郎濟(jì)涵，張濱

1 引言

水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的二氧化硫的排放濃度受原燃料成分影響較大。由于各地原材料含硫量存在差異，水泥生產(chǎn)線需結(jié)合當(dāng)?shù)卦牧锨闆r制定不同的配料方案，導(dǎo)致各地生產(chǎn)線二氧化硫排放情況存在差異。在不考慮原材料極端高硫的情況下（大量使用高硫石灰石等），生料磨磨內(nèi)石灰石持續(xù)產(chǎn)生的新鮮表面足以去除掉水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大部分的二氧化硫，可一旦停磨，不增加外部干預(yù)時，二氧化硫就容易超標(biāo)。我公司現(xiàn)有兩條4 000t/d 新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，受配料方案變化的影響，當(dāng)生料磨停機(jī)時，二氧化硫濃度會產(chǎn)生異常波動，甚至出現(xiàn)超標(biāo)情況。

2 改造方案

目前，脫硫技術(shù)主要包括干法脫硫、半干法脫硫和濕法脫硫。干法脫硫工藝包括反應(yīng)劑噴注法、熱生料噴注法等；半干法脫硫工藝主要是噴霧干燥脫硫法；濕法脫硫包括氨法脫硫、雙堿法脫硫、石灰石—石膏法脫硫等工藝。其中，濕法脫硫工藝的脫硫率高，成功投運案例較多，運行條件相對便利。但考慮到我公司二氧化硫波動情況是受一段時間內(nèi)配料方案的影響，并且只有在生料磨停機(jī)時，才會出現(xiàn)二氧化硫超標(biāo)現(xiàn)象，若再耗資建設(shè)脫硫塔，則成本較高且使用率低。

經(jīng)公司技術(shù)小組論證，結(jié)合投資運行成本情況分析，我公司利用現(xiàn)有的增濕塔（作為濕法脫硫的脫硫塔）進(jìn)行改造，使用石灰濕法工藝脫硫。采用熟石灰作脫硫吸收劑，將原有增濕塔水箱分隔為兩部分，一部分加入水和石灰，另一部分存放清水；在石灰水箱中，安裝高壓風(fēng)管路，利用高壓風(fēng)吹動石灰水，防止石灰在水中沉淀；利用壓縮空氣代替機(jī)械攪拌，攪拌更加均勻，石灰水充分均化無死角。石灰水通過管路進(jìn)入增濕塔噴槍，在增濕塔內(nèi)改變現(xiàn)有噴槍角度，呈扇面噴射，噴槍噴出的石灰水（氫氧化鈣）作為還原劑與窯尾煙氣中的二氧化硫發(fā)生反應(yīng)，脫去煙氣中的二氧化硫。

增濕塔水箱改造如圖1 所示，啟用該系統(tǒng)時，需提前打開石灰水閥門，關(guān)閉清水箱閥門。

圖1 增濕塔水箱改造示意圖

圖2 2018年4月停磨及啟用脫硫系統(tǒng)控制后的SO2濃度曲線

3 改造效果

圖2～圖4為未改造前生料磨停機(jī)后，二氧化硫出現(xiàn)瞬時超標(biāo)的情況。生料磨正常開機(jī)時，二氧化硫在線數(shù)據(jù)顯示0～10mg/m3之間，當(dāng)生料磨完全停機(jī)后，二氧化硫濃度瞬時由2mg/m3直線上升至189mg/m3，處于不可控狀態(tài)且沒有下降趨勢，在189～225mg/m3之間波動。啟動新改造的脫硫設(shè)施后，按照停機(jī)時間核算了石灰的使用量，按照1:3的配比進(jìn)行了水與石灰粉的充分?jǐn)嚢?，開啟脫硫塔，使用六只噴槍進(jìn)行噴射，效果較明顯。二氧化硫濃度由原來的189～225mg/m3降至40～60mg/m3，排放情況穩(wěn)定可控，未出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象。

對生料磨停機(jī)后和使用氫氧化鈣脫硫時的窯尾灰分別進(jìn)行取樣分析可知，生料磨停機(jī)后，未投入脫硫設(shè)施的窯灰中SO3含量為0.65%，使用脫硫設(shè)施后窯灰中SO3含量為1.15%，以硫酸鈣為主。得到較為穩(wěn)定的高硫窯灰后，將窯灰根據(jù)實際情況酌情摻入至水泥混合材中，有效控制了二氧化硫排放，同時降低了生產(chǎn)成本。

圖3 2018年5月停磨及啟用脫硫系統(tǒng)控制后的SO2濃度曲線

圖4 2018年7月停磨及啟用脫硫系統(tǒng)控制后的SO2濃度曲線

4 結(jié)語

利用增濕塔、增濕塔噴槍為基礎(chǔ)設(shè)計的脫硫方案，投入小，脫硫效果明顯，可根據(jù)生料磨停機(jī)計劃和二氧化硫排放情況靈活開啟運行，無需耗資建設(shè)其他脫硫設(shè)施或摻加脫硫劑即可達(dá)到控制二氧化硫的目的。該改造項目在我公司投入運行兩年來，未對增濕塔產(chǎn)生不利影響，可供有同類情況的生產(chǎn)線改造參考。