明，散燒煤的排放強度要遠大于集中燃燒。例如，農村生活散燒煤每噸大約排放7千克的PM2.5，而每噸電煤僅排放0.4千克的PM2.5，散燒煤排放強度是電煤的17.5倍。同時，由于散燒煤通常在人口密集地區低空直接排放，因此二氧化硫、氮氧化物的排放水平要比電煤大許多倍。

因此，國家能源局出臺的《煤炭清潔高效利用行動計劃（2015-2020年）》，要求在城市和農村大力采用清潔能源替代民用散煤，從而減少煤炭分散直接燃燒。

“魔爐”讓“丑”煤變“靚”

驅散霧霾污染，建設美麗中國，我們面臨的挑戰極其嚴峻，但都繞不開發展清潔能源。治理農村散燒煤污染問題，比較可行的方案有使用清潔能源和煤炭潔凈燃燒等。

中科院過程工程研究所長期致力于潔凈煤燃燒技術的研究，并發明了“解耦燃燒技術”。20多年來，中科院過程工程研究所的科研人員通過優化鍋爐結構和燃燒過程，實現了對燃料熱解氣化和半焦燃燒過程的解耦和優化控制，突破了燃燒控制的技術難點，能夠解除煙黑、一氧化碳與氮氧化物、二氧化硫的耦合，從而可以降低氮氧化物的排放。

那么，解耦燃燒技術的秘密是什么呢？簡單來說，解耦燃燒技術包括兩個部分，一個是解耦燃燒爐具，另一個是高效改性潔凈型煤。只有“煤爐匹配”，才能讓“丑”煤變“靚”。

我們先來說說解耦燃燒爐具。這是中科院過程工程研究所根據解耦燃燒原理開發的節能環保解耦燃煤爐具，而解耦燃燒技術是目前國內外唯一可以有效降低氮氧化物排放的高效燃煤實用技術。

再來說說高效改性潔凈型煤。兗礦集團用當地的煙煤資源作為原料，配合復合化學添加劑技術，采用中低壓、無粘結劑干壓成型工藝，制成了高效、環保、價廉的新型改性潔凈型煤。

解耦燃燒技術是一種可有效降低氮氧化物排放的高效中小型燃煤實用技術，其原理為：高溫富氧有利于提高燃料燃燒效率，但會增加氮氧化物排放，因此解耦燃燒技術先讓煤在低溫還原氣氛下低氮燃燒，再在高溫氧化條件下讓可燃物燃盡，這樣就可以充分地進行連續分級燃燒，從而有效抑制燃燒過程中氮氧化物的生成。

用解耦燃燒爐具燃燒潔凈型煤，可對氮氧化物、二氧化硫和煙塵等多種污染物進行協同控制。與傳統燃煤爐相比，解耦燃煤爐的氮氧化物排放可降低30%～45%，節煤量可達20%～30%，排煙林格曼黑度小于1，達到無煙排放標準。

林格曼黑度是反映鍋爐煙塵黑度（濃度）的一項指標，采用視覺方法對煙氣黑度進行評價，共分為6級，分別是0、1、2、3、4、5級，5級為污染最嚴重。

推廣“魔爐”呵護藍天

據悉，山東省煤炭局近期組織專家對解耦燃燒技術進行了鑒定，認為節能環保解耦爐具使用兗礦集團高效改性潔凈型煤做燃料，大氣污染物排放指標完全達到國家環保要求，熱性能指標則達到行業領先水平，為解決農村煤炭散燒污染問題提供了有效的途徑。

我國能源消費一直以煤炭為主，煤炭消費總量很大，尤其是廣大的農村地區，散燒煤分布極廣，數量眾多，治理難度很大，一直被認為是煤炭治理的“硬骨頭”。在每一個農戶大力推廣解耦燃燒爐，則可以解決“戶戶冒煙”的問題，不僅可以提高他們的生活質量，而且可以有效降低污染物的排放，因此是呵護藍天的一個實際行動。

（責任編輯：白玉磊 責任校對：夏越）