[发明专利]一种降低石煤燃用区氟、砷污染的型煤

说明书

技术领域

本发明涉及一种清洁型煤的制法，更具体地说，涉及一种添加有固氟、砷性能的固除剂，适用于石煤燃用地区的清洁型煤的制造方法。

背景技术

中国是世界上唯一报道出现燃煤型氟中毒和砷中毒的地区。燃煤型氟中毒主要涉及贵州、云南、四川、湖南、重庆、湖北、陕西等12个省。2014年中国卫生统计数据显示，地方性燃煤导致约1453.72万人患氟斑牙，188.19万人患氟骨症。2014年，中国燃煤污染型地方性砷中毒症患者为18628人，主要涉及陕西南部的8个县和和贵州西部的4个县。其中，陕南占总燃煤型砷中毒人数的83%，且存在氟砷联合中毒的现象。

针对云南贵州地区的燃煤型氟斑牙和氟骨症，已有大量的研究。结果表明，云贵地区大部分煤属于低氟煤（＜200μg/g）。因此不存在直接燃煤导致的氟中毒。经过测定水氟、拌煤黏土氟、新鲜粮食和烘烤后的粮食中氟含量，明确了水氟和新鲜粮食中氟在安全范围内，而拌煤黏土中的氟含量高达500μg/g以上，甚至达2456μg/g。居民用这种黏土和氟含量较低的粉煤拌成块煤，用于烘干大量的新鲜玉米和辣椒，进而导致这种干燥后的粮食中平均氟含量增加10倍以上，远远超过食品限值。

专利申请号为03150300.4、200510000115.1、200610003468.1、200710195636.6、200710302129.8、201110101974.5、201110105596.8的研究，为降低云贵地区，燃烧粉煤和拌煤黏土过程中，氟、砷、硫的释放提供了很好的技术和理论支撑。此外，专利申请号201110101988.7还为降低云贵地区烘烤后辣椒氟含量提供了有效方法。

陕西南部、四川、重庆和湖北交界处，地处秦岭大巴山地区，海拔为1500至2500米，山间多褶皱和断层。秦巴山地煤炭资源匮乏，由于交通不便，北方丰富的煤炭资源很难运至山中。陕南属北亚热带大陆性季风气候，四季分明，垂直地带性气候明显。冬季太阳辐射度偏低，日照不足，气候阴冷，11月至次年3月气温较低，约3-10℃。居民取暖做饭，需要大量生活燃料。当地严格限制森林采伐，因此埋藏浅，易开采的石煤成为重要的生活能源。

石煤是古生代地层中的腐泥质无烟煤，属低热值燃料，不计入国家原煤产量。陕西南部石煤预计储量可达15.2亿吨。与普通无烟煤相比，石煤具有高灰、高硫、低碳、低发热量的特点。石煤灰分一般在40-80%，发热量在1000-4500卡/克。根据外观形态、结构构造和物理性能，石煤分为粒状石煤（又称砂炭）、块状石煤（又称石炭、普通石煤）、鳞片状石煤和粉泥状石煤。砂炭灰分较低（40-50%），发热量较高（3000-4500卡/克），石炭次之，粉泥状石煤发热量最低（500-1200卡/克）。由于石煤变质程度较高，燃烧时火焰短而少烟，因此当地居民喜好在室内开挖地炉，燃烧石煤烤火做饭。

秦巴山区石煤中砷含量为8-277mg/kg，氟含量为42-4532mg/kg，是石炭二叠系煤的10-50倍（Luo K L. Arsenic and fluorine contents and distribution patterns of early Paleozoic stonelike coal in the Daba Fold Zone and Yangtze Plate, China. Energy Fuels. 2011, 25, 4479-4487; 雒昆利, 苏文智, 杜美利, 雷福尧. 南秦岭早古生代石煤的微量元素. 西安矿业学院学报. 1995, 15(2), 131-135; 颜诗树, 任天培. 川东地区石煤氟的赋存状态研究. 矿物岩石. 1989, 9(3), 109-112）。石煤中的氟含量和砷含量与地方病患病率有一定相关性。陕南的紫阳、岚皋和平利地区居民氟斑牙患病率均超过50%，部分地区氟斑牙患病率超过90%；砷中毒涉及平利、岚皋、镇巴、镇坪等8个县。

1997年陕西省在重病县开始实施改炉灶项目。然而，2014年国家卫生统计数据显示，陕南仍有氟斑牙患者17.65万人，氟骨症患者2.44万人；砷中毒1.58万人。2016年，专利申请人所在的课题组，深入陕南某县，随机调查了21户，降氟炉使用率仅占24%，地炉安装烟囱率仅7%。多数居民房屋面积较小，不习惯用占地面积较大的降氟炉。地炉不仅占地面积很小，而且不需要花钱购置和长期维护配套的烟囱。此外，用地炉暖脚、烤火都较降氟炉更为实用。