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

林發堯

金沙公司礦山石灰石硫含量較高，煙氣硫排放超標。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，生成CaSO4包裹在熟料中帶出窯外，從而降低煙氣中SO2含量，達到煙氣硫排放達標的目的。

電石渣；脫硫；SO2；硫排放

華潤水泥（金沙）有限公司有一條設計產量5 000t/d熟料的新型干法窯生產線。公司從2014年7月份投產以來一直都是達標排放。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，有時甚至超過200mg/m3，已出現超標排放。到二月底三月初，硫排放已達到500mg/m3，開一臺生料磨時硫排放超過700mg/m3。華潤是一家注重環保的企業，公司決定停窯檢修，同時利用檢修時間查找硫排放超標原因，并且在開窯后必須解決煙氣SO2排放超標問題。

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，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，%

從原料材料數據來看，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。是否檢驗方法有問題？目前檢驗方法是用酸熔，檢測的只是物料中的SO3，而其他形態的硫無法檢測出來。因此改用堿熔法檢測原材料中的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。可以判定，煙氣硫排放超標是由石灰石硫高造成。

表2 用堿熔法檢測原材料SO3（物料全硫），%

1.2 對礦山石灰石硫含量普查

詳細了解礦區石灰石品質分布情況，對礦區內采臺鉆孔沿采區布設4條勘探線，共計46個孔取樣（見圖1、表3）。

圖1 石灰石礦區勘探布線圖

2 解決措施

2.1 提高石灰石品位，降低硫含量

采用優質低硫石灰石生產，煙氣硫排放可以達到排放要求。但是公司優質石灰石儲量不多，只占整個礦山的30%。若為降低硫排放而強行開采優質石灰石，不到兩年礦山就無法生產。這種辦法用了一個月。

2.2 用石灰水脫硫

在三級筒加石灰水，這種脫硫效果不是太好，并且用人工將石灰水抬到三級筒，太費力，并非長久之計。這種辦法用了近一個月。

2.3 氨水脫硫

在三級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，達到礦山有效開采，并且煙氣硫排放達標的目的。

2.4.3 配料計算

（1）原材料（表4）

（2）煤工業分析（表5）

（3）配比（表6）

（4）生料（表7）

（5）熟料（表8）

2.4.4 摻量平衡計算

假設：高溫風機風量90×104m3/h，煙氣SO2含量800mg/m3，則煙氣含SO2為0.72t/h。根據Ca（OH）2+ SO2=CaSO3↓+H2O，則0.72t SO2需0.832 5tCa（OH）2來中和。根據Ca（OH）2＝CaO+H2O，則0.832 5t的Ca（OH）2可分解成0.63tCaO。根據電石渣CaO含量50%，則0.63tCaO需1.26t電石渣。生料產量為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區石灰石樣品SO3含量，%

表4 原材料化學成分，%

表5 煤工業分析

表6 生料配料干基配比，%

表7 理論計算生料成分（%）及率值

表8 理論計算熟料成分（%）及率值

表9 生料化學分析，%

表10 熟料化學分析，%

表11 熟料物理性能

2.4.5 使用

根據平衡計算，電石渣配比只需0.6%。因電石渣化學成分中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、熟料化學成分、物理性能對比見表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%，對窯尾結皮沒有多大影響。熟料凝結時間、標準稠度沒有明顯改變，熟料3d強度有提高，28d強度略有提高。

2.4.6 效果驗證

（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，窯內通風改善。

圖3 使用電石渣后窯皮情況

（3）質量得到改善。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抗壓強度提高，使用前為34.1MPa，使用后為35.7MPa；熟料28d抗壓強度變異系數降低，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，導致部分硫在窯及系統循環，預熱器結皮，窯尾結圈、結副窯皮。到一定程度，這些圈、副窯皮就會垮塌，造成大塊料而無法燒透，出窯熟料產生大量黃料。使用電石渣后這些硫被熟料帶出窯，不結圈、不結副窯皮，出窯熟料也就沒有黃料。

（4）生料易燒性得到改善，窯產量得到提高，熟料臺時產量提高了近10t，熟料標煤耗降低1.4kg。

2.4.7 經濟效益

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

3 結語

電石渣是電石法制取乙炔時產生的廢棄物，是工業垃圾。電石渣會散發出一股臭味，它在露天存放不但占用土地，還會對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問題，并且給公司創造了很好的經濟價值。■

哈薩克斯坦標準水泥二線項目獲FAC證書

近日，由天津水泥院有限公司承建的哈薩克斯坦標準水泥二線項目喜獲業主頒發的最終驗收證書（FAC）,標志著該項目執行工作的圓滿結束。

該項目是公司承接哈薩克斯坦標準水泥二線的（EP+安裝）生產線工程，總工期26個月。自工程開工以來，項目部高度重視與業主、分包方、土建分包商等的溝通協調和積極配合工作，克服施工交接、業主土建施工質量和進度，尤其簽證辦理等重重困難，項目從2013年11月8日開始計時，于2015年8月21日一次點火成功，8月26日產出合格熟料，9月26日熟料線性能考核完成，僅用了22個月，比合同工期提前4個月。水泥線盡管受業主土建進度影響，也于2015年12月31日一次性生產出合格水泥，2016年1月13日完成性能考核，均在合同工期26個月內完成。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551802；

2016-11-17；編輯：趙蓮