蘇 琦

(西安建筑科技大學(xué) 710055)

當(dāng)前，放眼世界現(xiàn)階段面臨的最大問(wèn)題，一個(gè)是能源問(wèn)題，另一個(gè)就是環(huán)境污染，而且隨著先能源的開發(fā)和利用，環(huán)境污染問(wèn)題顯得更為重要。我國(guó)擁有世界最大的中國(guó)最大的煤炭?jī)?chǔ)量和產(chǎn)量，而且作為世界大國(guó)，擁有完備的工業(yè)體系，煤炭的生產(chǎn)和使用是不可取代的。雖然近些年隨著新能源的大量開發(fā)和利用，我國(guó)煤炭的能源的使用占比在逐年下降，但大量基礎(chǔ)工業(yè)生產(chǎn)如煉鋼等仍然需要大量的煤炭，煤炭我國(guó)以煤為主的能源結(jié)構(gòu)短期內(nèi)不會(huì)改變。近幾年，大量出現(xiàn)的霧霾天氣，使人們感受到了大氣污染的嚴(yán)重性，治理大氣污染迫在眉睫，這關(guān)系著人民群眾的身體健康和影響社會(huì)的和諧穩(wěn)定。我國(guó)政府也在大氣治理上下足了功夫，各項(xiàng)措施卓有成效。水泥行業(yè)是大氣污染的重點(diǎn)行業(yè)，除了對(duì)不合格的小企業(yè)關(guān)停，重點(diǎn)扶持除塵降硫設(shè)備完善的大企業(yè)，新的技術(shù)的利用也是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。硫氧化物等有害氣體在水泥行業(yè)的污染占有很大比例，也是造成霧霾天的重要元兇。其中二氧化硫在大氣中水汽相結(jié)合形成酸雨，對(duì)土壤、植被以及建筑物的破壞極其嚴(yán)重；另外它也是形成PM2.5的罪魁禍?zhǔn)?，?duì)人民群眾的呼吸道、皮膚等產(chǎn)生嚴(yán)重危害。所以說(shuō)水泥行業(yè)除塵脫硫是治理大氣污染的重點(diǎn)。

水泥行業(yè)硫排放有其自身的特點(diǎn)，其硫來(lái)源有兩個(gè)，原料含硫和燃料含硫，相比較而言原料中硫?qū)τ诂F(xiàn)代水泥工藝來(lái)講更易被帶出，污染環(huán)境。原因在于原料石灰石中的所含的硫主要以黃鐵礦的形式存在，其最大氧化速率對(duì)應(yīng)溫度大約為500℃左右，在此溫度下水泥生料并未形成可大量吸附SO2的CaO，因此所形成的SO2，絕大部分被帶出系統(tǒng)。從目前我國(guó)所存在的1500多條水泥熟料生產(chǎn)線的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，此種情況所造成的SO2排放，最高可達(dá)到1300mg/Nm3。

按照GB4915-2013《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，自2015年1月1日起，現(xiàn)有水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的二氧化硫最高允許排放濃度為200mg每立方米。重點(diǎn)地區(qū)要求低于100 mg每立方米，我國(guó)水泥企業(yè)眾多，很多水泥生產(chǎn)行業(yè)排硫任務(wù)非常艱巨。水泥行業(yè)的生產(chǎn)，產(chǎn)生二氧化硫是不可避免的，一方面二氧化硫的處理設(shè)備要加大投入應(yīng)用到位，另一方面，處理二氧化硫的成本也要不斷降低，甚至在有可能的情況下加以利用，變廢為寶。本文對(duì)水泥生產(chǎn)線脫硫技術(shù)作了介紹并加以研究,通過(guò)采用適合的措施對(duì)二氧化硫超標(biāo)排放加以控制, 我們應(yīng)用的脫硫技術(shù)包括干法、干濕法、濕法和熱法。所謂干法干脫硫劑噴注法；干濕法是噴霧干燥脫硫法；所謂濕法就是濕式脫硫法；而熱法顧名思義熱生料噴注法。

1 干脫硫劑噴注法

干脫硫劑噴注法具體方法將熟石灰噴入預(yù)熱器系統(tǒng)相應(yīng)位置，位置位于最上面兩級(jí)旋風(fēng)筒之間的連接管道處，將鈣硫比控制在2.5和4，此時(shí)的脫硫效率可以分別達(dá)到50%和70%。應(yīng)用此原理，在設(shè)備精度，鈣硫比的穩(wěn)定性反復(fù)試驗(yàn)，最新的干脫硫劑噴注法系統(tǒng)，在兩級(jí)旋風(fēng)筒之間的連接管道繼續(xù)噴入第二級(jí)旋風(fēng)筒，使脫硫效率甚至達(dá)到85%以上 。該方法投資低，對(duì)于老的于濕法工藝，水泥廠對(duì)原有的增濕塔進(jìn)行簡(jiǎn)單改造，在降低脫硫產(chǎn)物的前提下效率顯著提高。

