一種利用干法旋窯生產(chǎn)線系統(tǒng)裝備的脫硫方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域，尤其涉及一種利用新型干法旋窯生產(chǎn)線系統(tǒng)裝備的脫硫方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，我國的新型干法旋窯水泥設(shè)計產(chǎn)能已達35億噸/年，因燃煤含硫或原料含硫尤其是用含硫化物的石灰石或煤矸石原料配料時，硫排放實際上大大超出《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準KGB4915-2013)規(guī)定200mg/Nm3的現(xiàn)象較為普遍，部分水泥企業(yè)窯尾煙氣S02排放濃度高達2600?3000mg/Nm3，既加劇大氣酸雨，也已影響到水泥企業(yè)的成本乃至生存。為解決硫排放超標問題，水泥生產(chǎn)企業(yè)及科研院所技術(shù)工作者進行了長期的試驗和探索，主要的技術(shù)方法大致可以分為如下四類:
第一類，采用“干法旋窯脫硫固硫燃燒方法”解決燃煤含硫造成的硫排放超標的問題，但這種干法旋窯燃煤燃燒方法實際操控上有技術(shù)要求，工藝操作控制掌握不好或裝備不能滿足催化燃燒條件時，效果不是很理想，且對生料原料中所含的硫化物(分解溫度僅600?700’C即在三四級預(yù)熱器就已分解出SO2)進不了分解爐或回轉(zhuǎn)窯內(nèi)時完全起不了作用。
[0003]第二類，是在生料配料原料中配入3.5?6%的電石渣或石灰作為脫硫劑，在生料立磨運行時可以有效脫硫，但停生料立磨時硫排放不太穩(wěn)定，甚至嚴重超排，且對于缺電石渣的地方經(jīng)濟性差，而用石灰更不經(jīng)濟成本上大多難以承受。
[0004]第三類，是花千萬元以上建設(shè)一個象火電鍋爐一樣的專用脫硫裝置，這對于市場不景氣的水泥企業(yè)來說其投資大多難以接受，且運行電耗偏高。
[0005]第四類，是在窯尾煙氣管道上噴脫硫劑，中國專利“干法旋窯窯尾煙氣管道脫硫裝置(專利號201420458058.6)”提供了一種窯尾煙氣管道脫硫裝置，該技術(shù)在窯尾煙氣SO2濃度小于600mg/Nm3時其經(jīng)濟性尚可，但，一方面，煙氣管道上脫硫存在的一個突出問題是需要定期從煙氣管道中排出硫酸鹽為主的廢渣，并需定期清理煙氣管道的可能粘堵，另一方面，在窯尾煙氣SO2濃度高于600mg/Nm3時，尤其在窯尾煙氣502濃度2 1000mg/Nm3時其脫硫劑用量很大，經(jīng)濟性差。
[0006]客觀上，國內(nèi)外至今尚沒有一種可有效地同步解決干法旋窯燃煤硫和原料硫造成的SO2排放超標的低投資、低運行成本的可靠的方法，更未見任何可直接利用干法旋窯生產(chǎn)線系統(tǒng)裝備的脫硫方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可同時解決干法旋窯水泥生產(chǎn)燃煤硫和原料中的硫化物導(dǎo)致的SO2超標問題，且運行可靠，投資較少，運行成本較低的利用干法旋窯生產(chǎn)線系統(tǒng)裝備的脫硫方法。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種利用干法旋窯生產(chǎn)線系統(tǒng)裝備的脫硫方法，直接利用干法旋窯生產(chǎn)線系統(tǒng)裝備中現(xiàn)有的的增濕塔和/或生料立磨作為半干法脫硫裝置，將脫硫促進劑水溶液噴入運行中的增濕塔和/或生料立磨內(nèi)，以進入增濕塔內(nèi)廢氣流中的粉塵和/或生料立磨內(nèi)的生料原料為主要脫硫劑直接脫除廢氣流中的SO2，脫硫產(chǎn)物作為生產(chǎn)用原料直接循環(huán)利用。
[0009]所述脫硫促進劑包括水溶性強堿和表面活性劑，水溶性強堿和表面活性劑的質(zhì)量比為水溶性強堿10?50:表面活性劑I (優(yōu)選水溶性強堿20?40:表面活性劑I)。所述脫硫促進劑水溶液的質(zhì)量濃度為0.05?10%(優(yōu)選0.5?5%)。脫硫促進劑的用量及脫硫促進劑水溶液的濃度大小以控制在線檢測廢氣SO2排放小于200mg/Nm3及不影響干法旋窯生產(chǎn)系統(tǒng)工況穩(wěn)定為準進行動態(tài)調(diào)整。
