采用电石渣配料降低烟气硫排放

Sulfur Emissions Reduction in Gas by Dosing of Carbide Slag

林发尧

采用电石渣配料降低烟气硫排放

Sulfur Emissions Reduction in Gas by Dosing of Carbide Slag

Sulfur Emissions Reduction in Gas by Dosing of Carbide Slag

林发尧

金沙公司矿山石灰石硫含量较高，烟气硫排放超标。电石渣配料主要是利用电石渣中的Ca（OH）2与烟气中的SO2反应，生成CaSO4包裹在熟料中带出窑外，从而降低烟气中SO2含量，达到烟气硫排放达标的目的。

电石渣；脱硫；SO2；硫排放

华润水泥（金沙）有限公司有一条设计产量5 000t/d熟料的新型干法窑生产线。公司从2014年7月份投产以来一直都是达标排放。2016年2月11日中班开始，窑尾烟气硫排放不断上升，由原来的100mg/m3左右升高至近200mg/m3，有时甚至超过200mg/m3，已出现超标排放。到二月底三月初，硫排放已达到500mg/m3，开一台生料磨时硫排放超过700mg/m3。华润是一家注重环保的企业，公司决定停窑检修，同时利用检修时间查找硫排放超标原因，并且在开窑后必须解决烟气SO2排放超标问题。

1 查找原因

1.1 外购原燃材料

从外购三种材料可以看出，煤炭、磷渣中均含有一定量的硫。但在2月11日硫排放异常升高时，前后煤炭、黄沙土、磷渣使用均没有换堆，三种原材料硫含量没有异常变化。因此可以判断外购材料不是导致硫排放突然升高的主要原因。

原燃材料前后硫含量情况见表1。

表1 原燃材料前后硫含量情况，%

从原料材料数据来看，硫并未变化，但窑尾硫排放升高，说明原燃材料中必有物料硫高了。是否检验方法有问题？目前检验方法是用酸熔，检测的只是物料中的SO3，而其他形态的硫无法检测出来。因此改用碱熔法检测原材料中的SO3（物料全硫），见表2。

从原料全硫来看，石灰石硫比原来高出近一倍。可以判定，烟气硫排放超标是由石灰石硫高造成。

表2 用碱熔法检测原材料SO3（物料全硫），%

1.2 对矿山石灰石硫含量普查

详细了解矿区石灰石品质分布情况，对矿区内采台钻孔沿采区布设4条勘探线，共计46个孔取样（见图1、表3）。

图1 石灰石矿区勘探布线图

2 解决措施

2.1 提高石灰石品位，降低硫含量

采用优质低硫石灰石生产，烟气硫排放可以达到排放要求。但是公司优质石灰石储量不多，只占整个矿山的30%。若为降低硫排放而强行开采优质石灰石，不到两年矿山就无法生产。这种办法用了一个月。

2.2 用石灰水脱硫

在三级筒加石灰水，这种脱硫效果不是太好，并且用人工将石灰水抬到三级筒，太费力，并非长久之计。这种办法用了近一个月。

2.3 氨水脱硫

在三级筒喷淋脱硫效果不是太理想，并且成本高，又易造成氨逃逸，造成NOX偏高。

2.4 电石渣配料脱硫

2.4.1 电石渣脱硫原理

因MgSO4在900℃开始分解，到1 100℃分解完全，而CaSO4分解温度必须达到1 350～1 400℃才分解，可固化到熟料中从窑头排出。故最终起到脱硫效果的只有Ca（OH）2及部分水分。

2.4.2 配料思路

电石渣主要成分是Ca（OH）2，并且水分较高。根据Ca（OH）2及水分具有吸附SO2的效果，考虑利用电石渣作脱硫配料，达到矿山有效开采，并且烟气硫排放达标的目的。

2.4.3 配料计算

（1）原材料（表4）

（2）煤工业分析（表5）

（3）配比（表6）

（4）生料（表7）

（5）熟料（表8）

2.4.4 掺量平衡计算

假设：高温风机风量90×104m3/h，烟气SO2含量800mg/m3，则烟气含SO2为0.72t/h。根据Ca（OH）2+ SO2=CaSO3↓+H2O，则0.72t SO2需0.832 5tCa（OH）2来中和。根据Ca（OH）2＝CaO+H2O，则0.832 5t的Ca（OH）2可分解成0.63tCaO。根据电石渣CaO含量50%，则0.63tCaO需1.26t电石渣。生料产量为400t/h，则电石渣配比为1.26÷400＝0.315%。因电石渣外水在40%，故湿基配比需0.525%。

