【小说连载】《神奇的煤炭》——“事情果然不简单”
2019/6/6 20:00:00熊志建 中国科学院北京分院
(上接“神奇的煤炭之‘水‘”)
七、事情果然不简单
休息了一会儿，艾科学和刘国栋重新回到了实验室。
“那么，接下来，我们再了解一下煤的灰分是什么?”也许是和艾科学待的时间久了，刘国栋觉得自己似乎有些返老还童，童心大涨了。
“对啊，爷爷，灰分又是怎么一回事呢?”艾科学问道。
“所谓煤的灰分，一般是指煤如果完全燃烧后，剩下的残渣。这些残渣的来源，可以说几乎是百分之百来自于煤中的矿物质。至于这些矿物质的来源，部分就是我们之前讲到的在成煤过程中，那些植物里原本含有的一些矿物质。除此之外，还有一些在此过程中，混入的或者伴生的矿物质。对了，还有煤炭在开采和加工中可能混入的矿物质”，刘国栋说道。
“爷爷，灰分对于煤炭来说，究竟是好的方面多一点，还是坏的方面多点?”艾科学继续发问。
“嗯，小可，这个和水分类似，基本上是含量越少越好。道理嘛，和前面讲到的差不多。”刘国栋回答道。
艾科学听了，回应道：“那也就是说，如果灰分的含量多了，在总质量保持不变的情况下，煤炭中的有效成分也会减少。同样，这会对运输和用户的使用造成一定程度的不利影响。对不对，爷爷？”
“很好，小可，孺子可教也。就是这么一个道理。当然，煤灰还有自己的独特性，灰分太高了，还会造成设备的无谓磨损，结渣量大了，也容易导致锅炉熄火，后续的排渣处理也相对比较麻烦。因此，综上所述，可以说煤灰对煤炭来说，不是什么好东西。”刘国栋喝了一口水，说道。
“哦，我明白了，爷爷，那么煤的挥发分呢？这又是一个什么样的指标？”艾科学又问道。
“啥哈，小可，其实啊，说了半天，挥发分才是界定一块煤炭属于什么煤种的重要指标。至于前面说的水分和灰分，主要是起辅助作用。”刘国栋忽然有些促狭地看着艾科学，故意这么说道。
“啊？爷爷，不是吧？早知道是这样，您为什么不早点说这个!浪费我们这么长的时间。”艾科学噘起了自己的小嘴。不过，旋即，她又释然了，刘爷爷肯定又是在考验自己呢。于是，她看着刘国栋说道：“不过，爷爷，我觉得要想彻底弄明白一件事情，不仅要知其然更要知其所以然。所以，我觉得我们的时间没有浪费，您继续说。”
刘国栋本来就是要逗逗艾科学，没想到小姑娘居然这么有定力，不由笑道："小可，你真厉害，爷爷可是对你有些刮目相看了。是啊，你说得没有错，我们做任何事情都不能太功利了。不能只想着走捷径，尤其是科学研究，更是来不得一点马虎。”
“其实，这里面有一个简单却很管用的规律——通常随着煤炭煤化程度的增高，其挥发分会明显降低，就是这种显著的逆相关性，再加上挥发分测定非常方便快捷，因此，世界上不仅是我们国家，几乎所有的煤炭生产和使用国家都用它来作为煤炭分类的重要指标。例如，泥炭的挥发分一般高达70%，褐煤为40%~60%，而高变质的无烟煤的挥发分则通常不超过10%。如果一块煤炭有了挥发分指标，基本上就可以初步判断出它是属于哪个类型的煤炭了”，停了一下，刘国栋继续说道：“当然，要想确切地了解和确定煤炭的种类，不仅仅需要挥发分的指标，还需要前面讲到的水分、灰分，以及随后我们将讲到的固定碳甚至是硫含量、发热量等指标，只有这样全面综合统筹考虑了，才能最终准确界定。”
艾科学听着刘国栋的讲解，继续在小笔记本上记了一些自己认为需要注意的关键点。刘国栋看她记录完，继续说道：“其实前面的三个指标清楚了，固定碳这个指标也就自然而然地清楚了。”
“为什么？”艾科学问道。
“因为只要将煤的水分、灰分和挥发分扣除掉，剩余的就是煤的固定碳指标。”艾科学问得迅速，刘国栋答得也干脆。
“这么简单？”艾科学明显不相信，在她看来，如果事情真的这么简单，那就没有必要单独列出这么一个指标了。
刘国栋不由得苦笑，这个小姑娘，真是太聪明了，自己本来是从一个特定的，易于被她这个年龄段的孩子接受的角度讲解的，没有想到，这却招来了她的怀疑。