[0010]所述將脫硫促進劑水溶液噴入運行中的增濕塔和/或生料立磨內(nèi)，指增設(shè)增濕塔、生料立磨的噴入裝置或利用增濕塔、生料立磨已有的噴水裝置改造，將脫硫促進劑水溶液從運行中的增濕塔內(nèi)上部空間霧化噴入，和/或噴入運行中的生料立磨內(nèi)。
[0011]所述水溶性強堿為堿金屬的氧化物和/或氫氧化物和/或碳酸鹽及堿土金屬的氧化物和/或氫氧化物中的至少一種，優(yōu)選氫氧化鈉和/或碳酸鈉。所述表面活性劑為市售的能有效改善固體物料表面濕潤性能、促進吸收反應(yīng)的陰離子型和/或陽離子型和/或非離子型和/或兩性離子型表面活性劑中的至少一種，優(yōu)選烷基磺酸鈉、烷基苯磺酸鈉和/或皂化松香。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)原理:
1)針對新型干法旋窯生產(chǎn)線系統(tǒng)的裝備特征及旋窯的窯爐廢氣特點和流向，選擇生產(chǎn)線系統(tǒng)裝備中廢氣匯聚流經(jīng)的大容積的增濕塔和利用大量廢氣余熱粉磨生料粉的生料立磨作為半干法脫硫裝置；
2)針對進入增濕塔內(nèi)的廢氣流中含有大量碳酸I丐和少量氧化I丐粉塵及生料立磨粉磨的物料以碳酸鈣為主的特征，利用脫硫促進劑水溶液的高效促進作用，將進入增濕塔內(nèi)廢氣流中的含碳酸鈣和少量氧化鈣的粉塵、及生料立磨內(nèi)的以碳酸鈣為主的生料原料在碾碎粉磨過程中產(chǎn)生的新鮮活性表面與微細粉作為主要脫硫劑，直接脫除廢氣流中的SO2，從而確保SO2排放達標。
[0013]3)將新型干法旋窯生產(chǎn)線系統(tǒng)的增濕塔物料以正常的生產(chǎn)工序循環(huán)利用，將生料立磨粉磨生料粉以正常的生產(chǎn)工序用于生產(chǎn)熟料，直接利用半干法廢氣脫硫的“廢渣”作為水泥生產(chǎn)的原料。
[0014]本發(fā)明的有益效果:
I)直接利用干法旋窯生產(chǎn)線系統(tǒng)裝備中的增濕塔和/或生料立磨作為半干法脫硫裝置，技改投資少，且利用脫硫促進劑水溶液的高效促進作用，將進入增濕塔內(nèi)廢氣流中的含碳酸鈣和部分氧化鈣的粉塵，及生料立磨內(nèi)的以碳酸鈣為主的生料原料，在輾碎粉磨過程中產(chǎn)生的新鮮活性表面與微細粉作為主要脫硫劑，直接脫除廢氣流中的S02，運行費用低，水泥企業(yè)易于接受，便于推廣應(yīng)用。
[0015]2)利于解決量大面廣、且廢氣排放總量大的水泥生產(chǎn)企業(yè)的硫排放污染問題，且“脫硫廢渣”直接作為水泥生產(chǎn)的正常原料以正常的生產(chǎn)工序循環(huán)利用，無二次污染，利于環(huán)境保護。
【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0017]實施例1
以某Φ3χ42πι干法旋窯生產(chǎn)線系統(tǒng)裝備進行脫硫方法試驗。
[0018]該生產(chǎn)線因燃煤含硫及使用硫鐵礦作為鐵質(zhì)校正原料，導(dǎo)致硫排放超標，在線檢測SO2含量波動在450?1100mg/Nm3。無余熱發(fā)電。該生產(chǎn)線系統(tǒng)的窯尾廢氣走向為:出窯系統(tǒng)Cl預(yù)熱器廢氣經(jīng)高溫風(fēng)機抽拉，從高溫風(fēng)機出口后分為兩路，一路直接入增濕塔，一路入生料立磨后再入增濕塔，生料立磨停時則入生料立磨煙氣管道閥門關(guān)閉，生料立磨開時則將直接入增濕塔的煙氣管道閥門關(guān)小而生料立磨煙氣管道閥門全開，入增濕塔內(nèi)的兩路廢氣經(jīng)增濕塔內(nèi)噴水增濕，大量粉塵沉降于塔內(nèi)經(jīng)增濕塔底鎖風(fēng)螺旋拉出直接配入生料提升機生料粉中入窯煅燒為熟料，入增濕塔內(nèi)廢氣經(jīng)增濕塔出口進入收塵器除塵，與收塵器相連的尾排風(fēng)機將除塵廢氣送入煙囪排空。
