煤中砷的赋存状态

摘 要 研究了山西神头电厂炉前煤( C) 、炉前煤实验室高温灰化灰( HA) 、飞灰( FA) 和底灰( BA) 中砷的分布，用 X 射线衍射以及光学显微镜分析和观察了样品中矿物组成，并用逐级化学提取方法研究了砷在它们中的赋存状态。研究表明，FA 中砷含量最高，BA 的砷含量最低燃煤产物中 50%以上的砷进入玻璃质硅酸盐相或莫来石矿物晶格，20% ～30% 与碳酸盐和铁锰氧化物结合，15% ～20%的砷呈水溶态和可交换态因为水溶态和可交换态的砷容易进入水环境中，所以，对电厂燃煤产物中砷对水环境的潜在危害应予以重视。

任德贻煤岩学和煤地球化学论文选辑

砷是煤中常见的有害微量元素，煤燃烧释放的砷已经对人身健康造成严重的危害［1］。燃煤产物中砷的赋存状态决定其向环境释放的能力，因此研究燃煤产物中砷的赋存状态对评价燃煤产物中砷的环境影响有重要意义。然而，对燃煤产物As的赋存状态研究较少。

本文应用逐级化学提取方法对山西神头电厂燃煤产物中砷的赋存状态进行了研究。

一、样品特征

1.样品的元素地球化学和矿物学特征

实验所用样品为山西神头电厂炉前煤(C)、炉前煤实验室高温灰化灰(HA)、飞灰(FA)和底灰(BA)，其中实验室高温灰化灰是在850℃下把炉前煤灰化24h后得到的。

用中子活化分析(INAA)和原子吸收光谱(AAS)方法测定了样品中As，Al，Ca，Mg，K，Na，Fe，Mn的质量分数(表1)，对炉前煤低温灰化后测定了其灰分，用粉末X射线衍射(XRD)和光学显微镜分析观察了FA，BA，C，HA的矿物和显微岩石学特征。

2.样品的元素丰度

常量元素Al，Ca，Na在FA和BA中质量分数相近。Fe在BA中最高，其次是FA、CMn在HA、FA和BA中质量分数相近As在FA中质量分数高，其次为HA、BA显然，这些元素在C中质量分数最低。Fe/Ca在FA、BA分别为0.58和0.82，显然，FA和BA都是碱性灰且FA的碱性高于底灰［2］。

3.样品的矿物学和显微岩石学特征

炉前煤为平朔矿区山西组4号煤，镜质组油浸最大反射率为0.66%其有机显微组分主要是镜质组和惰质组其主要矿物是高岭石和勃姆石(γ-AlOOH)，其次为方解石和石英，还含有微量的伊利石。FA，BA的主要成分是莫来石(Al6Si2O13)，未发现有其他矿物，谱线的背底较高表明含有较多玻璃质铝硅酸盐相。HA的主要成分是石英和海泡石，其XRD谱线背底较高特别是002峰位较高表明其含有许多残炭，这些残碳是由于在高温灰化时氧气供应不足未能使碳全部转为二氧化碳的不完全燃烧的产物。显微镜下观察，FA 和BA 都以玻璃质铝硅酸盐为主，其次为玻璃质微球，微球粒径在 10 ～ 200μm，以 100μm 居多球壁较厚。在 FA 中偶见大球腔中包含小球集合体形成囊状物，FA 和 BA 中残炭少见，而 HA 中残炭较多。

表 1 样品特征

二、实验方法

采用逐级化学提取方法首先分6步分别提取水溶态和可交换态砷、铁锰氧化物态砷、腐植酸态砷、富里酸态砷、进入煤分子结构的砷、进入矿物晶格的砷于溶液中，然后用流动注射-氢化物-原子吸收光谱方法测定砷的含量，最后计算各种形态砷的百分比。实验试剂准备及实验方法如下。

取10g样品磨至200目以下备用。分别制备CH3COONa溶液(CB=1mol/L)、NH2OH·HCl溶液(CB=0.04mol/L)、NaOH溶液(ρB=10g/L)、Na3PO4溶液(CB=0.1mol/L)、HCl溶液(ρB=50g/L)HNO3溶液(CB=0.2mol/L)此外，准备CH3COOH，HF，HClO4等试剂。逐级化学提取实验具体操作如下。

1.水溶态和可交换态(P1)

称取1.0000g试样于50mL三角瓶中，加入制备的CH3COONa溶液20mL，电磁搅拌1h，转入离心管中高速离心30min，移去上清液于50mL容量瓶中，用去离子水10mL洗涤离心管中的沉淀并离心20min，洗涤清液合并于50mL容量瓶中。再重复洗涤一次。用去离子水冲至刻度并摇匀。供测定As用。离心管的残渣供下一次提取用。随样品操作带一个空白测定，以下各级提取均带空白。用上述方法测定As的质量分数。