2 噴霧干燥脫硫法

噴霧干燥脫硫法顧名思義，先噴霧后干燥，濕法與干法相結(jié)合，吸收塔將消化后形成的漿液的石灰由噴霧裝置噴入，運(yùn)用此法脫硫效率可以達(dá)到90% 。原有增濕塔中有 8個(gè)噴霧嘴，石灰消化后噴入增濕塔后，每四個(gè)一組，分為兩組，分別用來(lái)噴入石灰漿液和冷卻水，兩組同時(shí)進(jìn)行。脫硫劑由于被霧化與煙氣中的二氧化硫充分反應(yīng)，通過(guò)此種方法實(shí)現(xiàn)脫硫的目的。煙氣中存在殘留石灰顆粒和反應(yīng)生成物等進(jìn)一步處理，隨煙氣帶出增濕塔，原有的除塵設(shè)備加以利用，確保除塵脫硫同時(shí)實(shí)現(xiàn)。兩個(gè)控制回路分別用來(lái)控制增濕塔出口氣體溫度和煙囪二氧化硫排放濃度。增濕塔引入脫硫劑，微細(xì)氧化鈣顆粒很容易和二氧化硫氣體發(fā)生反應(yīng)，在熱煙氣作用下水分蒸發(fā)，此種原理脫硫效率超過(guò)90%。兩種方法同時(shí)運(yùn)用，硫化物進(jìn)入生料繼續(xù)利用，也不存在廢物處理的問(wèn)題，一舉兩得。

3 濕式脫硫法

濕式脫硫法是由于成本低廉，是應(yīng)用最廣泛的一種方法，很多行業(yè)都在應(yīng)用，在國(guó)內(nèi)為很多水泥廠都采用這種方法。濕法脫硫流程是先除塵后脫硫，所以設(shè)備安裝通常在除塵器后面，在正壓下工作。吸收塔下部設(shè)有氣體進(jìn)口，霧化噴嘴安裝在吸收塔頂部。石灰和水按照1：4的比例在漿液池制成石灰石液漿，經(jīng)過(guò)沉淀槽，通過(guò)專業(yè)泵泵入噴嘴。石灰石稀漿在吸收塔中自上噴下，煙氣向上升騰，實(shí)現(xiàn)逆流充分接觸，實(shí)現(xiàn)脫硫，獲得硫酸鈣進(jìn)入。硫酸鈣強(qiáng)制氧化生成石膏通過(guò)水力旋流器，再通過(guò)離心機(jī)，這樣可以得到含水的石膏。此種方法脫硫效率高，副產(chǎn)品利用率高，石膏可以部分替代水泥粉磨過(guò)程中使用的石膏。當(dāng)水和石膏分離出來(lái)后，水再返回漿液池。石灰石料漿與氣體中的二氧化硫反應(yīng)條件嚴(yán)格，經(jīng)過(guò)吸收塔的氣體需要除水除塵，然后再?gòu)臒焽枧懦?。由于煙氣由風(fēng)機(jī)自洗滌筒的頂端進(jìn)入與液體逆流體相撞，反映充分，從而迫使液體呈輻射狀自里向外射向筒壁，在氣—液界面區(qū)域形成強(qiáng)烈的湍流區(qū)域，氣液緊密接觸而產(chǎn)生穩(wěn)定的泡沫區(qū)，在此區(qū)域產(chǎn)生顆粒捕集、氣體吸收和氣體急冷的作用。生成的硫酸鈣，經(jīng)過(guò)空氣中的氧氣氧化成石膏。此設(shè)備可實(shí)現(xiàn)脫硫效率高達(dá) 90%，若果能夠多套進(jìn)行聯(lián)用，脫硫效率進(jìn)一步提高，甚至可以到到無(wú)污染。但濕法脫硫存在投資大，運(yùn)行成本高的缺點(diǎn)。

4 熱生料噴注法

熱生料噴注法是指在預(yù)熱器系統(tǒng)相應(yīng)位置加入已分解生料。將旋風(fēng)除塵器安裝在上面兩級(jí)旋風(fēng)筒之間的連接管道附近安裝旋風(fēng)除塵器，注意安裝在上部，一部分廢氣從分解爐出口導(dǎo)出，然后通過(guò)旋風(fēng)除塵器，將粉塵收集并噴入上面兩級(jí)旋風(fēng)筒之間的廢氣管道。熱生料中主要成分是活性氧化鈣，新生成的活性較高的氧化鈣很容易和二氧化硫發(fā)生反應(yīng)。將鈣硫比控制在 5～6，脫硫效率為 25%～30%。水泥廠原料中硫鐵礦含量較高，大約5%～10%的分解爐廢氣可通過(guò)此種方法控制。此外，通過(guò)調(diào)整鈣硫比，還有管道預(yù)熱等措施，可以進(jìn)一步提高脫硫效率，最高可達(dá)40%。

近些年來(lái)，科技不斷發(fā)展，新的技術(shù)得到應(yīng)用，隨著新技術(shù)的不斷成熟，效率會(huì)大大提高，成本會(huì)進(jìn)一步降低。水泥企業(yè)結(jié)合自身特特點(diǎn)，投入研發(fā)，選擇高效節(jié)能環(huán)保的除塵脫硫技術(shù)，為企的可持續(xù)發(fā)展謀求未來(lái)才是根本。環(huán)境保護(hù)人人有責(zé)，水泥企業(yè)更應(yīng)該從自身做起，將二氧化硫排放控制在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以下。