“当然了，小可，事情肯定没有这么简单。刘爷爷是从大的道理，宏观地给你一个解释。真正在实际研究中，如果要确定一块煤炭的煤种，需要做详细的煤质分析才能确定。就像刚才讲到的那种简单的关系，其实也涉及不同指标之间所采用的测定基准不同而需要进行换算一样，确实有些复杂。不过，小可，只要你保持着现在这样的求学态度，爷爷相信到了高中，你就会彻底弄明白这些问题的。”刘国栋说了这么一番话，这才有些如释重负。
“为什么到了高中才能弄明白？我还要等这么长的时间呀。”艾科学很明显有些不满。
“到了高中，你还嫌迟？要知道这可是专业大学生才会关注和学习到的相关内容呢。”刘国栋又是好笑又是无奈地说道。
看到刘爷爷有些着急了，艾科学赶忙从椅子上跳了下来，转过桌角，来到刘国栋的身边，黏着他说道：“爷爷，我这不是着急嘛。我想知道，雾霾到底是不是煤炭造成的。”
搂着艾科学，刘国栋拍了拍自己的脑袋，笑着说道：“小可，是爷爷的不对。爷爷还担心你有些好高骛远，想着心急吃不了热豆腐，却忘了你来找我的目的了。看来，人老了，真的是越来越糊涂了。”
“爷爷，您可不老，您都懂得这么多道理，怎么能说老呢？”艾科学赶紧拍了他一个小小的马屁。“哈哈，你这小丫头，承蒙你看得起我这个老头子，那我们再继续聊一会儿!”刘国栋说道。
“其实，雾霾的形成很复杂，涉及方方面面的因素，煤炭的使用在一定程度上，确实会对雾霾的形成产生一定的影响。但这种影响究竟有多大，我觉得还很难说。”说到正题，刘国栋的神色不由得肃穆了起来。
“就像我们刚才分析的那样，如果我们能对煤炭的种类做一个准确的判断，那么我们就可以物尽其用，让适合发电的煤炭发电，适合炼焦的炼焦，如果本身品质不太好，那么我们还可以通过现代化的煤炭利用技术，将其转化为最终的清洁产品。这是问题的一个方面。”刘国栋伸出了一个指头。
“另一个方面，我们可以在这些煤炭利用技术上下功夫，党的十八大提出了创新驱动发展战略，如何来实现创新驱动发展，科技的进步、科技的力量不容小觑。小可，之前我们讲到了，我们国家的国情就是这样，煤炭多而石油和天然气少，既然这样，我们必须做好煤炭高效清洁利用的大文章。而要做好这篇文章，就需要我们这些科技工作者夜以继日刻苦攻关啊。所以，只要我们一起努力，研发出好的过硬的技术，从源头上把煤炭本身不好的成分去除掉或者利用好，那么我相信，未来雾霾的解决，尽管还需要很长的一段时间，但至少让大家知道，煤炭绝对不是雾霾形成的帮凶，更不是元凶!”刘国栋铿锵有力的话语响在自己的实验室里，久久没有散去。
(待续)
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《神奇的煤炭—科学好好玩》
本书借由小主角艾科学的视角，从当前社会关注的雾霾热点出发，展开故事长卷，在叙述中将科普工作的理念潜移默化地贯穿于全文中。本书着重围绕如何科学的认识煤炭来进行故事创作，以一种易被接受的方式，进行煤炭知识的科学普及。作者在创作中融入了科技、文学、童话、幻想等元素，目的是希望全社会能真正重视科学普及，共同做好科普工作。
作者简介
熊志建，男，汉族，中国科学院山西煤炭化学研究所所长助理、高级工程师、硕士生导师，拥有国家咨询(投资)工程师、全国投资建设项目管理师、注册安全工程师等资质。主要从事有关能源、化工(特别是煤化工)、环境等领域中的过程优化、系统集成、战略研究、项目咨询、科学传播等工作。先后主持、承担或参与国家、中科院、山西省以及地方政府各类课题60余项。作者具有深厚的文学功底，又在相关科研领域工作多年，具备了将复杂科学知识通俗化的潜质，现在研究所分管包括科学普及在内的科学传播等工作。
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