2.碳酸盐及铁锰氧化物态(P2)

将2.1得到的残渣加入20mLCH3COOH(φB=15%，内含0.04molNHOH·HCl)，在离心管口加一个小漏斗放入90℃水浴上提取1h，以下操作同2.1。

3.腐植酸和富里酸结合态(P3-FZ，P3-FL)

将由2.2得到的残渣加10mLNaOH溶液(含0.1mol焦磷酸钠)于水浴上提取1h。提取液转入100mL烧杯中，重复上述操作，直至提取液颜色变淡为止。烧杯中的提取液用1:1HCl调至pH=1～2，加热使腐植酸沉淀析出，放置过夜。次日，进行过滤，滤纸上的沉淀为腐植酸。将滤纸和沉淀物一起放入瓷坩埚中灰化后放入550℃马弗炉灼烧至无黑色。用HCl溶液溶解于25mL容量瓶中，定容即为腐植酸结合态(P3-FZ)。滤液为富里酸，水浴蒸干后转入马弗炉中550℃烧至无黑色，用HCl溶液溶解于25mL容量瓶中，定容为富里酸结合态(P3-FL)。

4.其他有机结合态(P4)

将2.3得到的离心管中的残渣在水浴上蒸干后进行低温灰化实验，低温灰化是在低于100℃的等离子体中连续灰化48h以释放与有机质结合的元素。低温灰化后将低温灰化灰放回原离心管中并加入5mLHNO3和10mL浓H2O2于水浴(90℃)上提取1h，重复一次，清液合并于50mL容量瓶中，定容为其他有机结合态(P4)。

5.进入矿物晶格或呈单矿物态(P5)

将2.4得到的残渣于水浴上蒸干后转入30mL聚四氟乙烯坩埚中加HF和HClO4，将坩埚放在低温电热板上，加热使残渣全溶后，用HCl溶液转至50mL容量瓶中，定容摇匀为进入矿物晶格态(P5)。

三、结果与讨论

实验结果如表2。由表2可知，逐步提取到的各个分量砷之和与样品砷的总量相等或近于相等，这表明用逐级化学提取方法研究煤和燃煤产物中微量或痕量砷的赋存状态是可行和有效的，这为研究煤及燃煤产物中微量元素赋存状态提供了一种行之有效的实验方法。

表 2 砷赋存状态的逐级化学提取实验结果

注: 表中每栏上边数据为提取到的 As 绝对质量( μg) ，下边数据为该质量占总量的百分比。

实验表明，低煤级的炉前煤样品由于露天堆放而受到轻度氧化，产生了次生腐植酸和富里酸，所以提取到部分次生腐植酸或富里酸，而其他样品中没有提取到腐植酸和富里酸实验表明，C中有36.71%的砷与富里酸结合，而没有与腐植酸结合，这与富里酸分子比腐植酸分子含有较多的官能团有关［2］。此外，在C中砷主要是进入矿物晶格(56.99%)和有机结合态(36.71%)。砷在HA，FA和BA中主要是进入玻璃质硅酸盐相或莫来石矿物晶格(以AsO3－4形式)，HA中占86.25%，BA中占60.78%，FA中占47.22%其次与碳酸盐和铁锰氧化物结合，FA中占34.72%，BA中占21.57%，HA中占8.44%再次为水溶态和可交换态(AsO3－4的可溶盐)，FA中占19.44%，BA中占15.69%，HA中占5.00%。

显然，电厂燃煤FA，BA与HA中砷的赋存状态不完全相同，这可能是由于燃烧方式不同的结果。FA、BA与HA中砷主要进入玻璃质硅酸盐相或莫来石矿物晶格，这是因为它们的物相组成是以玻璃质硅酸盐相或莫来石为主的原因。电厂FA和BA中含有15%～20%水溶态和可交换态的砷，它们易进入水环境从而对水环境造成潜在污染。

四、结束语

通过以上分析可得到以下认识:

(1)神头电厂FA中砷含量最高，其次为HA，最低的是BA。

(2)神头电厂FA和BA主要由莫来石晶体和玻璃质铝硅酸盐相组成，而HA还含有较多石英和海泡石FA和BA中残炭很少，而HA中含有较多残炭。

(3)炉前煤中的砷含量较低且黏土矿物含量高时，砷主要进入黏土矿物晶格低煤级煤由于露天堆放而产生的次生富里酸能结合部分砷。

(4)神头电厂FA和BA中的砷主要进入玻璃质硅酸盐相或莫来石矿物晶格中，但仍然有15%～20%的水溶态和可交换态砷，因此电厂FA和BA中砷对水环境的潜在危害应予以重视。

参 考 文 献

［1］ Belkin H E，Zheng B S，Zhou D X，et al. Preliminary results on the geochemistry and mineralogy of arsenic in mineral- ized coals from endemic arsenosis areas in Guizhou Province，P R China. In: Proceedings of Fourteenth Annual Interna- tional Pittsburgh Coal Conference. Pittsburgh: Pittsburgh Coal conference ( CDROM ISBN 1-890977-14-4) . 1997.