表3 A～D区石灰石样品SO3含量，%

表4 原材料化学成分，%

表5 煤工业分析

表6 生料配料干基配比，%

表7 理论计算生料成分（%）及率值

表8 理论计算熟料成分（%）及率值

表9 生料化学分析，%

表10 熟料化学分析，%

表11 熟料物理性能

2.4.5 使用

根据平衡计算，电石渣配比只需0.6%。因电石渣化学成分中SO3含量较高，电石渣分析中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%。

使用电石渣前后，生料、熟料化学成分、物理性能对比见表9、表10、表11。

通过表9～11可以看出，使用电石渣脱硫后，生料SO3、Cl-有所提高，熟料中的SO3、Cl-也相应升高。但从窑操作看，窑况没有恶化，反而得到改善。说明尽管电石渣中Cl-含量较高，但只要配比量不是太高，生料Cl-含量控制在0.03%～0.04%，对窑尾结皮没有多大影响。熟料凝结时间、标准稠度没有明显改变，熟料3d强度有提高，28d强度略有提高。

2.4.6 效果验证

（1）烟气硫排放得到控制。电石渣使用前SO2排放726mg/m3，使用后SO2排放115mg/m3。

（2）窑况得到改善。副窑皮及圈全部处理干净，窑内通风改善。

图3 使用电石渣后窑皮情况

（3）质量得到改善。熟料fCaO合格率提高，使用前合格率为91%，使用后合格率99%；熟料3d抗压强度提高，使用前为34.1MPa，使用后为35.7MPa；熟料28d抗压强度变异系数降低，使用前为2.8%，使用后为1.5%；熟料外观得到改善。

在使用电石渣前，因硫含量高，导致部分硫在窑及系统循环，预热器结皮，窑尾结圈、结副窑皮。到一定程度，这些圈、副窑皮就会垮塌，造成大块料而无法烧透，出窑熟料产生大量黄料。使用电石渣后这些硫被熟料带出窑，不结圈、不结副窑皮，出窑熟料也就没有黄料。

（4）生料易烧性得到改善，窑产量得到提高，熟料台时产量提高了近10t，熟料标煤耗降低1.4kg。

2.4.7 经济效益

如果采用氨水脱硫，每小时要喷280L氨水，一天要用6.2t左右氨水。1t氨水按800元，窑按93%运转率算，一年要花费168万元。而用电石渣配料不但可以节约168万元氨水费，还可以节约2 612.232t标煤（窑喂料量按355t/h，料耗按1.55计），可节约207万元（煤炭价格按600元/吨，收到基热值按22 154kJ/kg计）。

3 结语

电石渣是电石法制取乙炔时产生的废弃物，是工业垃圾。电石渣会散发出一股臭味，它在露天存放不但占用土地，还会对周边空气及水源造成污染。使用电石渣配料，不但解决了电石厂的污染物，而且为公司解决了硫排放超标问题，并且给公司创造了很好的经济价值。■

哈萨克斯坦标准水泥二线项目获FAC证书

近日，由天津水泥院有限公司承建的哈萨克斯坦标准水泥二线项目喜获业主颁发的最终验收证书（FAC）,标志着该项目执行工作的圆满结束。

该项目是公司承接哈萨克斯坦标准水泥二线的（EP+安装）生产线工程，总工期26个月。自工程开工以来，项目部高度重视与业主、分包方、土建分包商等的沟通协调和积极配合工作，克服施工交接、业主土建施工质量和进度，尤其签证办理等重重困难，项目从2013年11月8日开始计时，于2015年8月21日一次点火成功，8月26日产出合格熟料，9月26日熟料线性能考核完成，仅用了22个月，比合同工期提前4个月。水泥线尽管受业主土建进度影响，也于2015年12月31日一次性生产出合格水泥，2016年1月13日完成性能考核，均在合同工期26个月内完成。并于2015年11月15日取得熟料线PAC证书，2016年2月20日取得水泥线PAC证书。

TQ172.44

A

1001-6171（2017）04-0078-04

华润水泥（金沙）有限公司，贵州毕节551802；

2016-11-17；编辑：赵莲