清洁型煤通过原料优化、工艺改良、污染物控制三大核心路径,从源头和过程减少大气污染物排放,是传统散煤清洁替代的重要方式,其对大气污染的削减作用主要体现在以下四个关键维度:
一、大幅降低“低空污染元凶”——散煤燃烧的无组织排放
传统散煤(如原煤块、煤粉)燃烧存在燃烧不充分、污染物直接扩散的问题,尤其在居民采暖、小型工业锅炉等场景中,属于典型的“低空排放源”(污染物直接进入近地面大气,对PM2.5、臭氧等区域性污染贡献显著)。
清洁型煤通过机械压制成型(如蜂窝煤、圆柱煤),改变了散煤松散的物理形态:
燃烧时通风更均匀,避免局部缺氧导致的“不完全燃烧”,减少未燃尽的煤烟(含大量碳颗粒)排放;
成型后结构稳定,避免散煤燃烧时“飞灰”(细小煤尘)随风扩散,从源头削减PM2.5的“一次排放源”。
数据显示,清洁型煤的飞灰排放量比传统散煤降低40%-60%,可直接减少近地面大气中颗粒物浓度。
二、通过“固硫降氮”,削减酸性气体与二次污染前体物
大气中的二氧化硫(SO₂)、氮氧化物(NOₓ)是形成酸雨、二次PM2.5(如硫酸盐、硝酸盐)的核心前体物,而传统散煤含硫量高(部分原煤含硫量达1%-3%)、燃烧温度波动大,易生成大量SO₂和NOₓ。
清洁型煤通过原料筛选+添加剂改良实现“污染物源头控制”:
低硫原料优先:选用低硫煤(含硫量≤0.5%)或洗选煤(通过物理方法去除煤中部分硫分和灰分)作为原料,从源头减少硫元素输入;
添加固硫剂:成型过程中掺入石灰(CaO)、氧化镁(MgO)等固硫剂,燃烧时与SO₂反应生成稳定的硫酸盐(如CaSO₄),固定在炉渣中,避免其进入大气,固硫效率可达60%-80%;
抑制NOₓ生成:部分清洁型煤添加脱硝助剂(如氨基化合物),或通过成型工艺控制燃烧温度(避免局部高温导致的“热力型NOₓ”生成),可使NOₓ排放量降低30%-50%。
这两类污染物的减少,不仅能降低酸雨风险,还能大幅削减“二次PM2.5”的生成量(占PM2.5总量的40%-70%)。
三、减少有毒有害污染物排放,降低复合污染风险
传统散煤燃烧除了SO₂、NOₓ和颗粒物,还会释放一氧化碳(CO)、挥发性有机物(VOCs)、重金属(如汞、铅)等有毒有害物质:
CO会导致人体中毒,且是臭氧污染的间接前体物;
VOCs是臭氧(O₃)和二次PM2.5的关键前体物,部分VOCs(如苯、甲醛)具有致癌性;
重金属(如汞)会在环境中累积,通过食物链危害人体健康。
清洁型煤通过两大方式削减这类污染物:
原料提纯:去除煤中部分含重金属的杂质,降低有毒元素含量;
燃烧优化:成型结构使燃烧更充分,减少CO(不完全燃烧产物)排放;同时,稳定的燃烧环境可抑制VOCs的“低温分解”释放,部分型煤还会添加吸附剂(如活性炭),吸附未燃烧的VOCs和重金属,进一步降低其进入大气的量。
研究表明,清洁型煤的CO排放量比传统散煤降低50%以上,VOCs排放量降低30%-40%。
四、提升能源利用效率,间接减少总污染物排放
传统散煤燃烧效率低(居民小煤炉热效率仅15%-25%),为达到相同供暖/加热效果,需要消耗更多煤炭,间接导致总污染物排放增加。
清洁型煤的成型结构和燃烧特性,可显著提升热效率:
蜂窝煤等成型煤的“孔道结构”增加了煤与空气的接触面积,燃烧更彻底,热效率可达30%-40%;
部分清洁型煤还会添加助燃剂(如高锰酸钾),进一步提升燃烧速度和热利用率。
热效率的提升意味着:在满足相同能源需求的前提下,清洁型煤的消耗量比传统散煤减少20%-30%,相当于从“总量”上削减了污染物的排放基数,间接实现了大气污染的减量。