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自古人发现煤炭并将其作为燃料用于取暖和炊事以来，直到2017前，家庭散煤的燃烧方式并无太大变化，祖祖辈辈都是采用直立式底部自然进风短炉膛燃煤正烧小炉灶，即使后来的家用封闭式取暖炉，炉膛结构也没有变化。此种炉灶由于结构简单，制作成本而被长期广泛使用。

但此种炉灶结构燃用烟煤，会产生大量煤烟污染，能效也很低。因为这种结构的炉灶没有二次供风，引燃煤炭和后续加煤都在炉膛火焰中心上部，煤炭被加热到320℃左右就发生热解，产生的热解煤气在炉膛上部很难点燃和完全燃烧，使60%-70%的热解煤气顺着烟道排空；热解过程中煤炭不断产生的大量细煤粉也随着烟气被带出；煤中的硫不断被氧化生成的二氧化硫烟气，因不能和灰渣中的碱性物质接触固硫，所以多数二氧化硫也都一并进入大气中，造成严重空气污染；同时，这些排出的干馏气和带出的煤粉没有得到燃烧使用，白白浪费，使整体热效率低于60%。这就是散煤燃烧造成严重污染和能效低下的根本原因。无论是用块煤、粉煤，还是型煤都是如此。

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如果向炉灶中直接加入细颗粒煤，飞扬出去的煤粉更多、浪费更大；如果做成型煤或煤饼再烧，飞出的煤粉会少得多，但挥发分逃逸问题仍无法解决；工业锅炉炉膛较长，但如果没有二次风补燃，挥发分逃逸问题就不可避免；一般锅炉都是强制鼓风，煤粉带出问题更为严重。

煤烟中含有大量焦油蒸汽、甲烷和少量其它烃类气体，以及氢气，这些都是大气光化学污染的重要构成物质，是VOCs治理的；焦油蒸汽含有大量苯、酚、萘、蒽、苯并芘等数十种和尚不的多环芳烃类有毒有害物质，有的还是强致癌物，它们会加重雾霾和酸雨，对人体健康产生不良影响。

兰炭是烟煤热解后的半焦，是通过热解技术去除烟煤的大部分挥发分后的固体产物，这种技术在陕北、鄂尔多斯地区已有20多年的发展历史。起初用当地盛产的长焰煤进行土法烧焦，污染严重。近十多年来，随着技术的不断改进和环保政策的倒逼，兰炭的生产工艺、装备以及污染控制水平都有了革命性进步，已进入清洁生产和超低排放的现代化大工业阶段。目前，兰炭产业已扩展到整个陕北、蒙西、甘肃、新疆等拥有长焰煤资源的地区，全国产能近1亿吨。兰炭的用途也从初的铁合金和电石行业，扩展到高炉喷吹、球团烧结、工业造气等行业，近两年逐步进入家庭民用和冬季取暖领域。

兰炭生产和散煤直烧的化学反应过程十分相似，只不过兰炭是把原煤集中热解，散煤是分散到千家万户的炉灶中热解。通过烟煤的集中热解，把散煤变成兰炭，不仅可把燃料清洁化，而且可将煤炭中的挥发分物质全部回收，生产高附加值产品。不但能减少环境污染，而且能大大提高原煤经济效益。

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