引言

某公司5000t/d熟料生產線選用ф4.8m×72m回轉窯，雙系列五級旋風預熱器帶TDF分解爐。隨著GB4915-2013《水泥工業大氣污染排放標準》的實施，要求現有水泥窯及窯尾余熱利用系統中SO₂排放濃度限定為≤200mg/Nm3(重點地區SO₂排放濃度限定為≤100mg/Nm3)，該公司目前執行重點地區排放標準。公司窯尾煙氣SO₂排放濃度受生料磨開停機影響波動極大，生料磨正常開機時SO₂≤20mg/Nm3，在生料磨停機期間，窯尾煙氣SO₂經常超標，最高時SO₂濃度可達600mg/Nm3以上。為了不影響公司回轉窯的正常運行，采取了切實可行富有成效的措施。

對窯尾煙氣超標時段分析，入窯煤粉全硫1％左右，未有明顯變化；對入窯生料全硫分析，當生料粉全硫超0.08％時，極易造成生料磨停機時SO₂排放超標；對進廠原燃材料分析，發現生料中全硫偏高主要是由高硫石灰石帶入生料。根據相關文獻資料，高硫石灰石在440℃左右時受熱氧化分解，而此溫度段在C₁與C₃旋風筒區間內，此時CaCO₃尚未分解，氣體中CaO含量偏低，固硫效率低，大部分的硫氧化成SO₃或SO₂，隨著煙氣對外排放。在生料磨開機時，大部分煙氣經過立磨，由于生料磨內噴水，磨內濕度較高，在粉磨過程中吸附在CaCO₃表面并進行反應，在一定程度上起到了固硫作用，因此窯尾在線監測中SO₂濃度并不高。當生料磨停機時，全部煙氣直接進入窯尾煙囪排放，最終導致煙氣中SO₂排放超標。

2.1 石灰石的均化

加強石灰石檢測，做好高硫和低硫石灰石分區堆放，并通過鏟車合理搭配破碎，加強物料均化，確保石灰石全硫低于0.2％，以降低入窯生料硫含量。

2.2 加強燒成控制

穩定物料配比，適當降低熟料飽和比(控制熟料KH：0.90～0.91)，提高物料易燒性，合理控制各系統溫度，避免過度用煤；合理控制系統通風，避免窯內產生還原氣氛，窯尾煙室CO濃度控制在0.01％以內，最大不超過0.03％，以降低窯內SO₂產生量。

2.3 脫硫改造

(1)利用原增濕塔噴槍，將增濕塔噴槍部分關閉，保留3～4把噴槍，沿增濕塔周邊均布，控制噴水量20～50t/h，以不影響窯尾布袋收塵器正常運行為宜。

(2)在高溫風機出口至增濕塔管道增加自制霧化水槍(見圖1)，噴水量5～10t/h左右。

(3)將窯尾SP鍋爐回灰引至高溫風機出口管道(見圖1)。

圖1 脫硫改造實施實況

改造完成后，在生料磨停機前半小時，先打開高溫風機出口管道霧化水槍，若生料磨停機后SO₂排放濃度仍超標，再打開增濕塔水槍；最后停窯尾SP鍋爐底剛性葉輪下料器，打開回灰管道閥門，將鍋爐回灰引入高溫風機出口煙囪管道；生料磨開機后，反方向執行操作。該方案使窯尾煙氣濕度增加，煙氣中粉塵濃度增加，提高了對煙氣中SO₂吸附能力和固硫效率，降低窯尾SO₂排放濃度。

上述措施實施后，窯尾煙氣SO₂排放濃度得到一定的降低(見圖2)。對比分析，自制水槍可降低SO₂排放濃度100～150mg/Nm3，增濕塔噴水可降低窯尾煙氣SO₂排放濃度200～300mg/Nm3，窯尾鍋爐回灰可降低SO₂排放濃度80～150mg/Nm3，以上累計可降低窯尾煙氣SO₂排放濃度400～500mg/Nm3。當生料全硫低于0.18％時，在生料磨停機后能控制SO₂排放濃度在100mg/Nm3以內。基本能解決生料磨停機SO₂超標排放問題。改造后，可提高石灰石采購范圍，緩解石灰石供應緊張矛盾，降低熟料生產成本。

圖2 窯尾煙氣在線監測SO₂曲線圖

(1)該方案可解決窯尾煙氣SO₂濃度初始值低于500mg/Nm3的達標排放問題，若初始濃度過高，可結合脫硫劑同步使用，降低脫硫成本。

(2)適當控制增濕塔用水量，提高噴槍霧化效果，防止增濕塔濕底。

(3)SP爐回灰活性CaO含量偏低，吸收SO₂能力有限，可考慮從分解爐中抽取部分熱生料粉，提高固硫效率。

(4)窯灰再次輸入系統會導致系統通風阻力增加，相應增加高溫風機電耗和高溫風機葉輪磨損。

(5)采用噴水提高SO₂與粉塵吸附能力，達到降低SO₂排放濃度，對環境不會造成二次污染，但需合理控制入窯尾布袋收塵器入口溫度，防止布袋收塵器糊袋而影響回轉窯運行。

作者：程慶光，張建華，吳紅良

來源：《蘭溪諸葛南方水泥有限公司》

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