煤燃烧会产生什么有害气体
煤在燃烧过程中主要产生二氧化硫、硫化氢、一氧化氮、二氧化碳等有害气体,还会产生烟尘。大气中的二氧化硫污染主要是由包括煤炭在内的燃料燃烧所致的。
煤炭是地球上蕴藏量最丰富,分布地域最广的化石燃料。构成煤的元素主要有碳、氢、氧、氮和硫等。此外,还有极少量的磷、氟、氯和砷等元素。我国的煤炭资源主要分布在华北和西北地区,石油资源主要分布在东北、华北和西北地区,铁矿资源主要分布在河北、辽宁和四川。
煤炭被人们誉为“黑色的金子”、“工业的食粮”,它是十八世纪以来人类世界使用的主要能源之一。进入二十一世纪以来,虽然煤炭的价值大不如从前,但在目前和未来很长的一段时间之内,煤还是我们人类的生产生活必不可缺的能量来源之一。
虽然煤炭的重要位置已被石油所替代,但在相当长的一段时间内,由于石油的日渐枯竭,导致它必然走向衰败,而煤炭因储量巨大,加之科学技术的飞速发展,煤炭气化等新技术日超成熟,并得到广泛应用。
煤的主要用途:
煤是重要能源,也是冶金、化学工业的重要原料。主要用于燃烧、炼焦、气化、低温干馏、加氢液化等。
(1)燃烧:
煤炭是人类的重要能源资源,任何煤都可作为工业和民用燃料。
(2)炼焦:
把煤置于干馏炉中,隔绝空气加热,煤中有机质随温度升高逐渐被分解,其中挥发性物质以气态或蒸气状态逸出,成为焦炉煤气和煤焦油,而非挥发性固体剩留物即为焦炭。焦炉煤气是一种燃料,也是重要的化工原料。煤焦油可用于生产化肥、农药、合成纤维、合成橡胶、油漆、染料、医药、炸药等。焦炭主要用于高炉炼铁和铸造,也可用来制造氮肥、电石。电石是塑料、合成纤维、合成橡胶等合成化工产品。
(3)气化:
气化是指转变为可作为工业或民用燃料以及化工合成原料的煤气。
(4)低温干馏:
把煤或油页岩置于 550℃左右的温度下低温干馏可制取低温焦油和低温焦炉煤气,低温焦油可用于制取高级液体燃料和作为化工原料。
(5)加氢液化:
将煤、催化剂和重油混合在一起,在高温高压下使煤中有机质破坏,与氢作用转化为低分子液态和气态产物,进一步加工可得汽油、柴油等液体燃料。加氢液化的原料煤以褐煤、长焰煤、气煤为主。
综上,综合、合理、有效开发利用煤炭资源,并着重把煤转变为洁净燃料,是人们努力的方向。
以上内容参考:百度百科-煤燃烧污染物
以上内容参考:百度百科-煤
煤炭气化是指煤在特定的设备内,在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂(如蒸汽/空气或氧气等)发生一系列化学反应,将固体煤转化为含有CO、H2、CH4等可燃气体和CO2、N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时,必须具备三个条件,即气化炉、气化剂、供给热量,三者缺一不可。气化过程发生的反应包括煤的热解、气化和燃烧反应。煤的热解是指煤从固相变为气、固、液三相产物的过程。煤的气化和燃烧反应则包括两种反应类型,即非均相气-固反应和均相的气相反应。不同的气化工艺对原料的性质要求有所不同,因此在选择煤气化工艺时,考虑气化用煤的特性及其影响极为重要。气化用煤的性质主要包括煤的反应性、粘结性、结渣性、热稳定性、机械强度、粒度组成以及水分、灰分和硫分含量等。
煤油气化后,有害成分主要是多环芳烃。含有两个以上苯的氢化合物统称为多环芳烃。多环芳烃对人体的危害发现较早,1915年科学家就证实,多环芳烃对家兔有致癌作用。多环芳烃并不是直接致癌物,它在体内经过酶的作用后生成终致癌物。经致癌物与DNA或RNA等结合后产生不可修复的损害而导致癌症。
燃烧过程中都要放出二氧化硫、一氧化碳、烟尘、放射性飘尘、氮氧化物、二氧化碳等。二氧化硫易形成酸雨,二氧化碳引起温室效应。
燃烧化石燃料给环境造成的危害是当今世界性的严重问题,其结果是使生态环境遭到破坏,人畜生活受到危害。特别是直接燃烧煤炭所造成的环境危害更是触目惊心。化石燃料在燃烧过程中都要放出二氧化硫、一氧化碳、烟尘、放射性飘尘、氮氧化物、二氧化碳等。这些物质会直接危害人畜,导致机体癌变,使生物受辐射损伤,产生酸雨,形成温室效应。发达国家在工业化初期,由于大量燃烧煤炭而付出了沉痛的代价。酿成灾难的典型例子是:20世纪五六十年代,英国伦敦由于大量燃用煤炭等化石燃料,有雾都之称。在1952年一次烟雾事件中,死亡人数达4000人,1962年一次死亡人数达750人。
