脱硫技术


脱硫技术

技术丨石灰石—石膏湿法脱硫工艺在水泥窑尾烟

日期:2020-04-20 14:26

  北极星大气网讯:近年来,跟着石灰石地区的局限和品位的下降,有些水泥厂不得不应用高硫石灰石,其含硫量为0.2%~2.0%,酿成邦内个别水泥企业SO2排放浓度较高,以至抵达2 000 mg/Nm3以上。依据GB 4915—2013《水泥工业大气污染物排放尺度》规则,自2015年7月1日起,现有水泥窑及窑尾余热欺骗体例的SO2最高准许排放浓度为200 mg/Nm3,特殊区域排放限值为100 mg/Nm3。为达标排放,烟气SO2超标的水泥坐褥线需举行脱硫改制。

  水泥坐褥所用原料中的硫化物大个别为黄铁矿和白铁矿(两者均为FeS2),再有少少单硫化物(如FeS)。原料中的硫酸盐要紧搜罗石膏(CaSO4·2H2O)和硬石膏(CaSO4),这两种矿物正在低于烧成带温度下很不乱。原料中存正在的硫酸盐大概上城市进入窑体例。硫化物,好比硫铁矿,会正在500~600 ℃产生氧化天生SO2气体,要紧产生正在第二级旋风筒。

  燃料中硫的存正在式样和原料中相同,有硫化物、硫酸盐,再有有机硫。燃料正在剖析炉或者反转窑燃烧,而剖析炉存正在大批的活性CaO,同时剖析炉的温度恰是脱硫响应产生的最佳周围,以是烧成带出现的SO2气体可能正在剖析炉被CaO接收或者正在过渡带和烧成带与碱贯串天生硫酸盐。也即是说平常处境下,燃料中的硫很少会影响到硫的排放。

  生料磨中石灰石(CaCO3)一连出现簇新皮相,同时粉料有较长的中断时辰,立磨中硫的脱除率是很可观的。邦内某水泥厂比照了生料磨开/停处境下的SO2排放浓度,数据评释生料磨可能脱除超出50%的SO2。除尘器中气体和粉料慎密接触以及相对湿度较高,也可能脱除一小个别硫。

  剖析炉是干法脱硫产生的理念处所。从热力学和动力学角度来讲,复活成的活性较高的CaO很容易和SO2产生响应。剖析炉和下面几级旋风筒温度周围正在800~950 ℃,脱硫响应可能很好地举行。

  然而原料和燃料中的硫响应天生的CaSO4与CaSO3,正在1 400 ℃以上的高温煅烧,不成避免地酿成个别硫酸盐将被还原成SO2,产生SO2的内轮回。以是SO2的脱除变得比力丰富。

  石灰石—石膏湿法脱硫工艺采用石灰石作脱硫剂。石灰石经决裂磨成粉状与水混淆搅拌制成脱硫剂浆液,正在脱硫塔内,脱硫剂浆液与烟气接触混淆,烟气中的SO2与浆液中的Ca2+以及饱入的氧化氛围举行化学响应,最终身成石膏,从而抵达除去SO2的方针。

  (6)该工艺对待HCl、Hg、VOC等无益物质有必然的除去功效,对待PM可能做到超净排放。

  石灰石—石膏湿法脱硫工艺,是目前工夫最成熟、运用最广大、运转最牢靠的脱硫工艺。

  如上所述,采用高硫石灰石的水泥企业SO2排放浓度较高,动辄抵达2 000 mg/Nm3以至更众,采用热生料喷注法、干响应剂喷注法等很难知足日益厉峻的排放尺度,而石灰石—石膏湿法脱硫以其较高的脱硫效用倍受青睐。

  石灰石—石膏湿法烟气脱硫工艺采用石灰石(CaCO3)作脱硫剂,凭据水泥坐褥工艺本身的特质,水泥坐褥原料中就应用到石灰石等物质,窑尾收尘器所搜聚下来的大批水泥生料粉,要紧因素有CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等物质,是很好的脱硫剂,故采用石灰石—石膏湿法脱硫工艺与水泥坐褥工艺是相适合的,管理了脱硫剂的题目,俭仆了原料本钱。

  实质工程中可将浆液制备储罐安排正在窑尾收尘器的回灰拉链机侧,通过下料管、锁风下料器直接将拉链机内的石灰石粉送入浆液制备储罐中,加水制备成必然浓度的浆液,以备脱硫响应之用。

  而脱硫产品石膏是水泥坐褥的要紧原料,可举动水泥缓凝剂自行消化。对副产品的有用再欺骗也是该法的一个明显上风,进一步拓展了其经济效益,大大下降了脱硫体例的运转本钱。

  图2是水泥窑尾烟气脱硫常用的一种工艺流程。烟气从高温风机出来,有两种工况:(1)生料磨开:烟气进入生料磨体例,用于烘干生料,然晚进入窑尾收尘器,经尾排风机出来晚进脱硫塔,脱硫后烟气排入烟囱,此种工况下进入脱硫塔的烟气温度常正在100 ℃以下,脱硫塔出口的烟气温度常正在50 ℃,以至更低;(2)生料磨停:烟气直接进入窑尾收尘器、尾排风机、脱硫塔,尔后入烟囱,这种工况下进入脱硫塔的烟气温度平常正在120 ℃以上,脱硫塔出口的烟气温度常正在55 ℃支配。

