煤中的氮、氧、氯、氟、硫元素对生产影响

煤中所含氮、氧、氯、氟、硫等元素均属有害成分，危害性分述如下：

①原煤中的氮主要成煤植物中的蛋白质转化而来，通常均为有机氮，其中有一些是杂环型氮，贫煤、无烟煤中这种类型氮的比例大一些，泥炭和褐煤中的氮以蛋白质氮（各种氨基酸及其衍生物）形态存在，烟煤中则很少或几乎没有。氮在煤中是一种惰性有害物质，它不参与燃烧反应，不利燃烧。同时，在煤燃烧时，其中约有25%的氮转化为污染环境的氮氧化物，成为烟气的组成部分排入大气中。

②氧是煤中主要元素之一，它在煤中存在的总量和形态直接影响煤的性质。燃料中的氧不仅不参与燃烧反应，而且与碳、氢等可燃物质化合以氧化物存在，降低了燃料的发热能力。

③氯在煤中含量虽然很低，但对煤的工业利用危害却很大。它在煤中主要是以无机物形态存在，少量以有机物形态存在。主要有钾盐矿物（KCl）、食盐矿物（NaCl）及水氯镁石（MgCl2·6H2O）等。我国煤中的氯含量，一般在0.1%以下，极少数0.2%。氯含量能间接反映煤中的钾钠等元素的含量；在煤的燃烧及炼焦过程中，释出的氯会引起燃烧炭化设备及管道腐蚀；在新型干法生产中，水泥原料及煤中的氯在回转窑与预热器系统内循富集到一定程度，会使预热器结皮堵塞，破坏烧成系统的热工制度，甚至导致停窑。

④氟是有害元素之一。氟是在人体中不能缺少，但不可摄取过多的元素，所以环境保护要求对其严加控制。煤的燃烧过程中，氟几乎全部转化为挥发性化合物（多以四氟化硅形态），随烟尘排放到大气中，然后经过雨淋等环境作用，固定在土壤或进入水中。生长在高氟土壤中的植物则会通过根部吸收氟化物，人或牲畜可能食用高氟食物或饮用高氟水而中毒。我国煤中含氟量一般都在50~300μg/g之间，少数矿区高达3000μg/g。

⑤硫在煤中数量不等，其含量高低与成煤时代的沉积环境有密切关系。一般海陆交替相沉积的煤含硫普遍较高，陆相沉积的煤较低。煤中硫对炼焦、汽化、燃烧都是十分有害的成分。

按其可燃性，煤中的硫可分为可燃硫和不可燃硫（也称固定硫）两类。它们对生产的危害不尽相同。

一切有机硫化物、无机硫化物及元素硫都是可燃硫，也可认为全硫减去硫酸盐就是可燃硫。目前，多把直接在800~900℃燃烧时所测得的硫分算为可燃硫。可燃硫燃烧后的SO3、SO2气体将部分被煤灰的碱性成分吸收而被固定在煤灰中。当然，残留在煤灰中的硫分含量还有不可燃硫，此时的硫分均以硫酸盐（主要为硫酸钙）形态存在，它们之中除小部分是天然硫酸盐外，大部分都是硫燃烧后被煤灰吸收并固定下来的新生硫酸盐，即：

CaO+SO3→CaSO4

CaO+SO2→CaSO3

2CaSO3+O2→2CaSO4

在水泥熟料煅烧过程中，未能被煤灰中碱性成分吸收的那部分SO3、SO2气体或随着烟气排出，对环境造成污染；或被冷凝在容器壁上产生结皮；被煤灰吸收的部分将成分水泥原料组成之一，影响窑内结圈及熟料质量。因此，在新型干法生产工艺的配料中，必须考虑硫和碱的比例关系，若煤中含硫高，硫碱比例失调将会给生产带来很多困难。

——摘选自：谢克平，《新型干法水泥生产问答千例》（管理篇）

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