［2］ 赵峰华 . 煤中有害微量元素分布赋存机制及燃煤产物淋滤实验研究 . ［博士学位论文］. 北京: 中国矿业大学北京校区，1997

Research on the phase of arsenic in coal-burning residue

Zhao Fenghua1Ren Deyi1Xu Dewei1Ying Jinshuang2Li Ya’ nan2Wang Xiuqing2

( 1. Department of Resource Exploitation Engineering，CUMT，Beijing 100083

2. Geology Institute of Nuclear Industry Department，Beijing 100029)

Abstract The distribution of arsenic in coal( C) ，laborotary high-temprature ash( HA) ， fly ash( FA) and bottom ash( BA) w as investigated. The phase compositions of C，HA FA and BA w ere analyzed using optical microscopy and x-ray diffraction. The modes of occurrence of arsenic in these samples w ere studied using sequential chemical extract method. The research show s that FA has the highest mass fraction of arsenic，w hile BA，the low est. Over 50% of arsenic in coal-burning residues occurs in the phase of glassy aluminosilicate or mullite，20% ～ 30% of arsenic in carbonate and iron-mangnese oxide phase，and 15% ～ 20% of arsenic in w a- ter-soluble and ion-exchangeable state. The w ater-soluble and ion-exchangeable arsenic is easy to be solved in w ater，so the coal-burning residues are the potential source of pollution.

Key words coal-burning residues，arsenic，occurrence，sequential chemical extract

( 本文由赵峰华、任德贻、许德伟、尹金双、李亚男、王秀琴合著，原载《中国矿业大学学报》，1999 年第 28 卷第 4 期)

一、煤中的砷：是一种强毒性的致癌元素。

二、煤中的砷通过燃烧进入地壳开放环境，进行迁移、转化及再分配，个别地区已严重威胁到人类的健康。

三、在我国贵州兴仁、兴义一带由于燃烧含砷煤所引起的皮肤癌已发展到相当严重的程度。

为了便于利用数学方法进行煤炭资源洁净等级评价，需要对各评价指标进行分级。在上面建立的煤炭资源洁净等级评价指标体系中，将硫分和灰分两种宏量组分在国家标准的基础上分为五级；对于所考虑的17种微量元素，除了As，Cl等个别元素的分级有行业标准以外，其余元素并没有任何标准可参考，因此，在广泛收集现有测试数据的基础上采用数学统计方法进行分级，同样将它们分成五级。

1.统计方法

问题抽象：有离散数据集合X（x1，x2，…，xn），求该集合的一个划分覆盖，使得该划分中的每个子集中的元素数目在原集合的总元素中达到某个百分比。

算法总体思想：自由分割，其实现步骤为：

1）求取原集合中的最大元素xmax、最小元素xmin，将区间［xmin，xmax］进行等区间划分，区间数目的确定应该根据原集合中元素的数目来进行，这样获得每一个小区间的增量δ；

2）i=0，xs=xmin+i*δ（或xe=xmax-i*δ）

3）对区间［xs，xs+（i+1）*δ］（或［xe-（i+1）*δ，xe］），扫描原集合中所有数据，统计落在该区间中的元素的数目，计算占原集合中元素数目百分比，如果小于给定百分比，i=i+1，重复执行3）；否则转2）计算下一个区间。

2.分级方案

在对所有基础数据进行统计的基础上，计算获得相关有害微量元素的分级方案，如表9-8至表9-24。其中，对As和Cl的等级划分结果与煤炭行业标准MT/T803—1999 和MT/T597—1996是一致的。由此表明，采用数学统计方法划分煤中有害微量元素等级的结果是可以接受的。同理，在参考了煤中硫分和灰分等级划分国家标准的基础上，按五级划分获得的硫分和灰分的分级方案，见表9-25和表9-26。

