摘 要：大量煤炭燃烧是我国现状，燃烧会产生污染，根据污染现状，介绍了相关解决途径，主要包括污染物排放量的绝对减少和通过提高能源利用率，减少燃料使用量，从而达到减缓或减少污染物排放，未来的研究方向也将会从这两方面着手。
关键词：煤燃烧；污染；途径
1 引言
中国是能源产量和消费大国，煤炭产量逐年增加，2014年达到了38.7亿吨，相比去年降低了2.5%，其消费量也相比降低了2.9%。但其所占能源消费总量也高达到66.0%[1]。由此可见，煤炭主导地位没有变。在中国的煤炭使用中，多数作为燃料来使用。
2 燃料及其污染现状
2.1 燃料
通过燃烧产生热量的物质叫做燃料。燃料按其物态分为三种形态。分别是固体燃料，即煤；液体燃料（石油，煤转化后的液体燃料、乙醇、水煤浆等）；气体燃料（括天然气、煤气化气体等）。
2.2 污染现状
燃料分为多种，但其燃烧反应的元素组成都基本一样，只是所含比例不一样，皆有C、H、O、N、S等。燃料燃烧过程中会产生污染物，其中造成大气中的污染物主要是颗粒物质、硫氧化物、氮氧化物及碳氧化物，是煤炭不完全燃烧产生的。在我国，这些污染物的比例很大。据统计燃煤排放的SO2、氮氧化物、CO及烟尘所占污染比例皆在60%以上。因此可以说，我国空气污染中，燃烧煤是产生污染的根源。所以解决燃煤产生的污染物至关重要。
3 防治途径
空气中的污染物多种多样，可分为还原型和氧化型，是由于化学性质不同来分的。其中煤炭燃烧引起的污染物主要是还原型的。其主要污染物是SO2、CO、烟尘、CO2等。这些污染物在一定的条件下，分散在空气中会受到限制，导致容易聚积在低空中，还会变为还原性烟雾。污染防治中，主要解决污染物中的S和N元素产生的污染。解决的途径可以从两方面着手：一方面是污染物排放量的绝对减少；另一方面则是减少使用燃料，这样也可减少污染物排放，其要求提高能源利用率。
3.1 污染物的绝对减少
在燃煤脱硫技术中，目前可以对哥阶段进行防止。首先是燃烧前脱硫，其次是燃烧过程中固硫，最后是燃烧后对尾气、烟尘脱硫。
3.1.1 燃烧前脱硫
燃烧前，脱硫的主要方法就是采用选煤的方法，选煤可以去掉煤中含硫成分和矸石，以此来改善煤的品质。经洗选后，含硫量可下降40%～90%，灰分也会下降50%～80%。目前大多使用重力洗选法。当然在燃烧前脱硫中，还有一些别的脱硫方法，如：（1）浮选法；高梯度磁选分离法，根据不同磁性分选的，脱硫效率可达60%；化学氧化脱硫法，通过化学转化把硫转变为硫酸铁；微波辐射法，根据硫吸收微波，微波削弱了其化学键，然后再用浸取液洗涤煤中硫，即可去除硫，目前工业上使用的基本没有。
3.1.2 燃烧中和燃烧后固硫
燃烧中的固硫技术，主要是把煤加工成型煤，在型煤制作过程中加入固硫剂，以此来降低硫的污染。美国制作的型煤中，其固硫率可达到87%，同时烟尘也会下降60%；日本型煤固硫率也同样可以达到70%～80%；我国型煤中的民用蜂窝煤和煤球，其固硫率也达到了50%以上。目前，固硫剂一般采用石灰粉和电石渣。当然除了型煤可以固硫外，作为燃料的水煤浆在添加电石渣后，该水煤浆也具有固硫的作用。
煤炭燃烧后，在烟气和尾气中添加石灰等物质也可降低相应污染物的量。通过以上这些措施均可减少一定污染物的产量。
3.2 减少燃料使用量
减少燃料的使用量，这样必须提高能源的利用率，才能达到能量的需求。要解决这一问题，改进燃烧技术是必不可少的。目前结净燃烧技术包括循环流化床（CFBC）技术、增压流化床（PFBC）技术、煤气化联合循环（IGCC）技术。
3.2.1 循环流化床技术
该技术是指煤与空气在沸腾状态下燃烧，没有燃烧的煤粒通过旋风分离器回到炉膛重新燃烧，固燃烧效率高。其主要特点有：燃烧效率高，可达95%～99%；脱硫率可达80%～95%，NOx 排放量也可降低50%。
3.2.2 增压流化床（PFBC）技术
该技术主要特点是燃烧与脱硫效率高，大于90%的SO2在烟气中就可固定下来，同时由于燃烧温度低，NOx基本上是燃料中的氮转化成的，这样大大降低了排放的污染物量。
3.2.3 煤气化联合循环（IGCC）技术。
该技术是将煤气化和发电相结合的一种技术。它不仅能够利用气化后煤气燃烧产生的热量，同时燃气锅炉中的预热会通过一个余热吸收系统，把剩下的热量吸收使用，这样减少了热量的浪费，提高了燃料利用效率，从而空气污染也就降低了[2]。
4 低NOx生成燃烧技术
燃烧过程中，要求污染物NOx产量要低，那么就要求采用足够多的燃料进行燃烧。这样燃料中的氮在还原性气氛中就可以尽可能多的转化为N2。目前针对这样的燃烧方式，产生了两段式燃烧、低过量空气系数和烟气再循环等低NOx生成燃烧技术。根据以上的燃烧技术，发展出了不同的燃烧器，例如：强化混合型低NOx燃烧器、分割火焰型低NOx燃烧器、部分烟气循环低NOx燃烧器和二段燃烧低NOx燃烧器等。利用这些燃烧器就可减少污染物的排放。
5 结论
由以上可知，通过各种方法对燃料的处理和燃烧器的改进，即可尽可能的解决煤燃烧产生的空气污染，未来研究者主要还是会在污染物排放量的绝对减少和提高能源利用率两方面进行研究，这是未来发展的趋势，也是空气污染降到最低的必然需求。
参考文献：
[1]国家统计局.2014年国民经济和社会发展统计公报[M].2014.
[2]解京选.煤炭加工利用概论[M].中国矿业大学出版社，2008.