【技术】水泥企业脱硫的策略与实施

:按照GB4915—2004《水泥工业大气污染物排放标准》规定，自2010年1月1日起，现有水泥窑及窑磨一体机S02最高允许排放浓度为200mg/m3，单位产品排放量不得超过0.6kg/t。我国众多，很多水泥企业每年S02排污费用高达几百万元。污染物排放情况可见一斑，S02减排任务非常艰巨。笔者建议大家从水泥机械等方面入手进行。

1SO2的来源与形态

1.1SO2的来源

水泥厂SO2的来源来自两个地方：原料和燃料。主要是由原料和燃料中的无机硫和有机硫氧化生成。

(1)原料中的

在水泥生产所需要的原料中，除了以铁矿石作为校正型原料的情况外，原料中硫化物含量一般较少。大部分硫化物为黄铁矿和白铁矿(两者均为FeS2)，还有一些单硫化合物(如FeS)。当原料中的部分低价硫化物进入预热器时，在400℃左右，就开始氧化并释放出SO2。这个反应主要发生在第一、二级旋风筒。部分硫化物，比如硫铁矿，会在500～600℃发生氧化生成SO2气体，反应主要发生在二级筒。在一、二级筒释放出来的SO2气体，一部分被碱性物料吸收，另一部分则直接通过增湿塔或生料立磨，经除尘后进入窑尾烟囱排放。

原料中的硫酸盐矿物主要包括石膏(CaSO4•2H2O)和硬石膏(CaSO4)。这两种矿物在常温下很稳定。主要用于水泥粉磨，作为水泥的缓凝剂。硫酸盐矿物一般不会用于回转窑系统。

(2)燃料中的硫化物

燃料中硫化物的含量较高，是窑尾烟气中SO2的主要生成源。燃料中硫的存在形式和原料中的一样，有硫化物、硫酸盐还有有机硫。燃料在分解炉或者回转窑燃烧，低价态的硫化物，一部分直接氧化成SO3，并形成稳定的硫酸盐;另一部分则氧化成SO2。这部分SO2的绝大多数，能够再次与高温的碱性热生料和O2发生反应生成硫酸盐。剩下的少部分S02会与生料中氧化释放出来的SO2汇合，进入烟囱排放。

1.2硫化物存在的主要形态

原料及燃料中的无机硫和有机硫包括多种硫化物，有硫酸盐、也有硫铁矿等，但能氧化生成SO2的主要是低价的硫化物和单质硫。硫化物的主要存在形态详见表1。

2SO2的成因与抑制

2.1SO2的成因

原料及燃料中的硫化物，在回转窑的过渡带和烧成带，大部分会与碱结合生成硫酸盐。未被结合的部分，生成SO2气体，被带进分解炉。在分解炉中，存在大量的活性CaO，同时分解炉内的温度正是脱硫反应发生的最佳温度，因此，烧成带产生的SO2气体，可能在分解炉内被CaO吸收。正常情况下，燃料中的硫很少会影响到硫的排放。但是，下述情况出现时，会导致SO2排放浓度升高：

(1)燃料的燃烧是在还原状态下进行的;

(2)生料易烧性差，烧成带温度被提得很高;

(3)硫碱比明显偏高。