采用電石渣配料降低煙氣硫排放

Sulfur Emissions Reduction in Gas by Dosing of Carbide Slag

林發(fā)堯

采用電石渣配料降低煙氣硫排放

Sulfur Emissions Reduction in Gas by Dosing of Carbide Slag

Sulfur Emissions Reduction in Gas by Dosing of Carbide Slag

林發(fā)堯

金沙公司礦山石灰石硫含量較高，煙氣硫排放超標(biāo)。電石渣配料主要是利用電石渣中的Ca（OH）2與煙氣中的SO2反應(yīng)，生成CaSO4包裹在熟料中帶出窯外，從而降低煙氣中SO2含量，達(dá)到煙氣硫排放達(dá)標(biāo)的目的。

電石渣；脫硫；SO2；硫排放

華潤水泥（金沙）有限公司有一條設(shè)計(jì)產(chǎn)量5 000t/d熟料的新型干法窯生產(chǎn)線。公司從2014年7月份投產(chǎn)以來一直都是達(dá)標(biāo)排放。2016年2月11日中班開始，窯尾煙氣硫排放不斷上升，由原來的100mg/m3左右升高至近200mg/m3，有時(shí)甚至超過200mg/m3，已出現(xiàn)超標(biāo)排放。到二月底三月初，硫排放已達(dá)到500mg/m3，開一臺(tái)生料磨時(shí)硫排放超過700mg/m3。華潤是一家注重環(huán)保的企業(yè)，公司決定停窯檢修，同時(shí)利用檢修時(shí)間查找硫排放超標(biāo)原因，并且在開窯后必須解決煙氣SO2排放超標(biāo)問題。

1 查找原因

1.1 外購原燃材料

從外購三種材料可以看出，煤炭、磷渣中均含有一定量的硫。但在2月11日硫排放異常升高時(shí)，前后煤炭、黃沙土、磷渣使用均沒有換堆，三種原材料硫含量沒有異常變化。因此可以判斷外購材料不是導(dǎo)致硫排放突然升高的主要原因。

原燃材料前后硫含量情況見表1。

表1 原燃材料前后硫含量情況，%

從原料材料數(shù)據(jù)來看，硫并未變化，但窯尾硫排放升高，說明原燃材料中必有物料硫高了。是否檢驗(yàn)方法有問題？目前檢驗(yàn)方法是用酸熔，檢測(cè)的只是物料中的SO3，而其他形態(tài)的硫無法檢測(cè)出來。因此改用堿熔法檢測(cè)原材料中的SO3（物料全硫），見表2。

從原料全硫來看，石灰石硫比原來高出近一倍?？梢耘卸ǎ瑹煔饬蚺欧懦瑯?biāo)是由石灰石硫高造成。

表2 用堿熔法檢測(cè)原材料SO3（物料全硫），%

1.2 對(duì)礦山石灰石硫含量普查

詳細(xì)了解礦區(qū)石灰石品質(zhì)分布情況，對(duì)礦區(qū)內(nèi)采臺(tái)鉆孔沿采區(qū)布設(shè)4條勘探線，共計(jì)46個(gè)孔取樣（見圖1、表3）。

圖1 石灰石礦區(qū)勘探布線圖

2 解決措施

2.1 提高石灰石品位，降低硫含量

采用優(yōu)質(zhì)低硫石灰石生產(chǎn)，煙氣硫排放可以達(dá)到排放要求。但是公司優(yōu)質(zhì)石灰石儲(chǔ)量不多，只占整個(gè)礦山的30%。若為降低硫排放而強(qiáng)行開采優(yōu)質(zhì)石灰石，不到兩年礦山就無法生產(chǎn)。這種辦法用了一個(gè)月。

2.2 用石灰水脫硫

在三級(jí)筒加石灰水，這種脫硫效果不是太好，并且用人工將石灰水抬到三級(jí)筒，太費(fèi)力，并非長久之計(jì)。這種辦法用了近一個(gè)月。

2.3 氨水脫硫

在三級(jí)筒噴淋脫硫效果不是太理想，并且成本高，又易造成氨逃逸，造成NOX偏高。

2.4 電石渣配料脫硫

2.4.1 電石渣脫硫原理

因MgSO4在900℃開始分解，到1 100℃分解完全，而CaSO4分解溫度必須達(dá)到1 350～1 400℃才分解，可固化到熟料中從窯頭排出。故最終起到脫硫效果的只有Ca（OH）2及部分水分。

2.4.2 配料思路

電石渣主要成分是Ca（OH）2，并且水分較高。根據(jù)Ca（OH）2及水分具有吸附SO2的效果，考慮利用電石渣作脫硫配料，達(dá)到礦山有效開采，并且煙氣硫排放達(dá)標(biāo)的目的。

2.4.3 配料計(jì)算

（1）原材料（表4）

（2）煤工業(yè)分析（表5）

（3）配比（表6）

（4）生料（表7）

（5）熟料（表8）

2.4.4 摻量平衡計(jì)算

假設(shè)：高溫風(fēng)機(jī)風(fēng)量90×104m3/h，煙氣SO2含量800mg/m3，則煙氣含SO2為0.72t/h。根據(jù)Ca（OH）2+ SO2=CaSO3↓+H2O，則0.72t SO2需0.832 5tCa（OH）2來中和。根據(jù)Ca（OH）2＝CaO+H2O，則0.832 5t的Ca（OH）2可分解成0.63tCaO。根據(jù)電石渣CaO含量50%，則0.63tCaO需1.26t電石渣。生料產(chǎn)量為400t/h，則電石渣配比為1.26÷400＝0.315%。因電石渣外水在40%，故濕基配比需0.525%。