表9-8 煤中砷含量分级方案（wB/10-6/）

表9-9 煤中铅含量分级方案（wB/10-6）

表9-10 煤中汞含量分级方案（wB/10-6）

表9-11 煤中镉含量分级方案　（wB/10-6）

表9-12 煤中铬含量分级方案　（wB/10-6）

表9-13 煤中硒含量分级方案　（wB/10-6）

表9-14 煤中钴含量分级方案　（wB/10-6）

表9-15 煤中镍含量分级方案　（wB/10-6）

表9-16 煤中锰含量分级方案　（wB/10-6）

表9-17 煤中铍含量分级方案　（wB/10-6）

表9-18 煤中锑含量分级方案　（wB/10-6）

表9-19 煤中铀含量分级方案　（wB/10-6）

表9-20 煤中氟含量分级方案　（wB/10-6）

表9-21 煤中氯含量分级方案　（wB/10-6）

表9-22 煤中钼含量分级方案　（wB/10-6）

表9-23 煤中钍含量分级方案　（wB/10-6）

表9-24 煤中溴含量分级方案　（wB/10-6）

表9-25 煤炭的灰分含量分级方案　（wB/10-6）

（据GB/T-212—2003修改）

表9-26 煤炭的硫分含量分级方案　（wB/10-6）

（据GB/T-214—1996修改）

坤属于微量元素，在2015年1月1日起执行的《商品煤质量管理暂行办法》中有明确的规定，汞（Hgd）≤0.6μg/g，砷（Asd）≤80μg/g，磷（Pd）≤0.15%，氯（Cld）≤0.3%，氟（Fd）≤200μg/g。危害肯定是对大气污染，造成有毒有害气体，具体登记划分目前尚未提出。

煤炭指标

全水是煤炭中含有的水分，（微机水分测定仪）。

灰分是煤炭燃烧后剩余的灰分，（灰分测定仪）。

挥发份是煤炭燃烧中可挥发成分，（马弗炉）。

固定碳是指煤炭除去水分、灰分和挥发分后的残留物，（工业分析仪、马弗炉）。

全硫是煤炭中所有硫元素含量（污染指标），（定硫仪）。

热值是煤炭的发热量，它是确定煤炭质量用途的重要指标。

第一个指标：

水分（M ）

煤中水分分为内在水分、外在水分、结晶水和分解水。煤中水分过大是不利于加工、运输等，燃烧时会影响热稳定性和热传导，炼焦时会降低焦产率和延长焦化周期。现在我们常报的水份指标有：1、全水份（Mt），是煤中所有内在水份和外在水份的总和，也常用Mar表示。通常规定在8%以下。2、空气干燥基水份(Mad)，指煤炭在空气干燥状态下所含的水份。也可以认为是内在水份，老的国家标准上有称之为“分析基水份”的。

煤中水分的赋存状态分为2大类。一类是与矿物质相结合的水，称为化合水或结晶水。如石膏（CaSO4。2H2O）和高岭土（Al2O3。2SiO2。2H2O）中的结晶水就是以化合形式与矿物质相结合。这部分水分通常要在2000C以上的温度下才能分解析出。如CaSO4。2H2O中的2个分子结晶水要在5000C以上才能完全脱除，在1700C时能脱除其中1.5份结晶水。工业分析中的水分则不包括这部分结晶水。另一类水分是以物理状态与煤的有机物质相联系。即水分以附着和吸附等形式存在于煤中，这部分水统称为游离水分。这些游离水分在105-1100C的温度下经过一定时间的蒸发即可全部脱除。游离水分的多少在一定程度上能表征煤炭的煤化程度深浅，也是决定媒质优劣的重要参数之一，当煤的内部毛细孔吸附的水分达到饱和状态时，其所含的水分称为煤的最高内在水分。煤内部毛细孔容积的大小，基本上能表征煤的煤化程度。尤其是低煤化度煤，毛细孔的内表面积很大，其最高内在水分含量也高。

煤的外在水分和内在水分合称为煤的全水分（Mt）。由于煤的外在水分随煤矿地质条件、大气的湿度等外界条件的改变而变化，所以煤炭的全水分含量也是经常发生变化的。

收到基水分就是指煤的全水分。包含内在水分和外在水分。如果说空气干燥机水分，只是包含内在水分，不包含外在水分。

第二个指标：

灰分A

灰分指煤在燃烧的后留下的残渣。不是煤中矿物质总和，而是这些矿物质在化学和分解后的残余物。灰分高，说明煤中可燃成份较低。发热量就低。同时在精煤炼焦中，灰分高低决定焦炭的灰分。能常的灰分指标有空气干燥基灰分（Aad）、干燥基灰分（Ad）等。也有用收到基灰分的（Aar）。

煤炭质量的基本指标之一。煤在彻底燃烧后所剩下的残渣称为灰分，灰分分外在灰分和内在灰分。外在灰分是来自顶底板和夹矸中的岩石碎块，它与采煤方法的合理与否有很大关系。外在灰分通过分选大部分能去掉。内在灰分是成煤的原始植物本身所含的无机物，内在灰分越高，煤的可选性越差。

灰分是有害物质。动力煤中灰分增加，发热量降低、排渣量增加，煤容易结渣；一般灰分每增加2%，发热量降低100kcz1/kg左右。冶炼精煤中灰分增加，高炉利用系数降低，焦炭强度下降，石灰石用量增加；灰分美增加1%，焦炭强度下降2%，高炉生产能力下降3%，石灰石用量增加4%。

