脱硫用石灰石粉的制取系统设计

李慧春

(河北龙凤山炉料有限责任公司，河北 怀来 075400)

脱硫用石灰石粉的制取系统设计

李慧春

(河北龙凤山炉料有限责任公司，河北 怀来 075400)

介绍了石灰石作为脱硫剂的性能，通过两种石灰石粉磨工艺的比较，得出经济可行的脱硫用石灰石粉加工工艺。

脱硫；磨粉系统；石灰石

河北钢铁集团宣钢公司炼铁厂烧区现有一台200m2烧结机，二期待建一台200m2烧结机，每台烧结机有两条烟道，两台共4个烟道，每台烧结机每条烟道配有一套除尘装置和一台引风机，烟气经过上述装置后进入烟囱排放。由于现有的200m2烧结机及二期待建的200m2烧结机机头均未设计脱硫设施，为响应国家节能减排政策，公司准备对两台200m2烧结机烟气进行脱硫处理。脱硫剂选用石灰石粉。

1 石灰石粉的性能及对脱硫的影响

石灰岩是地壳中分布较广的矿产， 主要成分是CaCO3。石灰岩具有良好的加工性、磨光性和很好的胶结性能，不溶于水，易溶于酸，能与各种强酸发生反应并形成相应的钙盐，同时放出CO2。脱硫对石灰石粉的成分、细度、反应活性等指标提出相应要求。

1.1 石灰石湿法脱硫过程的主要反应

石灰石湿法脱硫过程是典型的气体化学吸收过程，在洗涤烟气的过程中发生复杂的化学反应。从烟气中脱除SO2的过程是在气、液、固三相中进行，发生气—液反应和液—固反应。

(1)气相SO2被液相吸收的反应：

(2)CaCO3的化学反应：

(3)氧化反应：

(4)结晶析出：

湿法脱硫工艺的最后一步是脱硫固体副产物的沉淀析出。在通常运行的pH值环境下，CaSO3和CaSO4在水中的溶解度都较低，当中和反应产生的Ca2+、以及氧化反应产生的达到一定浓度后，这三种离子组成的难溶性化合物就会从溶液中沉淀析出。沉淀产物主要是二水硫酸钙(石膏)或者是半水亚硫酸钙，在氧化反应充分的情况下，生成CaSO4·2H2O(s)，即优质的商品石膏。

1.2 石灰石粉品质对湿法烟气脱硫性能的影响

从湿法脱硫过程主要反应式可以看出，要吸收和中和烟气中的SO2，关键是Ca2+的形成，这和石灰石粉的成分(主要是CaCO3含量)、细度、反应活性等有密切关系，石灰石粉的品质对湿法烟气脱硫的性能有直接的影响。

(1)石灰石成分对湿法烟气脱硫性能的影响。

通常，石灰石中碳酸钙的重量百分含量应高于85%，含量太低时会由于杂质较多而给运行带来一些问题，造成吸收剂耗量和运输费用增加，石膏纯度下降。我国的石灰石资源丰富，大多数采用的石灰石CaCO3含量超过90%。

(2)石灰石粉粒径(细度)对脱硫系统性能的影响。

表示颗粒物细度的参数是粒径或粒径分布(Particle Site Distribution，PSD)。目前脱硫吸收剂细度多用PSD表示，即用某一筛号的筛网筛分石灰石粉，用筛下质量百分数来表示石灰石粉的细度。

石灰石粉的PSD是一个重要的设计和运行参数，石灰石粉的PSD决定了石灰石粉的比表面积，影响着反应塔pH值和石灰石的利用率，这些变量会在较大程度上影响脱硫效率。磨细石灰石粉可以提高单位质量石灰石粉的表面积。

(3)石灰石粉(吸收剂)的反应活性对脱硫系统性能的影响。

吸收剂的活性会影响其化学反应速度，是表示一种在酸性环境中的转化特性。吸收剂的活性包含吸收剂种类、物化特性和与其反应的酸性环境。吸收剂的物化特性包括：纯度、晶体结构、杂质含量、粒径分布以及包括内表面(即孔隙率)在内的单位质量总表面积和堆积密度。活性较高的石灰石粉在保持相同石灰石利用率的情况下，可以达到较高的SO2脱除效率。

2 石灰石的磨粉工艺

石灰石制粉系统的功能是把石灰石原料通过磨粉、选粉、收尘等一系列工艺过程，生产出合格的吸收剂石灰石粉。石灰石有关参数如下：粒度≤10mm，含水率≯1%，CaCO3≥90%，石灰石成品粉细度200目95%或325目90%通过。结合目前情况共有两种工艺。

2.1 采用球磨机、高效组合式选粉机和袋收尘器

选用先进的粉磨系统及高效选粉装置，具有能耗低、选粉效率高、颗粒级配均匀细小、对被制粉物料的易(可)磨性特性变化的适用强的优点。采用了圈流超细粉磨系统及高效动态组合式选粉机，从而可以保证产品的细度和产量。

