礦渣立磨配套流化床熱風(fēng)爐的脫硫方案

潘玉國

【摘 要】本文介紹了礦渣立磨配套流化床熱風(fēng)爐的脫硫機理和具體方案，并對使用效果進行了分析。

【關(guān)鍵詞】立磨；熱風(fēng)爐；沸騰爐；脫硫

0.概述

隨著礦渣微粉應(yīng)用的普及和推廣，無論是先烘后磨（管磨），還是邊磨（立磨）邊烘，都需要配套烘干供熱的熱風(fēng)爐。燃煤依然是我國的基礎(chǔ)能源，但是為了環(huán)境保護，燃煤一定要做到清潔燃燒，沸騰爐（流化床熱風(fēng)爐）應(yīng)運而生。這種熱風(fēng)爐被列入國家可持續(xù)發(fā)展的攀登計劃，是煤燃燒的節(jié)能和環(huán)保爐型。

礦渣立磨的烘干配套，采用沸騰爐脫硫效果更明顯，完全能保證煙氣含硫達標(biāo)排放。一方面該爐可在燃燒過程中，通過投入石灰石等固化劑到爐膛的流化床內(nèi)，形成固硫脫硫的作用，另一方面熱風(fēng)爐煙氣中的含硫煙氣與礦渣微粉中的石灰成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，達到脫硫效果。

1.脫硫機理

1.1流化床內(nèi)直接固硫

流化床內(nèi)直接固硫是在燃燒過程中加固硫劑石灰石（CaCO3）或白云石（CaCO3·MgCO3），使燃燒反應(yīng)和固硫反應(yīng)同時進行，受熱分解產(chǎn)生的CaO與煙氣中的SO2結(jié)合生成CaSO4，CaSO4可以隨灰渣排掉，也可再生后重新使用，其反應(yīng)過程如下：

燃燒反應(yīng) S+O2→SO2

煅燒反應(yīng) CaCO3→CaO+CO2

固硫反應(yīng) CaO+SO2+1/2O2→CaSO4

1.2立磨中的煙氣脫硫

高爐礦渣中的主要成分是SiO2和CaO，理論上存在的反應(yīng)機理：

CaO+H2O→Ca（OH）2

Ca（OH）2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O

Ca（OH）2+ SO3→CaSO4+H2O

CaSO3·1/2H2O+3/2H2O+1/2O2→CaSO4·2H2O（石膏）

實際上，入礦渣立磨的含硫煙氣，磨后幾乎被監(jiān)測不到含硫，其機理還有待科學(xué)論證，畢竟立磨礦渣微粉在國內(nèi)還是新興產(chǎn)業(yè)，而國外在這方面的論說也很少，因為國外的供熱源基本不是燒煤。

2.具體方案

石灰石十分豐富和便宜。若采用石灰石作為脫硫劑，就立磨配套的沸騰爐來說，直接從爐床定期拋投石灰石粒即可。石灰石煅燒有一個過程，畢竟用煤量不是很大，含硫量更是微量（一般在1.5%以下），投入的石灰石量一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了脫硫Ca/S摩爾比所需的量。這是最為經(jīng)濟實用的方法?？紤]石灰石的粒徑對脫硫率的影響，隨著石灰石粒徑的減小，其反應(yīng)的表面積增加，脫硫率提高；當(dāng)然，粒徑過小時也不好，沸騰爐供熱煙氣挾帶出的石灰量也增大了，脫硫劑的利用率反而降低，脫硫率下降。一般選用2～3mm的石灰石籽，此粒度應(yīng)是固硫反應(yīng)活性較好又不會從床內(nèi)飛走的粒度。

脫硫率較高的溫度范圍為850～870℃，因為此溫度下，石灰石焙燒生成CaO的速度最快，一般礦渣立磨配套的沸騰爐都是依此工藝溫度工作的。

3.效果分析

以上脫硫方案不僅行之有效，而且方法簡單易行，也幾乎不增加什么運行成本。燃煤沸騰爐取代燃?xì)夤崤涮缀娓赡サ墓に嚪桨?，已?jīng)是國內(nèi)項目的趨勢。運行安全穩(wěn)妥，成本費用低，也非常高效可靠，節(jié)能環(huán)保。 [科]