第三指标：

挥发份全称为挥发份产率V

挥发份指煤中有机物和部分矿物质加热分解后的产物，不全是煤中固有成分，还有部分是热解产物，所以称挥发份产率。挥发份大小与煤的变质程度有关，煤炭变质量程度越高，挥发份产率就越低。在燃烧中，用来确定锅炉的型号；在炼焦中，用来确定配煤的比例；同时更是汽化和液化的重要指标。常使用的有空气干燥基挥发份（Vad）、干燥基挥发份（Vd）、干燥无灰基挥发份（Vdaf）和收到基挥发份（Var）。其中Vdaf是煤炭分类的重要指标之一。 它对燃烧和对锅炉工作有何影响。将煤加热到一定温度时，煤中的部分有机物和矿物质发生分解并逸出，逸出的气体（主要是H2,CmHn,CO,CO2等）产物称为煤的挥发分。挥发分是煤在高温下受热分解的产物，数量将随加热温度的高低和加热时间的长短而变化。通常所说的挥发分是指煤在特定条件下加热有机物及矿物质的气体产率。即经干燥的煤在隔绝空气下加热至10℃，恒温7分钟所析出的气体占干燥无灰基成分的质量百分数，称干燥无灰基挥发分Vdaf。挥发分是煤中氢、氧、氮、硫和一部分碳的气体产物，大部分是可燃气体。挥分含量高，煤易于着火，燃烧稳定。因此，挥发分是表征燃烧特性的重要指标，从而也对锅炉工作带来多方面的影响，如，需要根据挥发分大小考虑炉膛容积及形状；挥发分含量影响燃烧器的型式及配风方式的选用，影响磨煤机型式及制粉系统型式的选择。同时，挥发分也是煤进行分类的重要指标之一。煤样与空气隔绝，并在一定温度下加热一定时间，从煤中有机物分解出来的液体（呈蒸汽状态）和气体的总和称为挥发分。

煤的挥发分主要是由水分、碳氢的氧化物和碳氢化合物（以CH4为主）组成，但煤中物理吸附水（包括外在水和内在水）和矿物质二氧化碳不在挥发分之列。

第四个指标：

固定碳FC

煤中去掉水分、灰分、挥发分，剩下的就是固定碳。煤的固定碳与挥发分一样，也是表征煤的变质程度的一个指标，随变质程度的增高而增高。

煤经热解出挥发分之后，余下的是固定碳和灰分。不同煤种，固定碳含量不同。固定碳是参与气化反应的基本成分。在煤炭工业中，指挥发物逸出后所剩余的可烯碳质。在煤或焦炭中固定碳的含量用重量百分数表示，即由常样的重量中减去水分、挥发物和灰分的重量，或由于样的重量中减去挥发物和灰分的重量而得。固定碳的含量是煤的分类以及煤和焦炭等的质量指标之一。一般挥发物愈少，固定碳就愈多。实验室中将样品粉末约>1克置于有盖的标准坩埚中，在850℃下加热7分钟，逐出水分和挥发物后，由剩余的重量中减去灰分而得。在沥青工业中，指溶解于苯、甲苯或二硫化碳的成分。又称化合碳，以区别于不溶解的游离碳。

固定碳含量是指煤炭除去水分、灰分和挥发分后的残留物,它是确定煤炭质量用途的重要指标。固定碳是煤的发热量的重要来源，所以有的国家以固定碳作为煤发热量计算的主要参数。固定碳也是合成氨用煤的一个重要指标。

固定碳计算公式：(FC)ad=100-(Mad Aad Vad)当分析煤样中碳酸盐CO2含量为2-12%时：(FC)ad=100-(Mad-Aad Vad)-CO2,ad(煤)当分析煤样中碳酸盐CO2含量大于12%时：(FC)ad=100-(Mad Aad Vad)-[CO2,ad(煤)-CO2,ad(焦渣）]式中：（FC）ad——分析煤样的固定碳，%； Mad——分析煤样的水分，%； Aad——分析煤样的灰分，%； Vad——分析煤样的挥发分，%； CO2,ad（煤）——分析煤样中碳酸盐CO2含量，%； CO2,ad(焦渣)——焦渣中CO2占煤中的含量，%

第五个指标：

全硫St

硫是煤中的有害元素，包括有机硫、无机硫。1%以下才可用于燃料。部分地区要求在0.6和0.8以下，现在常说的环保煤、绿色能源均指硫份较低的煤。常用指标有：空气干燥基全硫(St,ad）、干燥基全硫(St.d)及收到基全硫(St,ar)。