表3 A～D區(qū)石灰石樣品SO3含量，%

表4 原材料化學(xué)成分，%

表5 煤工業(yè)分析

表6 生料配料干基配比，%

表7 理論計(jì)算生料成分（%）及率值

表8 理論計(jì)算熟料成分（%）及率值

表9 生料化學(xué)分析，%

表10 熟料化學(xué)分析，%

表11 熟料物理性能

2.4.5 使用

根據(jù)平衡計(jì)算，電石渣配比只需0.6%。因電石渣化學(xué)成分中SO3含量較高，電石渣分析中CaO并非全部由Ca（OH）2提供，而存在CaSO4、CaCO3等其他形式，故提高配比到1%。

使用電石渣前后，生料、熟料化學(xué)成分、物理性能對(duì)比見表9、表10、表11。

通過表9～11可以看出，使用電石渣脫硫后，生料SO3、Cl-有所提高，熟料中的SO3、Cl-也相應(yīng)升高。但從窯操作看，窯況沒有惡化，反而得到改善。說明盡管電石渣中Cl-含量較高，但只要配比量不是太高，生料Cl-含量控制在0.03%～0.04%，對(duì)窯尾結(jié)皮沒有多大影響。熟料凝結(jié)時(shí)間、標(biāo)準(zhǔn)稠度沒有明顯改變，熟料3d強(qiáng)度有提高，28d強(qiáng)度略有提高。

2.4.6 效果驗(yàn)證

（1）煙氣硫排放得到控制。電石渣使用前SO2排放726mg/m3，使用后SO2排放115mg/m3。

（2）窯況得到改善。副窯皮及圈全部處理干凈，窯內(nèi)通風(fēng)改善。

圖3 使用電石渣后窯皮情況

（3）質(zhì)量得到改善。熟料fCaO合格率提高，使用前合格率為91%，使用后合格率99%；熟料3d抗壓強(qiáng)度提高，使用前為34.1MPa，使用后為35.7MPa；熟料28d抗壓強(qiáng)度變異系數(shù)降低，使用前為2.8%，使用后為1.5%；熟料外觀得到改善。

在使用電石渣前，因硫含量高，導(dǎo)致部分硫在窯及系統(tǒng)循環(huán)，預(yù)熱器結(jié)皮，窯尾結(jié)圈、結(jié)副窯皮。到一定程度，這些圈、副窯皮就會(huì)垮塌，造成大塊料而無法燒透，出窯熟料產(chǎn)生大量黃料。使用電石渣后這些硫被熟料帶出窯，不結(jié)圈、不結(jié)副窯皮，出窯熟料也就沒有黃料。

（4）生料易燒性得到改善，窯產(chǎn)量得到提高，熟料臺(tái)時(shí)產(chǎn)量提高了近10t，熟料標(biāo)煤耗降低1.4kg。

2.4.7 經(jīng)濟(jì)效益

如果采用氨水脫硫，每小時(shí)要噴280L氨水，一天要用6.2t左右氨水。1t氨水按800元，窯按93%運(yùn)轉(zhuǎn)率算，一年要花費(fèi)168萬元。而用電石渣配料不但可以節(jié)約168萬元氨水費(fèi)，還可以節(jié)約2 612.232t標(biāo)煤（窯喂料量按355t/h，料耗按1.55計(jì)），可節(jié)約207萬元（煤炭價(jià)格按600元/噸，收到基熱值按22 154kJ/kg計(jì)）。

3 結(jié)語

電石渣是電石法制取乙炔時(shí)產(chǎn)生的廢棄物，是工業(yè)垃圾。電石渣會(huì)散發(fā)出一股臭味，它在露天存放不但占用土地，還會(huì)對(duì)周邊空氣及水源造成污染。使用電石渣配料，不但解決了電石廠的污染物，而且為公司解決了硫排放超標(biāo)問題，并且給公司創(chuàng)造了很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值?！?/p>

哈薩克斯坦標(biāo)準(zhǔn)水泥二線項(xiàng)目獲FAC證書

近日，由天津水泥院有限公司承建的哈薩克斯坦標(biāo)準(zhǔn)水泥二線項(xiàng)目喜獲業(yè)主頒發(fā)的最終驗(yàn)收證書（FAC）,標(biāo)志著該項(xiàng)目執(zhí)行工作的圓滿結(jié)束。

該項(xiàng)目是公司承接哈薩克斯坦標(biāo)準(zhǔn)水泥二線的（EP+安裝）生產(chǎn)線工程，總工期26個(gè)月。自工程開工以來，項(xiàng)目部高度重視與業(yè)主、分包方、土建分包商等的溝通協(xié)調(diào)和積極配合工作，克服施工交接、業(yè)主土建施工質(zhì)量和進(jìn)度，尤其簽證辦理等重重困難，項(xiàng)目從2013年11月8日開始計(jì)時(shí)，于2015年8月21日一次點(diǎn)火成功，8月26日產(chǎn)出合格熟料，9月26日熟料線性能考核完成，僅用了22個(gè)月，比合同工期提前4個(gè)月。水泥線盡管受業(yè)主土建進(jìn)度影響，也于2015年12月31日一次性生產(chǎn)出合格水泥，2016年1月13日完成性能考核，均在合同工期26個(gè)月內(nèi)完成。并于2015年11月15日取得熟料線PAC證書，2016年2月20日取得水泥線PAC證書。

TQ172.44

A

1001-6171（2017）04-0078-04

華潤水泥（金沙）有限公司，貴州畢節(jié)551802；

2016-11-17；編輯：趙蓮