  如图3水准衡图所示,唯有当脱硫体例的进水与出水抵达基础平均的工夫,脱硫体例本领平常运转。若是脱硫体例的进水少,出水众,就必要体例补水;若是脱硫体例的进水众,出水少,脱硫塔液位会一连上涨,紧张的将导致脱硫体例倒闭。

  实质运转中发明,当脱硫体例正在图2第二种工况(生料磨停)运转时,脱硫体例基础能抵达进水与出水的平均,而当脱硫体例正在图2第一种工况(生料磨开)运转时,常展现脱硫塔液位一连上涨的处境,脱硫体例的进水众于出水,导致脱硫体例难以平常运转。

  始末领会,不难发明,第一种工况即生料磨开时,进入脱硫塔的烟气温度低,脱硫塔出口的烟气温度也低,而水的饱和蒸汽压随温度的下降而下降。也即是说,出口烟气带水量下降,是以导致脱硫体例水量入大于出,体例难以平常运转。图4为分歧温度下水的饱和蒸汽压。

  (1)尽不妨欺骗轮回水。如将整个浆液泵的冷却水返回工艺水箱轮回欺骗,将真空泵密封水轮回用作滤布、滤饼冲洗水。

  (2)尽不妨采用滤液水调制石灰石浆液,以减小脱硫体例进水。正在脱水体例停运时辰内不排空滤液水箱,留着用于石灰石调浆,可确保脱水体例不运转也有滤液水调浆,不必增众脱硫体例进水。

  (3)合理欺骗事情罐。当脱硫体例长时辰低负荷运转时,可斟酌将浆液送入事情罐积储,待负荷转高时返回脱硫塔浆池。

  (4)合理调剂除雾器冲洗周期。当脱硫体例低负荷运转时,除雾器冲洗周期可符合耽误,删除进入脱硫体例进水。

  水泥厂石灰石—石膏湿法脱硫采用生料粉作脱硫剂,这当然俭仆了原料本钱,然而这与湿法脱硫工艺央浼的原料越纯越好的道理是相违背的,以是,也带来了一系列的题目。

  (1)原料中的杂质(相对待除去SO2所用的响应剂来说)带来的筑立磨损题目。要紧是对各样浆液泵、旋流器等的磨损加重,对脱硫塔本体及各样浆液储罐的防腐层的磨蚀加重。

  这就央浼正在拣选浆液泵时,要更众地斟酌质料的耐磨性,脱硫塔及各样浆液储罐的防腐层要符合加厚,并增添耐磨质料。

  (2)杂质过众会抑遏石灰石的融解,惹起脱硫塔响应闭塞。如Al3+会与液相中的F-响应天生对石灰石有包裹功用的氟化铝络合物,这些络合物包裹正在石灰石颗粒皮相,荆棘钙的离子化,变成石灰石融解闭塞,使得与SO2的响应无法平常举行,使脱硫效用下降。

  实质运用中可符合加紧搅拌,增众石膏排浆频率,众排浆,推动脱硫塔内浆液更新,对缓解这一景象很有助助。

  (3)原料杂质众,响应不充沛,还会带来石膏脱水障碍的题目。石膏浆液杂质中存正在的大批的铁离子和铝离子,易与氯离子变成胶体化合物,胶体浓度越大黏度越大。这些黏性大、粒径小的胶体存正在于石膏中,会影响石膏的脱水功能,较小颗粒的粉尘会淤塞滤布,使浆液中的水不易从滤布孔隙平分离出来。

  针对此题目,相应的管理举措:加紧对石膏旋流器的监控及维修。最直接的技巧即是通过石膏排出泵出口或石膏旋流器旋流子阀门来调剂进入旋流器的浆液压力。考查旋流器底出口液体流出的状况,当喷出的浆液为雾状时成效最佳,迫近直流时成效一经变差,此时可能斟酌转换喷嘴。也可能通过丈量旋流器出口浓度,当旋流后达不到40%~50%的分别成效就要斟酌转换旋流子。

  别的,符合耽误滤布冲洗时辰,加大滤布冲洗强度,实时转换破损滤布,有利于皮带机石膏脱水的举行。

  试验说明,石灰石—石膏湿法脱硫工艺运用于水泥窑尾烟气脱硫工程是可行的,已有众个得胜案例。实质运用中,只消举行科学约束,偏重各运转参数的调剂、领会,所有可能实行SO2的达标排放,确保体例的和平、不乱运转。

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