煤炭中硫的含量.硫、磷、氟、氯和砷等是煤炭中的有害成分，其中以硫最为重要。煤炭燃烧时绝大部分的硫被氧化成二氧化硫（SO2），随烟气排放，污染大气，危害动、植物生长及人类健康，腐蚀金属设备；当含硫多的煤用于冶金炼焦时，还影响焦炭和钢铁的质量。“硫分”含量是评价煤质的重要指标之一。

第六指标：

发热量 Q

发热量是指煤炭燃烧放热时发出的能量，测定煤炭发热量的仪器设备-热量仪/热量计，煤炭发热量的单位为大卡。

煤炭运销中长用的煤炭发热量有：空气干燥基发热量、空气干燥基高位发热量和收到基低位发热量。

热量的单位为J〔焦(耳)〕。1J〔焦(耳)〕=1N·m(牛顿·米)=107erg(尔格)。我国过去惯用的热量单位为20℃卡，以下简称卡(cal)。1cal(20℃)=4.1816J。 发热量测定结果以kJ/g(千焦/克)或MJ/kg(兆焦/千克)表示。

弹筒发热量：在氧弹中，在有过剩的氧的情况下〔氧气初始压力2.6～3.0MPa(26～30atm)〕，燃烧单位质量的试样所产生的热量称为弹筒发热量。燃烧产物为二氧化碳、硫酸、硝酸、呈液态的水和固态的灰。

注：任何物质(包括煤)的燃烧热，随燃烧产物的最终温度而改变，温度越高，燃烧热越低。因此，一个严密的发热量定义，应对烧烧产物的温度有所规定。但在实际测定发热量时，由于具体条件的限制，把终点温度限定在一个特定的温度或一个很窄的范围内都是不现实的。温度每升高1K，煤和苯甲酸的燃烧热约降低0.4～1.3J/g。当按规定在相近的温度下标定热容量和测定发热量时，温度对燃烧热的影响可近于完全抵销，而无需加以考虑。

恒容高位发热量：煤在工业装置的实际燃烧中，硫只生成二氧化硫，氮则成为游离氮，这是同氧弹中的情况不同的。由弹筒发热量减掉稀硫酸生成热和二氧化硫生成热之差以及稀硝酸的生成热，得出的就是高位发热量。

第一条　为了防治燃煤污染，改善大气环境质量，根据《中华人民共和国大气污染防治法》等有关法律、法规的规定，结合本市实际，制定本规定。第二条　本规定适用于本市行政区域内的燃煤污染防治。第三条　燃煤污染防治坚持政府主导、社会参与、预防为主、综合管控、保障民生的原则。第四条　市人民政府对全市行政区域内燃煤污染防治负责。县（市、区）人民政府、开发区管委会和乡（镇）人民政府、街道办事处对各自辖区内燃煤污染防治工作负责。第五条　县级以上人民政府环境保护主管部门对燃煤污染防治实施统一监督管理。

县级以上人民政府发展和改革、经济和信息化、住房和城乡建设、公安、煤炭、质量监督、工商行政管理等主管部门在各自职责范围内对燃煤污染防治实施监督管理。第六条　燃煤生产、加工、储运、购销、使用单位和个人应当依法履行燃煤污染防治义务，共同保护大气环境质量。第七条　广播、电视、网络、报刊等媒体应当开展对燃煤污染防治工作的公益性宣传，增强公众的环保意识。第八条　环境保护主管部门和其他负有燃煤污染防治监督管理职责的部门应当建立燃煤污染防治举报制度，公布举报电话、电子邮箱等，畅通举报渠道，对实名举报的，应及时反馈处理结果。第九条　市、县（市、区）人民政府应当将燃煤污染防治工作纳入国民经济和社会发展规划，加大对燃煤污染防治的财政投入。第十条　市、县（市、区）人民政府应当采取措施，调整能源结构，优化煤炭使用方式，推广煤炭清洁高效利用，逐步降低燃煤在一次能源消费中的比重，减少煤炭生产、使用过程中的大气污染物排放。第十一条　市、县（市、区）人民政府严格耗煤行业准入，限制审批燃煤火电、焦化、钢铁、水泥等高能耗重污染新增产能项目。

禁止在市、县（市、区）建成区、风景名胜区和其他环境敏感区新建燃煤项目。禁止在工业园区和工业集聚区内新建20蒸吨/小时以下燃煤锅炉。第十二条　市人民政府应当建立高耗能、高污染行业过剩产能退出机制。依法制定财政、土地、金融等扶持政策，引导相关企业转型发展。第十三条　市人民政府应当按照省能源主管部门确定的燃煤总量控制目标，组织市发展和改革、经济和信息化、煤炭、环境保护等主管部门制定燃煤削减和总量控制计划并组织实施。第十四条　县（市、区）人民政府、开发区管委会应当按照市人民政府下达的燃煤削减和总量控制计划，制定本辖区的燃煤总量控制方案并组织实施。未完成燃煤总量控制任务的，市发展和改革、经济和信息化、环境保护等主管部门应当暂停审批该地区新增燃煤消费总量的建设项目。第十五条　限制高硫分、高灰分煤炭的开采。

