浅谈水泥熟料生产线脱硫技术李伟

浅谈水泥熟料生产线脱硫技术李伟

李伟

山东东华水泥有限公司山东淄博255144

摘要：基于水泥窑SO2排放特性研发了新型高温氨法脱硫技术。该技术主要包括三部分：反应剂储运系统，反应剂喷射系统，反应剂喷射区域选择策略。整套系统设置自动控制程序，并与中控系统深度整合，根据窑尾烟囱SO2的浓度变化自动调整喷氨量。通过合适的氨水喷量能够将使水泥熟料生产线排放浓度完全控制在国家标准（标况下）200mg/m3以下，文章对水泥熟料生产线脱硫技术作了介绍并加以比较，通过采用适合的措施对SO2超标排放加以控制，从而全面实现提升水泥企业的社会、环境效益。

关键词：水泥；熟料生产线；脱硫技术

1水泥生产线SO2排放特性分析

水泥窑系统的硫是由原料和燃料带入。原料中的硫以有机硫化物、硫化物或者硫酸盐的形式存在，具体包括石灰石中混合的石膏、无水石膏、天青石（SrSO4）、重晶石（BaSO4）、硫酸镁、单质硫化物（FeS、PbS、ZnS等）以及其他的黄铁矿和白铁矿，单质硫可以忽略不计。燃料中的硫存在形式与原料大体类似，主要有硫化物、有机硫、硫酸盐等，原料中的硫酸盐通常会进入窑系统，其他形式的硫则会在300~600℃被氧化为SO2气体，主要发生在第二到第三级旋风筒位置，正常情况下燃料中的硫基本会被CaO和碱性氧化物吸收，生成硫酸盐，同时在窑头和分解炉形成硫动态富集区域，部分热稳定性较差的硫酸盐在熟料煅烧高温带分解，释放出的SO2随窑气向窑尾运动。

2水泥熟料生产线脱硫技术简述

水泥厂可采用的干脱硫剂喷注法、热生料喷注法、喷雾干燥脱硫法和湿式脱硫法等

2.1干脱硫剂喷注法

干脱硫剂喷注法是指将干脱硫剂直接喷入到预热器系统适当位置的气流中，与烟气接触达到脱除二氧化硫目的的一种工艺。常用的脱硫剂有石灰石粉，熟石灰等，通常干脱硫剂喷注加入部位为预热器系统第一或第二级旋风筒之间的连接管道，在钙硫比在2~3的情况下，脱硫效率可达到50%~60%，理想情况下脱硫效率可达到85%。干脱硫剂喷注法具有以下优点：1无污水和废酸排出、设备腐蚀小、烟气在净化过程中无明显的温降、净化后烟温高、利于烟囱排气扩散；2投资省、占地少，适合老厂烟气脱硫改造；3易于国产化，运行可靠，便于国内水泥厂的应用和维护管理。干脱硫剂喷注法主要问题在于脱硫率低、脱硫反应速度较慢等。

2.2热生料喷注法

热生料喷注法是指将已分解的生料喷入预热器系统适当位置，与烟气接触达到脱除二氧化硫目的的一种工艺。具体工艺为首先通过系统压差从分解炉抽取含有高活性CaO的高温气体，经过稀释冷却器冷却后，利用旋风分离器将CaO粉尘收集下来，通入到制浆罐中加水制备成Ca（OH）2浆液，然后用泵将浆液喷射到水泥生产线的合适位置，通过与烟气接触可以有效吸收系统中的SO2，由此降低废气中SO2的排放浓度。热生料喷注法脱硫效率可以达到50%左右。

2.3喷雾干燥脱硫法

喷雾干燥脱硫法是利用CaO加水制成消石灰浆液后喷入到预热器系统适当位置的气流中，与烟气接触达到脱除二氧化硫目的的一种工艺，是一种湿法与干法相结合的脱硫法，脱硫效率可以达到80%~90%。喷雾干燥脱硫法具有技术成熟、系统可靠、工艺流程简单、耗水量少、占地面积小、一次性投资费用低、脱硫产物呈干态、无废水排放、可以脱除部分重金属等优点。但同时由于反应后含有较多粉尘，要求下游除尘设备具有较高的除尘效率.；同时由于副产物为亚硫酸钙和硫酸钙的混合物，利用收到一定限制。

