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水泥生产过程自脱硫及S02排放控制技术

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 欧美国家水泥企业对SO2排放的关注早于中国企业。按照GB4915--2004((水泥工业大气污染物排放标准》规定,自2010年1月1日起,现有水泥窑及窑磨一体机排气筒中的S02最高允许排放浓度为200mg/m3,单位产品排放量不得超过0.6kg/t。我国众多水泥企业S02减排任务愈加艰巨,一些企业每年S02排污费用高达几百万元。本文将总结国际水泥行业对S02形成的研究结果以及降低S02排放的各种方法。

  水泥生产线降低S02排放的措施很多,主要分为三类:水泥生产线自身的S02脱除、改变水泥生产工艺和采取额外的S02脱除技术。如前所述,水泥窑系统中存在合适的条件可以脱除S02,脱除效率与生料硫碱比、原料中硫的存在形态 有很大关系。同时如果生料磨采用预热器废气作烘干热源,会进一步脱除50%~70%的S02。从工艺角度来讲,控制烧成带的C0、O2含量及火焰形状有利于降低S02排放。改变原料硫含量和调节硫碱比均可以降低S02排放,但改变原料通 常在经济上是不可行的。
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1 硫的引入和存在形态

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??? 1.1 原料硫
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????? 水泥生产所用原料中的硫化物大部分为黄铁矿和白铁矿(两者均为FeS2),还有一些单硫化物(如FeS)。原料中的硫酸盐主要包括石膏(CaS04·2H20)和硬石膏(CaS04),这两种矿物在低于烧成带温度下很稳定。原料中存在的硫酸盐大体
上都会进入窑系统。硫化物,比如硫铁矿,会在500-600℃发生氧化生成S02气体,主要发生在第二级旋风筒。
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??? 1.2 燃料硫
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????? 燃料中的硫的存在形式和原料中的一样,有硫化物、硫酸盐还有有机硫。燃料在分解炉或者回转窑燃烧,而分解炉存在大量的活性Ca0,同时分解炉的温度正是脱硫反应发生的最佳范围,因此烧成带产生的S02气体可以在分解炉被Ca0
吸收或者在过渡带和烧成带与碱结合生成硫酸盐。也就是说正常情况下,燃料中的硫很少会影响到硫的排放。但是以下这些情况下会出现例外:
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(1)燃料的燃烧是在还原状况下进行的;
???? (2)生料易烧性很差,烧成带温度被提得很高;
???? (3)硫碱比明显偏高。
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??? 2 水泥生产线各工艺的脱硫作用
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???? 众多因素影响着水泥生产线各工艺的脱硫效果,例如脱硫剂、水含量、反应面积和停留时间等。Ca0和Ca(OH)2的脱硫效果优于CaC03,CaC03在温度低于600℃的情况下,如果没有水的作用,脱硫效果很差。与长窑相比,预热器窑和
预分解窑中原料和气体在旋风筒和风管中的接触要充分的多,因此SO2排放量要低得多。一般而言,水泥窑系统对原燃料带入硫的脱除率超过50%。


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