海螺集團針對水泥熟料中SO2高于200mg/Nm3的部分生產線進行了自身脫硫改造,采用分解爐出口取出的CaO為脫硫劑,通過生產線自身進行脫硫,使SO2排放濃度由450mg/Nm3下降至150~180mg/Nm3,達到國家標準,脫硫效率達到60%~66%。
水泥窯系統中的硫是由原料和燃料帶入的。原料中的硫以有機硫化物、硫化物或者硫酸鹽的形式存在,單質硫可以忽略不計。原料中存在的硫酸鹽在預熱器系統中通常不會形成SO2氣體,大體上都會進入水泥窯系統。原料中以其他形式存在的硫,則會在300~600℃時被氧化生成SO2氣體,主要發生在五級預熱器的第二級旋風筒或者六級預熱器的第三級旋風筒。在預分解窯系統內,由窯頭和分解爐喂入燃料所含的硫均被CaO和堿性氧化物吸收,生成硫酸鹽。
一般水泥生產線SO2排放都較低,主要是因為水泥工藝本身具有的脫硫作用,即分解爐內新生成的CaO活性很高,很好地吸收了煙氣中的SO2。但部分生產線由于原料中硫化物的量較大,硫化物氧化產生的SO2在通過上級旋風筒時會被部分吸收,其余則隨廢氣一道從預熱器排出。如果廢氣用于烘干原料,則SO2在原料磨中進一步被吸收。但是需要指出的是:在溫度低于600℃的情況下,CaCO3對SO2的吸收效率要遠低于CaO。上面兩級預熱器中CaCO3分解率較低且僅有少量CaO被煙氣從高溫部分帶上去,因此吸收效率很低。再加上此時濕度較低以及排放前的停留時間較短,SO2排放濃度可能會較高。因此,對于硫排放較高的水泥生產線來說,從水泥窯自身抽取含有高濃度CaO的氣體實現脫硫的技術不但可行,而且節能。下面樸華科技來介紹具體脫硫細節:
從分解爐出口抽取含有高活性CaO的880℃高溫氣體,通過稀釋冷卻器冷卻至400℃后,經旋風分離器將物料收集下來,通入到40m3的制漿罐中,加水制備成20%~30%的Ca(OH)2漿液,并將制備好的漿液經150t/h循環泵送入20m3的儲存罐,再分別通過一臺15t/h的泵將漿液噴射到增濕塔和生料磨出口,還原煙氣中的SO2。水泥生產線煙氣脫硫設備主要包括四個部分,分別是:取料系統、制漿及儲存系統、輸送系統、噴射系統。取料系統主要是利用現有生產線出分解爐物料含有大量活性CaO的特點,在分解爐出口抽取含料氣體,通過稀釋冷卻機冷卻、旋風分離器收塵將物料收集下來。制漿及儲存系統主要是將收集下來的物料送入儲存罐進行預攪拌并儲存,當制漿罐漿液達不到設定濃度時,儲存罐向制漿罐輸送一部分漿液,制漿罐通過攪拌器配制20%~30%濃度的漿液,儲存罐和制漿罐均配制攪拌器和濃度計。輸送系統由輸送泵組和循環泵組組成,主要是向噴射系統輸送漿液。噴射系統由若干組噴槍組成,噴槍具有耐磨、耐腐蝕等特性,且噴射嘴直徑及布置角度等與生產工藝密切相關。
以上水泥窯脫硫工藝應用于海螺水泥5000t/d熟料生產線,采用生石灰制備的20%濃度漿液脫硫系統運行穩定,SO2脫硫效率在60%以上,生產線排放濃度完全能控制在國家標準200mg/Nm3的限值以內。各單位可根據自身情況酌情參考對水泥窯脫硫系統進行改造。