其它固体燃料

3.2.3　其它固体燃料

1.油页岩

油页岩又称油母页岩，是可燃性矿产之一，像煤炭一样为固体燃料。但从油页岩成分中含有的有机物来看，它们更像石油。油页岩有机质中氢含量很高，低温干馏可获得碳氢比类似天然石油的页岩油。

油页岩是一种混在砂土中的含有碳酸盐和硫化铁杂质的岩石，其中含有油母质。随着产地的不同，油页岩的化学组成可有很大差别。

油页岩可以磨成粉后直接燃烧。油页岩这样利用时热值较高，约9200kJ/kg，但由于其中含有许多灰分，会在燃烧表面形成沉积层，另外还有腐蚀问题。

我国抚顺、茂名、桦甸三个已开采或曾开采的矿区，其已探明的油页岩储量约有100多亿t。此外，如吉林的农安、内蒙古的东胜、甘肃的炭山岭和窑街、新疆的博格达山北麓、陕西北部的鄂尔多斯地台以及广东的儋县等，都是我国较有希望的油页岩矿区。

我国油页岩的灰分较高，可达60%～85%，质量较好的灰分仅50%左右。发热量大多在2093～6280kJ/kg，也有少数更低（2000～3000kJ/kg）或更高（16747～20934kJ/kg）的。干燥无灰基挥发分一般达60%以上。元素组成的特点是氢量高，H_daf达6.5～10%，氮含量变化大，从0.5%以下至3%以上的均有，干燥无灰基碳含量多低于80%，氧含量多为10%左右。

油页岩的特点是燃点低，当发热量在3 349kJ/kg左右时可作沸腾锅炉的燃料。从我国油页岩资源含油少，发热量低的特点来看，极大部分可作为燃料使用，尤其是与煤共生时更应考虑它的开采和利用。部分含油率高的油页岩可作为人造石油的原料。如广东茂名石油公司就是利用油页岩炼制多种石油制品。提取页岩油后的残留半焦还可作沸腾锅炉等的动力燃料。

2.炭沥青

炭沥青，又称沥青煤或炭沥青煤，是指充填于断层破碎带或裂隙带中的一种含碳量和发热量均较高的固体可燃矿产。我国炭沥青主要产于南方缺煤省、自治区。与一般煤矿床相比，炭沥青的产出形态复杂、变化较大、规模较小，不具有大规模工业开采价值，但对南方缺煤地区具有一定现实意义。浙江某地的储量达百万吨以上，在安徽、湖南和广西等省、自治区也都发现有相当储量的炭沥青矿点。

炭沥青是一种低灰、低硫、质地较为均匀的高发热量有机可燃矿物，收到基低位发热量达29.27MJ/kg。目前炭沥青主要作为燃料使用，其中富集的钒等稀有金属元素可以综合利用进行回收。

3.天然焦

天然焦是在自然界中存在的一种焦炭。那些古代火成岩活动频繁的地区，由于放出大量的热液，使附近的煤层受热干馏而变成了焦炭—天然焦。煤层受岩浆的热作用比较均匀时，生成一种质量比较均匀的天然焦；如岩浆从一个方向侵入煤层而带入的热能不很大，常生成质量不均一的天然焦，且其附近还常伴随着无烟煤、贫煤和其它变质烟煤。

天然焦的外观有的与焦炭相近，有的呈钢灰色。天然焦是在地层的密闭状态下受压经干馏作用而生成的，常有气体和水分封存在天然焦的内部，因此天然焦常具有热爆性。天然焦块在燃烧、气化或在小高炉中炼铁时，受热即易爆裂成小块甚至成粉末，从而影响正常生产。但把它经低于300℃预热处理后即能消除热爆性；或把焦块粉碎到50网目以下，热爆性也就消失了。

我国的天然焦资源比较丰富，分布范围较广，山东的枣庄、安徽的淮北、辽宁的阜新、河北的井陉以及其它许多矿区都贮存不少天然焦。特别是山东，天然焦资源最丰富，有的煤矿完全生产天然焦。

天然焦的用途非常广泛，可以代替焦炭或无烟煤来烧石灰，热爆性对此影响不大。还可用来制造电石，但最好用低灰、低硫、高固定碳、低挥发分的天然焦。此外，天然焦也可用作气化和锅炉燃料，也可烧制水泥和熬盐等。天然焦粉可用来压制蜂窝煤或煤球，也可作煤粉锅炉的燃料。天然焦一般也是劣质燃料，因此只宜于在矿区附近就地使用，不适合远距离运输。

