矿渣立磨配套流化床热风炉的脱硫方案

潘玉国

【摘 要】本文介绍了矿渣立磨配套流化床热风炉的脱硫机理和具体方案，并对使用效果进行了分析。

【关键词】立磨；热风炉；沸腾炉；脱硫

0.概述

随着矿渣微粉应用的普及和推广，无论是先烘后磨（管磨），还是边磨（立磨）边烘，都需要配套烘干供热的热风炉。燃煤依然是我国的基础能源，但是为了环境保护，燃煤一定要做到清洁燃烧，沸腾炉（流化床热风炉）应运而生。这种热风炉被列入国家可持续发展的攀登计划，是煤燃烧的节能和环保炉型。

矿渣立磨的烘干配套，采用沸腾炉脱硫效果更明显，完全能保证烟气含硫达标排放。一方面该炉可在燃烧过程中，通过投入石灰石等固化剂到炉膛的流化床内，形成固硫脱硫的作用，另一方面热风炉烟气中的含硫烟气与矿渣微粉中的石灰成分发生化学反应，达到脱硫效果。

1.脱硫机理

1.1流化床内直接固硫

流化床内直接固硫是在燃烧过程中加固硫剂石灰石（CaCO3）或白云石（CaCO3·MgCO3），使燃烧反应和固硫反应同时进行，受热分解产生的CaO与烟气中的SO2结合生成CaSO4，CaSO4可以随灰渣排掉，也可再生后重新使用，其反应过程如下：

燃烧反应 S+O2→SO2

煅烧反应 CaCO3→CaO+CO2

固硫反应 CaO+SO2+1/2O2→CaSO4

1.2立磨中的烟气脱硫

高炉矿渣中的主要成分是SiO2和CaO，理论上存在的反应机理：

CaO+H2O→Ca（OH）2

Ca（OH）2+SO2→CaSO3·1/2H2O+1/2H2O

Ca（OH）2+ SO3→CaSO4+H2O

CaSO3·1/2H2O+3/2H2O+1/2O2→CaSO4·2H2O（石膏）

实际上，入矿渣立磨的含硫烟气，磨后几乎被监测不到含硫，其机理还有待科学论证，毕竟立磨矿渣微粉在国内还是新兴产业，而国外在这方面的论说也很少，因为国外的供热源基本不是烧煤。

2.具体方案

石灰石十分丰富和便宜。若采用石灰石作为脱硫剂，就立磨配套的沸腾炉来说，直接从炉床定期抛投石灰石粒即可。石灰石煅烧有一个过程，毕竟用煤量不是很大，含硫量更是微量（一般在1.5%以下），投入的石灰石量一般远远超过了脱硫Ca/S摩尔比所需的量。这是最为经济实用的方法。考虑石灰石的粒径对脱硫率的影响，随着石灰石粒径的减小，其反应的表面积增加，脱硫率提高；当然，粒径过小时也不好，沸腾炉供热烟气挟带出的石灰量也增大了，脱硫剂的利用率反而降低，脱硫率下降。一般选用2～3mm的石灰石籽，此粒度应是固硫反应活性较好又不会从床内飞走的粒度。

脱硫率较高的温度范围为850～870℃，因为此温度下，石灰石焙烧生成CaO的速度最快，一般矿渣立磨配套的沸腾炉都是依此工艺温度工作的。

3.效果分析

以上脱硫方案不仅行之有效，而且方法简单易行，也几乎不增加什么运行成本。燃煤沸腾炉取代燃气供热配套烘干磨的工艺方案，已经是国内项目的趋势。运行安全稳妥，成本费用低，也非常高效可靠，节能环保。 [科]