[发明专利]一种针对云南昭通氟中毒区燃煤污染的煤基组合燃料及其制备方法

说明书

技术领域  本发明涉及一种组合燃料及其制法。更具体的说，本发明涉及一种具有固氟、固硫双重性能的清洁组合燃料及其制备方法。该组合燃料主要是针对云南昭通地区“燃煤型氟中毒”防治的组合燃料。更具体的说，本发明涉及一种针对云南昭通地区农村燃煤氟、硫等污染防治的煤基组合燃料。

背景技术 “燃煤型氟中毒”是我国一种因燃煤污染而引起的危害极大的地方性疾病。据1999年卫生部统计，全国燃煤污染型氟中毒病区分布于我国东北到西南的14个省、直辖市、自治区的201个病区县，35718个病区村，病区人口3367.78万人。其中中国西部地区5省、市氟斑牙患者1321.52万人，氟骨病患者132.28万人，分别占全国“燃煤”污染型病区氟斑牙和氟骨症患者总数的79.27％和90.59％。云南省的昭通市为我国“燃煤型”地方性氟中毒的重病区，全市有氟斑牙患者200万人，氟骨症患者60万人。11个区(县)中，除水富县外，其他10个均为“燃煤型”氟中毒病区，且昭通地区自1985年便开始采取了“改灶降氟”的氟中毒防治措施。但随后的防治效果监测调查发现，虽然改良炉灶能使室内空气氟含量降到要求，使病区生活卫生水平有所改善，起到了一定效果，但是病区经烘烤后粮食的氟含量不仅仍不能降到国家食品限量卫生标准内，且很多地区烘烤粮食的氟含量仍处于较高水平上，人群中氟的平均摄入量降低不多，单纯地改良炉灶尚不能彻底解决氟中毒的防治问题。另外，改灶降氟只是将高氟煤烟排到室外，未能从根本上减轻“燃煤”释放氟对环境的污染。

昭通农村地区农户用煤目前主要是价格便宜的粉煤掺拌黏土而成的“混煤”。根据雒昆利等人的研究，云南昭通地区主采煤和民用煤主要为低氟煤，平均含氟量稍低于中国煤炭平均含氟量(82mg/kg)和贵州西部的煤炭含氟量(83mg/kg)，与世界煤的平均值(80mg/kg)接近。但拌煤黏土主要为含氟量超过600mg/kg的拌煤黏土为主，拌煤黏土中的含氟量大于煤和混煤的含氟量，导致昭通地区氟中毒的携氟介质-玉米、辣椒中的氟，主要来自于“混煤”燃烧时拌煤黏土中氟时释放。此外，昭通农村地区农户用煤主要为西南地区的中高硫煤，平均煤硫含量2.13％，这种煤在燃烧时会释放大量SO₂及伴生污染物。虽然目前昭通氟中毒区绝大部分农户都进行了改炉改灶，但这同氟污染防治一样，仅仅是将SO₂等燃煤污染物排到了室外，仍没有从根本上减少燃煤时硫的排放量，根据专利申请者的实地调研，昭通氟中毒区的农户使用改造炉后，由于燃煤时释放的大量硫化物的腐蚀，差不多每半年到一年农户就需更换一套改造炉的排烟筒，而一套排烟筒价值200多元，这对昭通氟中毒区广大贫困的农户来说是一笔不小的经济负担，从而导致许多贫困农户不能长期坚持使用改造炉。

昭通地区是我国“燃煤型氟中毒”的重病区，同时也是经济贫困地区。昭通地区10个“燃煤型氟中毒”病区中，有7个都为国家级贫困县。绝大部分村民的生活都还处于温饱水平，少部分村民甚至温饱都无法保证。由于昭通氟中毒区缺乏丰富的林木资源，而当地气候又阴冷潮湿，因此，大部分农民都选择相对较为经济的煤炭来取暖、做饭。而昭通地区煤炭资源中，粉煤的价格约为块煤的1/2-1/4，这样，出于经济能力的限制，绝大多数农民只能选用粉煤。而要使用粉煤，就必须使用黏土作为粉煤燃烧的黏合剂，来使粉煤粘结成块，并利用黏土的高耐火度来保证粉煤的充分燃烧。而这种“高硫煤+高氟黏土”的简单组合燃料，其自身的固氟率、固硫率都很低，使用时氟、硫污染严重。根据专利申请者的实地调研，在昭通氟中毒区，大部分农户使用的“混煤”中，拌煤黏土比例30％-50％不等。通过对昭通氟中毒区农户家所采集的混煤样品进行分析测试表明，当煤/黏土为7∶3时，其自身固氟率仅为4.11％，固硫率仅为3.45％，在燃烧时释放出的氟约为459.97ug/g，释放出的硫约为1.12％；当煤/黏土为6∶4时，其自身固氟率约为4.74％，固硫率约为12.84％，在燃烧时释放出的氟约为599.59ug/g，释放出的硫约为0.95％；当煤/黏土为5∶5时，其自身固氟率约为6.94％，固硫率约为5.38％，在燃烧时释放出的氟约为714.27ug/g，释放出的硫约为0.88％(表1，表2)。