本次試驗直接以生產(chǎn)線系統(tǒng)的裝備一增濕塔作為半干法脫硫裝置，利用增濕塔現(xiàn)有的霧化噴水增濕裝置霧化噴入脫硫促進劑水溶液。
[0019]試驗時以質(zhì)量濃度為0.7%的脫硫促進劑水溶液(其中的脫硫促進劑為質(zhì)量比氫氧化鈉20份:烷基磺酸鈉I份)替代正常生產(chǎn)時増濕塔內(nèi)所噴加的清水，以在線檢測廢氣SO2排放小于200mg/Nm3為標準調(diào)整噴入增濕塔內(nèi)的脫硫促進劑水溶液的用量.增濕塔底鎖風(fēng)螺旋拉出的粉塵按正常的生產(chǎn)工序直接配入生料提升機生料粉中入窯煅燒為熟料。
[0020]試驗顯示:無論是?；蜷_生料立磨，在線檢測廢氣SO2排放數(shù)值均可穩(wěn)定地控制在100?180mg/Nm3，而對干法旋窯生產(chǎn)系統(tǒng)工況的穩(wěn)定性沒有可見的任何影響。
[0021]本次試驗說明:對于無余熱發(fā)電鍋爐的干法旋窯生產(chǎn)線，直接利用生產(chǎn)線系統(tǒng)的裝備一增濕塔作為半干法脫硫裝置是完全可行的。
[0022]實施例2
以某Φ 3.5x54m干法旋窯生產(chǎn)線系統(tǒng)裝備進行脫硫方法試驗。
[0023]該生產(chǎn)線因燃煤含硫及使用含硫化物的石煤作為生料配料原料，導(dǎo)致硫排放超標，在線檢測SO2波動在500?1200mg/Nm3。有余熱發(fā)電機組5MW。該生產(chǎn)線系統(tǒng)的窯尾廢氣走向為:出窯系統(tǒng)Cl預(yù)熱器廢氣經(jīng)高溫風(fēng)機抽拉，高溫風(fēng)機出口后廢氣分為兩路，一路進窯尾余熱鍋爐后入增濕塔，一路直接入增濕塔，入增濕塔內(nèi)的兩路廢氣經(jīng)增濕塔內(nèi)噴水增濕，大量粉塵沉降于塔內(nèi)經(jīng)增濕塔底鎖風(fēng)螺旋拉出直接配入生料提升機生料粉中入窯煅燒為熟料。增濕塔出口廢氣又分兩路，一路直接進收塵器，一路入生料立磨后再經(jīng)立磨風(fēng)機抽送入收塵器，生料立磨停時則入生料立磨的煙氣管道閥門關(guān)閉，生料立磨開時則將直接入收塵器的煙氣管道閥門關(guān)閉而生料立磨熱廢氣管道閥門全開，兩路廢氣經(jīng)收塵器除塵后經(jīng)尾排風(fēng)機拉出送入煙囪排空。
本次試驗直接以生產(chǎn)線系統(tǒng)的兩個不同的裝備一增濕塔及生料立磨分別作為兩個半干法脫硫裝置，其中增濕塔半干法脫硫裝置利用增濕塔現(xiàn)有的霧化噴水增濕裝置霧化噴入脫硫促進劑水溶液，生料立磨半干法脫硫裝置利用現(xiàn)有的立磨噴水裝置改造(更換立磨內(nèi)噴嘴為霧化噴嘴、加脫硫促進劑水溶液罐與計給料栗、接壓縮空氣管道)
試驗時以質(zhì)量濃度為1%的脫硫促進劑水溶液(其中的脫硫促進劑為質(zhì)量比氫氧化鈉30份:烷基苯磺酸鈉I份)分別替代正常生產(chǎn)時增濕塔內(nèi)及生料立磨內(nèi)所噴加的清水，以在線檢測廢氣SO2排放小于200mg/Nm3為標準，調(diào)整噴入增濕塔內(nèi)的脫硫促進劑水溶液的用量和霧化噴入生料立磨內(nèi)的脫硫促進劑水溶液的用量及相對比例，增濕塔底鎖風(fēng)螺旋拉出的粉塵按正常的生產(chǎn)工序直接配入生料提升機生料粉中入窯煅燒為熟料，立磨生料粉作為正常的生料粉以正常的工藝控制送入窯系統(tǒng)煅燒為熟料。
[0024]試驗顯示:無論是?；蜷_生料立磨，在線檢測廢氣SO2排放數(shù)值均可穩(wěn)定地控制在80?180mg/Nm3，而對干法旋窯生產(chǎn)系統(tǒng)工況的穩(wěn)定性沒有可見的任何影響，對熟料強度無明顯影響，但熟料中的SO3平均提高了0.2%，對余熱發(fā)電的發(fā)電量無可見影響。
[0025]本次試驗說明:對于有余熱發(fā)電鍋爐的干法旋窯生產(chǎn)線，直接利用生產(chǎn)線系統(tǒng)的裝備一增濕塔和生料立磨作為半干法脫硫裝置是完全可行的。
[0026]實施例3
以某Φ 4.8x74m干法旋窯生產(chǎn)線系統(tǒng)裝備進行脫硫方法試驗。
[0027]該生產(chǎn)線因燃煤含硫及使用含硫化物的煤矸石作為生料