为了减少直接烧煤产生的环境污染,世界各国都十分重视洁净煤技术的开发和应用。我国是烧煤大国,70%以上的能源依靠煤炭,大力发展洁净煤技术有更重要意义。洁净煤技术包括两个方面,一是直接烧煤洁净技术,二是煤转化为洁净燃料技术。
(1)直接烧煤洁净技术。这是在直接烧煤的情况下,需要采用的技术措施:①燃烧前的净化加工技术,主要是洗选、型煤加工和水煤浆技术。原煤洗选采用筛分、物理选煤、化学选煤和细菌脱硫方法,可以除去或减少灰分、矸古、硫等杂质;型煤加工是把散煤加工成型煤,由于成型时加入石灰固硫剂,可减少二氧化硫排放,减少烟尘,还可节煤;水煤浆是先用优质低灰原煤制成,可以代替石油。②燃烧中的净化燃烧技术,主要是流化床燃烧技术和先进燃烧器技术。流化床又叫沸腾床,有泡床和循环床两种,由于燃烧温度低可减少氮氧化物排放量,煤中添加石灰可减少二氧化硫排放量,炉渣可以综合利用,能烧劣质煤,这些都是它的优点;先进燃烧器技术是指改进锅炉、窑炉结构与燃烧技术,减少二氧化硫和氮氧化物的排放技术。③燃烧后的净化处理技术,主要是消烟除尘和脱硫脱氮技术。消烟除尘技术很多,静电除尘器效率最高,可达99%以上,电厂一般都采用。脱硫有干法和湿法两种,干法是用浆状石灰喷雾与烟气中二氧化硫反应,生成干燥颗粒硫酸钙,用集尘器收集;湿法是用石灰水淋洗烟尘,生成浆状亚硫酸排放。它们脱硫效率可达90%。
(2)煤转化为洁净燃料技术。主要有以下四种:①煤的气化技术,有常压气化和加压气化两种,它是在常压或加压条件下,保持一定温度,通过气化剂(空气、氧气和蒸汽)与煤炭反应生成煤气,煤气中主要成分是一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体。用空气和蒸汽做气化剂,煤气热值低;用氧气做气化剂,煤气热值高。煤在气化中可脱硫除氮,排去灰渣,因此,煤气就是洁净燃料了。②煤的液化技术,有间接液化和直接液化两种。间接液化是先将煤气化,然后再把煤气液化,如煤制甲醇,可替代汽油,我国已有应用。直接液化是把煤直接转化成液体燃料,比如直接加氢将煤转化成液体燃料,或煤炭与渣油混合成油煤浆反应生成液体燃料,我国已开展研究。③煤气化联合循环发电技术,先把煤制成煤气,再用燃气轮机发电,排出高温废气烧锅炉,再用蒸汽轮机发电,整个发电效率可达45%。我国正在开发研究中。④燃煤磁流体发电技术,当燃煤得到的高温等离子气体高速切割强磁场,就直接产生直流电,然后把直流电转换成交流电。发电效率可过50%~60%。我国正在开发研究这种技术。
据山西青年报报道,10月2日9时20分许,山西介休一煤气化企业供电线路突发故障,导致厂区内所有设施停电无法正常运行,造成焦炉烟气大量涣散,现场浓烟滚滚。故障发生后,相关部门立即赶到现场处置,12时35分所有设施已全部恢复正常运行,焦炉烟气已正常。该企业正在进一步排查,彻底消除隐患。据调查显示,该企业曾经被环保问题处罚过十次。那这一次又出现了问题,排放出了大量的黄烟,这个黄烟具体是什么?有什么危害?我们一起来看一下。
据悉涉事企业为昌盛煤气化有限公司,因为线路故障导致正在运作的鼓风机突然停止,导致厂内所有设施停电无法运作,造成焦炉产出大量烟气,期间焦炉炉顶有大量黄烟排出。所以这个"黄烟"就是焦炉烟尘。焦炉烟尘污染可分为两部分:一部分是炼焦期间焦炉逸出的散烟;另一部分是机械操作过程中产生的烟尘。而焦炉烟尘之所以呈黄色,是因为烟尘中含硫量太大,二氧化硫含量高,并且烟雾的主要成分是二氧化碳和水蒸汽,这两种物质约占所有烟雾成分的90%~95%;另外,还会产生一氧化碳、碳氢化合物、碳化物、氮氧化物及微粒物质,约占10%~5%。这样不仅会造成空气污染,也会危害人类身体健康。
对人体有何危害?
如果人长时间待在这种浓烟低氧的环境中,会造成呼吸障碍、失去理智、脸色发青,甚至窒息死亡。当炉火、煤烟、灰尘中的有害气体,经呼吸道吸入肺部,渗透到血液中后,就会给人带来极大的危害。因此焦化工厂应该时刻检测并维修设备,在工厂的工作者也应该做好防护措施,以免健康受到损害。