禁止开采含放射性和砷等有毒有害物质超过规定标准的煤炭。

新建煤矿应当同步建设配套的煤炭洗选设施，使煤炭的硫分、灰分含量达到规定标准；已建成的煤矿除所采煤炭属于低硫分、低灰分或者根据已达标排放的燃煤电厂要求不需要洗选的以外，应当在市、县（市、区）人民政府规定的期限内建成配套的煤炭洗选设施。第十六条　燃煤电厂和其他燃煤单位应当采用清洁生产工艺，配套建设除尘、脱硫、脱硝等装置并保持正常使用，或者采取技术改造等其他控制大气污染物排放的措施。第十七条　新建、改建、扩建及在用燃煤发电项目和自备燃煤发电机组，应当达到相应大气污染物超低排放限值要求。

钢铁、焦化企业和燃煤锅炉应当达到相应大气污染物特别排放限值要求。其他燃煤使用单位应当达到国家大气污染物排放标准。第十八条　存放煤炭、煤矸石、煤渣、煤灰等物料，应当采取防燃和密闭防尘措施，防止大气污染。第十九条　禁止销售不符合民用散煤质量标准的煤炭。

鼓励居民燃用优质煤炭和洁净型煤，推广节能环保型炉灶。

市、县（市、区）人民政府应当建立完善的民用优质煤采购、储存、供应机制，设立优质煤配送中心，保障居民生活采暖优质煤供应。第二十条　市、县（市、区）人民政府应当组织有关部门编制集中供热专项规划，纳入城市总体规划，优先热源和供热管网工程建设，并在资金上予以保障。

在集中供热管网覆盖区域的单位和个人应当使用集中供热采暖。禁止在集中供热管网覆盖区域新建、扩建分散燃煤供热锅炉；已建成的不能达标排放的燃煤供热锅炉，应当在市、县（市、区）人民政府规定的期限内拆除。

坤属于微量元素，在2015年1月1日起执行的《商品煤质量管理暂行办法》中有明确的规定，汞（Hgd）≤0.6μg/g，砷（Asd）≤80μg/g，磷（Pd）≤0.15%，氯（Cld）≤0.3%，氟（Fd）≤200μg/g。危害肯定是对大气污染，造成有毒有害气体，具体登记划分目前尚未提出。

指以有机或无机形态富集于煤层及其围岩中的元素。有些元素在煤中富集程度很高，可以形成工业性矿床，如富锗煤、富铀煤、富钒石煤等，其价值远高于煤本身。

根据煤中伴生元素的性质和用途，可分为有益元素、有害元素和指相元素3类。有益元素主要有锗、镓、铀、钒等，可被利用。有害元素主要有硫、磷、氟、氯、砷、铍、铅、硼、镉、汞、硒、铬等。硫是煤中常见的有害成分，其他有害元素在煤中含量一般不高，但危害极大，如砷是一种有毒元素。煤在燃烧中，硫是造成城镇环境污染的主要物质源。当然，对有害元素如果收集、处理得当也可变成对人有用的财富。煤中伴生元素，有各自的地球化学性质，形成于不同的沉积环境中。因此，可根据元素的相对含量、元素的共生组合关系及元素的比值，来判断相和沉积环境。 煤炭液化是把固态状态的煤炭通过化学加工，使其转化为液体产品（液态烃类燃料，如汽油、柴油等产品或化工原料）的技术。煤炭通过液化可将硫等有害元素以及灰分脱除，得到洁净的二次能源，对优化终端能源结构、解决石油短缺、减少环境污染具有重要的战略意义。

煤的液化方法主要分为煤的直接液化和煤的间接液化两大类。

（1）煤直接液化煤在氢气和催化剂作用下，通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为煤炭直接液化。裂化是一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。因煤直接液化过程主要采用加氢手段，故又称煤的加氢液化法。

（2）煤间接液化间接液化是以煤为原料，先气化制成合成气，然后，通过催化剂作用将合成气转化成烃类燃料、醇类燃料和化学品的过程。 煤变成油通常有直接液化和间接液化两种方法。直接液化又称“加氢液化”，主要是指在高温高压和催化剂作用下，对煤直接催化加氢裂化，使其降解和加氢转化为液体油品的工艺过程；煤的间接液化是先将煤气化，生产出原料气，经净化后再进行合成反应，生成油的过程。煤直接液化就是用化学方法，把氢加到煤分子中，提高它的氢碳原子比。在煤直接液化过程中，催化剂是降低生产成本和降低反应条件苛刻度的关键。

