前言

某公司2500t/d熟料生產線，煙氣在線采用雪迪龍SCS900C型煙氣連續檢測系統。因地處河北省邢臺市沙河市，面臨嚴峻的環保形勢，環保設施運行的管控也更加精準。該公司在煙氣系統增加了預處理系統后，由于消除了煙氣中冷凝水和銨鹽結晶的影響，生料磨停機狀態在線SO₂排放值達到150mg/m3，不能滿足超低排放要求的30mg/m3的要求。

為保證能達到當地排放要求，對窯系統進行脫硫研究，重點通過以下三種方式實現。

(1)建設熱生料脫硫裝置。熱生料脫硫原理，水泥生料中CaO含量一般≥40％以上，在880℃左右的分解爐溫度下，分解率能夠達到90％以上。其化學成分(見表1)與生石灰大致相似，具有較強的脫硫作用，其主要反應見表2。利用這一原理在預熱器分解爐鵝頸管選取適當位置，把已基本分解完的熱生料利用系統自身壓差，通過熱生料引風管道分別引到C1和C2出口上升管道，熱生料引風管道中部加設高溫蝶閥控制開度，根據SO₂產生的排放量以及控制指標改變閥門開度，通過閥門調節兩個熱生料引風管道的使用。

(2)增濕塔噴弱堿性NaHCO₃溶液。NaHCO₃溶液脫硫原理：NaHCO₃水溶液與SO₂和SO₃經過一系列化學反應最終生成Na₂SO₄和CO₂。其主要反應方程式見式(1)～(3)。

（1）2NaHCO₃(s)=Na₂CO₃(s)+H₂O(g)+CO₂(g)

（2）SO₂(g)+Na₂CO₃(s)+1/2O₂=Na₂SO₄(s)+CO₂(g)

（3）SO₃(g)+Na₂CO₃(s)=Na₂SO₄(s)+CO₂(g)

經驗證NaHCO₃在不同形態下一般都有較好的脫硫效果，尤其飽和溶液效果要更好，所以NaHCO₃是經濟實用型脫硫劑。從動力學過程上看，氣流的流量和溫度對NaHCO₃的脫硫過程有一定的影響，在氣流速度不高，溫度不高于150℃情況下效果較好。對于我們水泥窯生產線增濕塔是理想的地點，此處風速低、溫度可以滿足脫硫需要。對比NaHCO₃和Na₂CO₃的溶解度，NaHCO₃的溶解度較Na₂CO₃對溫度相對變化率小，因此確定用飽和溶液來進行進一步脫硫。此項目的實施方法為在水箱中用人工方式添加NaHCO₃粉末，利用敷設水箱底部的壓縮空氣加速NaHCO₃粉末溶解，得到約7％的NaHCO₃飽和溶液注入增濕塔水箱，通過增濕塔水泵噴入增濕塔內與高溫風機出口含硫氣體進行反應。

(3)窯尾預熱器C1出口加熟石灰粉末：熟石灰脫硫原理為，堿性的Ca(OH)₂粉末與C1出口氣體(成分見表3)中含酸性的SO₂發生化學反應生成CaSO₃和H₂O，在300℃的高溫環境下CaSO₃快速的氧化成為穩定的CaSO₄。此項目實施方法為在窯尾預熱器C1出口處人工添加熟石灰粉末來實現。

表3 C1出口氣體成分

三種脫硫方式根據經濟成本及增加難易情況，其投入使用的順序為熱生料脫硫裝置→增濕塔噴NaHCO₃溶液→高溫風機入口加熟石灰粉末，根據煙氣在線監測數據要求使用熱生料脫硫裝置和增濕塔噴NaHCO₃溶液方式進行脫硫，高溫風機入口加熟石灰粉末作為備用保障措施使用。

通過對水泥窯窯尾煙氣控硫技術的研究，現場采取建設熱生料脫硫裝置、增濕塔噴弱堿性NaHCO₃溶液、窯尾預熱器C1出口加熟石灰粉末這三種措施，使窯尾廢氣SO₂排放(標況下)由150mg/m3，控制在20mg/m3以內，實現了研究目標，達到了當地環保的要求。

該公司SO₂超低排放的實現為水泥企業針對越來越高的環保政策要求提供了一種方法，也為水泥企業生存提供了有力的保障。

作者：趙志杰

來源：《邢臺金隅詠寧水泥有限公司》

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