2.4湿式脱硫法

湿式脱硫法已广泛应用于电力行业用于烟气脱硫，目前也有多家国外水泥厂也采取了该方法。湿法脱硫成套设备一般安装在除尘器后面，通过风机将烟气引入吸收塔。烟气进口设在吸收塔下部，吸收塔顶部装有雾化喷嘴。吸收塔循环泵从反应罐中连续不断地将浆液送至一个或多个插入吸收塔内的喷淋母管中，每根母管上有许多支管，支管上装有数量众多，各自独立的雾化喷嘴，浆液经喷嘴雾化成细小的液滴喷出。吸收塔塔体下面是反应罐，两者成为一整体，反应罐既是收集喷淋浆液的容器，又是塔体的基础。通常用石灰石浆液作为吸收剂，在石灰石稀浆沿吸收塔下降过程中，与烟气形成逆流接触，脱除烟气中的硫，生成的CaS03和CaS04进入反应罐。在反应罐底部鼓入空气，将CaS03强制氧化生成石膏。生成的石膏进入水力旋流器，再通过离心机，这祥可以得到含水10%~15%的石膏，此种质量的石膏可以部分替代水泥粉磨过程中使用的石膏。经过吸收塔洗涤的烟气在离开吸收塔系统之前需要通过除雾器除去悬浮水滴和颗粒物，然后再从烟囱排出。湿式脱硫法脱硫效率可以达到95%左右。

3水泥熟料生产线脱硫技术比较与应用

干脱硫剂喷注法工艺相对简单，但其使用成本较高，主要是购置脱硫剂的费用。喷雾干燥脱硫法和热生料喷注法投资低于湿式脱硫法，其优点是脱硫效率较高且运行费用较低，但脱硫浆液喷注过程中管路、阀门、喷头、预热器风机等设备的堵塞问题比较严重，检修维护工作量较大，从而有可能影响脱硫系统的连续运行。湿式脱疏法脱硫效果最好，脱硫效率可以达到80%~95%，脱硫系统堵塞和维修问题较少，但设备投资费用、运行费用和技术要求等均相对比较高。因此需根据水泥厂的具体情况合理选择脱硫工艺方法。在确定脱硫工艺方法后，为了更好的提高脱硫工程的建设质量，可以从以下几个角度加以控制：

3.1人的控制

人指的是直接参与工程项目的决策者、组织者、指挥者以及实施者等。人作为控制对象，需要尽力避免产生失误；作为控制动力是要充分调动人的积极性，增强人的责任感，发挥人的主导作用。此外注意加强专业技术知识、劳动纪律教育，实现以工作质量保证工程质量。

3.2材料的控制

材料质量是工程质量的基础。工程项目需要对工程施工材料的严格检查验收，正确合理组织材料使用，在收、发、储、运等各个环节的加强对现场材料技术管理，严格避免不合格或错误的原材料用于脱硫工程项目。

3.3机械的控制

建设项目机械控制需要综合考虑不同的工艺特点和技术要求、施工组织条件、机械设备性能等多种因素，选用合适的机械设备。使设备合理装备，取得较好的综合经济效益。通过实施岗位责任制度、交接班制度、机械设备检查制度等责任制度，保证设备处于最佳使用状态。

3.4方法控制

方法控制指在脱硫工程建设工期周期内对所采取的施工方案、施工工艺、施工组织设计、施工技术措施等的控制，应切合工程实际，从技术、管理、组织、经济等多方面分析，做到技术可行，经济合理，从而有利于保证质量、加快进度、降低成本。

结束语

为落实国家环保减排政策，对烟气SO2超标的熟料生产线进行减排技术改造需切实加以重视。只有通过采用适合的措施对SO2超标排放加以控制，才能全面实现提升水泥企业的社会、环境效益，从而实现我国水泥工业长期健康的可持续发展。

参考文献：

[1]彭长寿，郭静水泥窑烟气脱硫方案设计[J]中国水泥，2016（1）

[2]贾华平.关于部分预分解水泥窑的脱硫问题[J].中国水泥，2017（1）

[3]李小燕，胡芝娟，叶旭初，等.水泥生产过程自脱硫及SO2排放控制技术[C].第7届水泥技术交流会论文集.2011：364-366