(1)微介质超细粉管式球磨机工作原理。

物料由进料装置中的进料溜子经中空轴内的螺旋筒喂入粗粉仓。在粗粉仓内，物料在平均直径较大的研磨体(钢球)的冲击研磨作用下而被粉碎，被粉碎到一定粒度的物料，通过隔仓板的粗筛板之间的缝隙，进入组合式隔仓板，而粗粉仓的研磨体则被隔仓板的粗筛板挡住，物料在组合式隔仓板内被筛板进一步筛析，而粗粉被筛出，并返回粗粉仓，而小于筛缝尺寸的细料，通过筛板进入细粉仓。物料在细粉仓内被小规格研磨体和微型研磨体进一步研磨，达到细度要求的细粉通过出料篦板和出料中空轴进入出料装置并被排出，出磨物料经高效组合式选粉机后分成粗粉和产品两部分。磨机出料口前设置有小规格研磨体和微型研磨体回收管，因此使出料篦板能有效地防止微型研磨体流出磨外，而磨细了的残余研磨体将由出料装置内的回转筛筒筛出。

(2)高效动态组合式选粉机工作原理。

含尘气体直接从选粉机上壳体处引入。气体沿进料口进入，落到撒料盘上，在撒料盘旋转所产生的离心力的作用下，进入上壳体。此时由于上壳体内存在一定的负压，进而颗粒随气体被导向叶片导入涡流分选区。进入涡流分选区的颗粒，由于受涡轮叶片的高速旋转产生的旋转气流的带动，获得一定的圆周速度，即具有离心力。与此同时，颗粒也受到气体拽力的作用。当颗粒的离心力小于气体拽力时，颗粒被气流带入涡轮叶片内的内涡流区。进入内涡流区的颗粒随气流旋转上升进入四个旋风筒，进入旋风筒的颗粒即为成品。当颗粒的离心力大于气体的拽力时，颗粒被重新带到分散区，并由于重力的作用往下落至粗颗粒收集锥体。粗颗粒从内锥体下部的出料口排出选粉机，经锁气阀、刮板输送机返回球磨机进口。

2.2 采用高压梯形磨机

160型超压梯形磨粉机整机结构是由主机、选粉机、管道装置、离心引风机、除尘器、储料斗、电磁振动给料机、电控柜等组成。

(1)磨粉机功能。

石灰石由提升机将物料送至储料斗，经振动给料机将物料均匀定量连续地送入主机磨室内进行研磨，粉磨后的粉子被风机气流带走，经选粉机进行分级，符合细度的粉子随气流经管道进入大旋风收集器内，进行分离收集，再经出粉管排出即为成品粉子。气流再由大旋风收集器上端回风管吸入引风机。本机整个气流系统是密闭循环的，并且是在负压状态下循环流动的。

主机工作过程是电动机通过减速机带动中心轴转动，轴的上端连接着磨辊吊架，磨辊装置通过横担轴吊装在磨辊吊架上并形成摆动支点，其不仅围绕中心轴回转，同时在离心力的作用下磨辊沿着磨环内圆滚动，磨辊本身因摩擦作用而自转。磨辊吊架下端装有铲刀架，铲刀架的下法兰上装有倾斜的铲刀，铲刀的前端接近磨腔地盘，后端位于磨辊与磨环形成的楔形间隙内，铲刀与磨辊同转过程中把物料铲抛喂入梯形磨辊磨环之间而被冲压、碾碎。从磨环底部进入磨腔的气流将小颗粒粉料带入选粉机，由此而达到制粉目的。

(2)选粉机功能。

通过调速电机带动转盘上的叶片旋转，所形成的涡流效应对粉子起分级作用。叶片转速的快慢是按成品粉子粒度大小进行调节。要获得较细粒度的粉子时，就必须提高叶片的转速，使不合要求的粉子被抛向下方，粗粉子因自身重力作用落入磨室进行重磨，合格的成品粉子通过叶片随气流吸入大旋风收集器内，气流与粉子被分离后，粉子被收集。

(3)大旋风收集器功能。

当带粉气流进入收集器时是高速旋转状态，待气流与粉子分离后，气流随圆锥体壁收缩向中心移动至锥底时(自气流自然长度)形成一个旋转向上的气流圆柱，这时粉子被分离掉落收集。由于向上旋转的气流核心呈负压状态，所以对收集器下端密封要求很高，必须对外界空气严格隔开，否则被收集下的粉子会重新被核心气流带走，这直接影响到整机的产量，因此收集器的下端装有锁粉器，其作用是将外界正压气体与收集器负压气体隔离开，这是一个相当重要的部件，如不装锁粉器或锁粉器的舌板吻合密封不严就会造成不出粉或少出粉，严重影响整机产量。

3 结语

经比较并结合我公司的情况，采用梯形磨机磨粉，有工艺简易，投入小，设备紧凑的优点。工艺流程如下：原料仓→上料皮带机→料仓→磨粉机→选粉器→收集器→绞刀→提升机→成品仓(汽车运到脱硫现场)。

烟气中的SO2是一种酸性气体，因此脱硫系统需要用一种碱性物质来中和烟气中的SO2。湿法烟气脱硫工程中采用的石灰石具有储量丰富且价格低廉的优点。

The Scratch System Design of Limestone for Desulphurizing Agent

Li Huichun
(Hebeilongfengshan Kiln Material Company Ltd., Huailai 075400, China)

The paper intruduced the properties of limestone, compared the different technology with the two scratch system.Desulphurizing agent of limestone is economically feasible.

desulphurizing agent; scratch system; limestone

P578.61;TD976.3

A

1007-9386(2010)02-0038-02

2009-11-24

2010-01-28