水泥生产过程自脱硫及S02排放控制技术

　欧美国家水泥企业对SO2排放的关注早于中国企业。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排气筒中的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。我国众多水泥企业S02减排任务愈加艰巨，一些企业每年S02排污费用高达几百万元。本文将总结国际水泥行业对S02形成的研究结果以及降低S02排放的各种方法。

　　水泥生产线降低S02排放的措施很多，主要分为三类：水泥生产线自身的S02脱除、改变水泥生产工艺和采取额外的S02脱除技术。如前所述，水泥窑系统中存在合适的条件可以脱除S02，脱除效率与生料硫碱比、原料中硫的存在形态 有很大关系。同时如果生料磨采用预热器废气作烘干热源，会进一步脱除50%～70%的S02。从工艺角度来讲，控制烧成带的C0、O2含量及火焰形状有利于降低S02排放。改变原料硫含量和调节硫碱比均可以降低S02排放，但改变原料通 常在经济上是不可行的。
            　　
1 硫的引入和存在形态
            　　
    1.1 原料硫
            　　
      水泥生产所用原料中的硫化物大部分为黄铁矿和白铁矿(两者均为FeS2)，还有一些单硫化物(如FeS)。原料中的硫酸盐主要包括石膏(CaS04·2H20)和硬石膏(CaS04)，这两种矿物在低于烧成带温度下很稳定。原料中存在的硫酸盐大体 上都会进入窑系统。硫化物，比如硫铁矿，会在500-600℃发生氧化生成S02气体，主要发生在第二级旋风筒。
            　　
    1.2 燃料硫
            　　
      燃料中的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，而分解炉存在大量的活性Ca0，同时分解炉的温度正是脱硫反应发生的最佳范围，因此烧成带产生的S02气体可以在分解炉被Ca0 吸收或者在过渡带和烧成带与碱结合生成硫酸盐。也就是说正常情况下，燃料中的硫很少会影响到硫的排放。但是以下这些情况下会出现例外：
   　 (1)燃料的燃烧是在还原状况下进行的；
     (2)生料易烧性很差，烧成带温度被提得很高；
     (3)硫碱比明显偏高。
            　　
    2 水泥生产线各工艺的脱硫作用
            　　
     众多因素影响着水泥生产线各工艺的脱硫效果，例如脱硫剂、水含量、反应面积和停留时间等。Ca0和Ca(OH)2的脱硫效果优于CaC03，CaC03在温度低于600℃的情况下，如果没有水的作用，脱硫效果很差。与长窑相比，预热器窑和 预分解窑中原料和气体在旋风筒和风管中的接触要充分的多，因此SO2排放量要低得多。一般而言，水泥窑系统对原燃料带入硫的脱除率超过50%。