4.木炭

木材或薪柴通过不完全燃烧，即熏烧或干馏、热解而得到的固体可燃性产物。木炭表面呈多孔状，其主要成分为无定形碳，燃烧灰分较少。木炭热值约为27.2～30.5MJ/kg，燃点300℃。木炭按烧制及出窑时熄火方法的不同，可分为黑炭和白炭两种。

木炭可以用于锅炉点火时的引火材料。

5.植物性燃料

植物性燃料又称生物质燃料，包括农作物秸秆、薪柴、柴草、牛粪等。一是作为农村的生活燃料，二是作为农副产品加工和农村工业的燃料。植物性燃料均直接燃烧。热能利用率只有10%左右，浪费极大。使用省柴节能灶，可使薪柴热效率从10%提高到30%。

（1）薪柴　泛指可提供燃料的一切木本植物，包括薪炭林、用材林、灌木林、经济林、防护林等。林种和树种的不同，提供的薪柴量差别很大，就每一颗树而言，薪柴是指枝梢、树根、树干不成材部分、树皮及木材加工废物。薪炭林、灌木林是薪柴的主要来源。在第三世界国家农村和不发达地区生活用能的结构中，薪柴是重要能源。它具有以下特点：资源的广泛性；可再生性；效用多样性；具有平衡生态、改善环境的生态作用；作为燃料，对环境污染较少。

薪柴不仅是农村重要的生活用燃料，而且用作农副产品加工和烧砖瓦、石灰、制土纸等农村企业的燃料，每年消耗大量林木。

（2）木材　木材又称木头或木质。指各种树木树皮以内未经加工的木质组织。木材的主要成分为木质素、纤维素、半纤维素等高分子碳水化合物。具有16MJ/kg的发热值。它可用作建筑材料、造纸原料、化工原料等。作为生物质能，它的最古老的利用方法是直接燃烧取得热能。此外，通过干馏、热解、气化、液化等热加工方法，可将它转化为木炭气、木焦油、木醋酸、木油精、木炭等优良的燃料或化工产品。

木材作为燃料仍然是一个巨大的能量资源，约占世界能量消耗量的10%。

（3）秸秆　各种农作物的籽粒或果实收获后所剩的茎杆和叶片，如稻草、玉米秸、高梁杆等。秸秆的主要成分为粗纤维和木质素，它的用途广泛，既是良好的生物质能，也可作饲料、肥料和工业原料。秸秆可直接燃烧取得热能，也可通过生物发酵将其转化为酒精、沼气等燃料。秸秆重量轻，体积大。为了便于运输，可将其压制成成型燃料。

（4）甘蔗渣　甘蔗被榨取糖汁后所剩的纤维状残渣。甘蔗渣的成分为纤维素（约占43%）、半纤维素（约占38%）、木质素（约占12.5%）和少量水分、糖及其它物质。甘蔗渣可作为沼气发酵原料，但最好对它进行预处理，因为木质素、纤维素的厌氧消化过程很慢，而且其消化程度也有限。干燥的甘蔗渣可以直接作燃料或作为生物质气化的原料。

6.城市生活垃圾

城市生活垃圾是城市人类活动的副产品。由于它具有一定的热值，处理时可作为锅炉燃料来燃烧，以回收热能。

生活垃圾物理组成的分类方法在不同的国家、不同的地区或城市有所不同，通常应根据当地生活垃圾的特点以及数据的用途来确定分类方法。一般比较能全面地反映城市生活垃圾的特性的分类方法，是以无机物和有机物为基础进行详细划分。

有机物包括厨余、纸类、橡塑、布类、果皮、竹木类等；无机物包括玻璃、金属、杂物（煤灰、土、碎石等）。

我国城市生活垃圾组成的特点是有机物含量低，不可燃物含量高。在国外经济发达国家，由于城市经济发展水平和居民消费水平大大高于中国，城市生活垃圾中的有机物成分含量明显高于我国。

城市生活垃圾的化学组成同样也可通过元素分析和工业分析的方法来获得。

与其它固体燃料相比，组成城市生活垃圾的化学元素中，除碳、氢、氧、氮、硫外，还有氯以及铁、铝、铅、汞、铜等微量金属元素，这些元素在焚烧过程中以单质或化合态的形式排出，造成对环境的污染。另外，城市生活垃圾的水分一般都较高，并且随地区、季节、温度等变化很大。