按煤的加工方法和质量规格可分为原煤、精煤、粒级煤、洗选煤和低质煤等五类。

原煤

是指从地下或地下采掘出的毛煤经筛选加工去掉矸石、黄铁矿等后的煤。煤矿生产出来的未经洗选、未经加工的毛煤也叫原煤。包括天然焦及劣质煤，不包括低热值煤等。

精煤

是指经过精选（干选或湿选）后生产出来的，符合质量要求的产品。

粒级煤

是指煤通过筛选或精选生产的，粒度下限大于6mm，灰分小于或等于40%的煤。按不同的粒度可分为洗中块、中块、洗混中块、混中块、洗混块和混块、洗大块和大块、洗特大块和特大块、洗小块和小块、洗粒煤和粒煤。

洗选煤

是指将原煤经过洗选和筛选加工后，已除或减少原煤中所含的矸石、硫分等杂质，并按不同煤种、灰分、热值和粒度分成若干品种等级的煤。其粒度分级为50mm、258mm、20mm、13mm、6mm以下。洗选煤可分为洗原煤、洗混煤、混煤、洗混末煤、混末煤、洗末煤、末煤、洗粉煤、粉煤等品种。除洗混煤的灰分要求小于等于32%外，其余均要求小于等于40%。

低质煤

是指灰分含量很高的各种煤炭产品。低劣煤用于锅炉燃烧，不仅经济性差，而且造成燃烧辅助系统和对流受热面的严重磨损以及维修费用的增加，因为低劣煤灰分比较大，经济性差，灰分量大，对受热面的冲刷、磨损严重。

分析化验基准间的换算

煤质分析化严重，有些基准在实际中是不存在的，是根据需要换算出来的；有些基准在实际存在，但为了方便，有时不进行测试，而是根据已知基准的分析化验结果进行换算，这样就简单多了。

化验室中进行煤质分析化验时，使用的煤样为分析煤样。分析煤样是经过一次次破碎和缩分得到的，它所处的状态为空气干燥状态。所以，化验室中用分析煤样进行分析化验时，其基准为分析基（又称为空气干燥基）。

分析煤样分析基化验结果，是化验室中直接测到的，是最基础的化验结果，是换算其它基准的分析化验结果的基础。

各种基准间的换算公式：

干基的换算：　Xd=100xad/(100-Mad)%

式中：　Xad——分析基的化验结果；Mad——分析基水分；　Xd——换算干燥基的化验结果。

煤炭质量

煤炭质量是指煤炭的物理、化学特性及其适用性，其主要指标有灰分、水分、硫分、发热量、挥发分、块煤限率、含矸率以及结焦性、粘结性等。

正确使用微机量热仪、升降式微机全自动量热仪、微机灰熔点测定仪、自动测氢仪、工业分析仪、快速灰化炉、微电脑粘结指数测定仪、奥亚膨胀度测定仪煤燃点测定仪、煤炭结渣性测定仪、活性炭测定仪等煤炭化验设备，可以测试出煤炭的不同指标，从而可以确定煤炭质量。

1．产品质量。产品质量是企业赖以生存和发展的基础，是企业各项工作的综合反映。生产适销对路、品种优良的产品，是社会主义生产企业的重要任务和社会主义生产目的的客观要求。

产品质量是指产品、过程或服务满足规定或潜在要求（或需要）的特征或特性的总和。质量有狭义质量和广义质量之分。狭义质量是指产品质量和有关的工作质量；广义质量不仅指产品质量和有关的工作质量，而且还包括产品形成的过程质量和服务质量等，它把产品质量、过程质量和服务质量三者放在同等重要的地位加以考虑，更加体现了在市场经济条件下，人们对产品质量的高度重视和质量在竞争中的决定作用。

从产品质量的定义可以看出，它包含两层涵义：一是指产品自身所具有的特征和特性，即产品的客观属性；另一是指产品在使用过程中用户需求的满足程度，即产品的适用性。当二者有机结合时，产品的特征和特性得以充分利用，用户的需求得以充分的满足；社会的生产目的得以实现。如无烟块煤用于合成氨生产，就便煤炭的特性与适用性达到了较好的结合。但若将无烟块煤用作普通锅炉燃料，就失去了其适用性。可见，对产品质量高低的评价是由用户的不同需求来确定的。 作　者：邓寅生等着

出版 社：中国环境科学出版社

出版时间：2008-8-1

印刷时间：2008-8-1

I S B N：9787802097865

包　装：平装 本书系统地阐述了煤炭固体废物——煤矸石、粉煤灰的形成、分类、物质组成和性能，在水泥、混凝土、墙体材料、化工、冶金、农业、环境保护、发电等领域的资源化利用技术，以及填埋、填充的无害化最终处置技术。

本书可供煤炭、电力、环境保护、建筑、建材、科研和设计部门的工程技术人员和管理人员使用，也可供大专院校相关专业师生参考。