新澤技術(shù)：水泥窯窯尾煙氣SO2超標(biāo)的原因分析和治理措施

江西某公司有兩條2 500 t/d熟料生產(chǎn)線，于2003年4月正式投產(chǎn)運(yùn)行，公司所用的石灰石為玉山縣巖瑞鎮(zhèn)陳發(fā)山礦段灰?guī)r礦，通過近十四年的生產(chǎn)，礦山開采下來的石灰石品位逐年下降，造成窯尾煙氣中SO2時(shí)有超標(biāo)發(fā)生，隨著新的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 4915—2013）和全省主要污染物總量減排工作的總體部署，且《江西省大氣污染防治條例》于2017年3月1日正式實(shí)施，這標(biāo)志著“史上最嚴(yán)”大氣污染防治法各項(xiàng)要求在江西省落地。

 

1 窯尾煙氣中SO2含量計(jì)算

 

由于該公司的進(jìn)廠石灰石品位復(fù)雜且存在下降趨勢(shì)，造成窯尾煙塵大氣排放的SO2時(shí)有超標(biāo)，為此公司非常重視，針對(duì)此次超標(biāo)做了針對(duì)性的排查分析：

 

1）對(duì)進(jìn)廠原燃材料和熟料的有害成分進(jìn)行化學(xué)全分析，見表1。

2）對(duì)窯爐系統(tǒng)料氣進(jìn)行全硫的物料平衡，見表2、表3。

3）通過全硫物料平衡計(jì)算產(chǎn)生的SO2

 

（1）每小時(shí)生料帶入SO2為Q1

 

Q1=0.220 4×64/32＝0.440 8 t/h

 

（2）煤炭燃燒產(chǎn)生的SO2為Q2

 

每小時(shí)煤炭帶入Q2=0.159 1×64/32＝0.318 2 t/h

 

（3）熟料燒成帶走的SO2為Q3

 

Q3=0.319 8×64/32＝0.639 6 t/h

 

（4）外排窯尾煙氣中SO2為Q

 

Q＝Q1+Q2-Q3=0.119 4 t/h

 

（5）窯尾煙氣排放濃度為：

 

經(jīng)標(biāo)定窯尾煙氣量V為200 000 Nm3/h，則大氣排放的SO2濃度a為：a=Q/V=0.119 4×109 mg/h ÷200 000 Nm3/h=597 mg/Nm3。

 

2 煙氣脫硫系統(tǒng)的綜合選型

 

煙氣脫硫系統(tǒng)的綜合選型見表4。

3 治理措施

 

通過考察、技術(shù)交流和評(píng)審，該公司最終選定使用廣東某公司的窯灰濕法脫硫工藝。脫硫技改工藝流程見圖1。

脫硫過程：

 

（1）采用窯灰作為脫硫吸收劑，加水制成漿液。

 

（2）用循環(huán)泵將漿液輸送到噴淋裝置均勻噴灑到煙氣中。

 

（3）漿液中的CaCO3與吸收的SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈣，經(jīng)鼓入的空氣氧化生成硫酸鈣，與水結(jié)晶生成二水硫酸鈣（石膏）。

 

（4）塔內(nèi)含石膏漿液經(jīng)旋流器濃縮、真空機(jī)脫水后獲得脫硫副產(chǎn)品含水量低于15%的石膏，可回收利用到水泥粉磨系統(tǒng)。

 

（5）脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器去水、換熱器加熱升溫后，進(jìn)入煙囪排向大氣。

 

4 項(xiàng)目實(shí)施運(yùn)行情況及效果

 

窯尾煙氣脫硫技改總承包（EPC）項(xiàng)目于2017年12月啟動(dòng)，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定、設(shè)計(jì)、招標(biāo)等程序后，一號(hào)線于2018年4月10日土建開工，2018年7月31日完成，并投入試運(yùn)行；二號(hào)線于2018年5月14日土建開工，2018年9月4日完成，并投入試運(yùn)行。考慮含硫成分高的礦石無法分開投料，故兩線于2018年9月13日才正式投運(yùn)高硫礦石，并一次性投運(yùn)成功，建設(shè)工期分別為113 d和114 d。從9月13日投運(yùn)以來及72 h考核數(shù)據(jù)分析，脫硫系統(tǒng)各項(xiàng)考核指標(biāo)都符合或優(yōu)于招標(biāo)文件/合同約定考核值。

 

脫硫系統(tǒng)運(yùn)行后，提高了窯系統(tǒng)安全生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性，扭轉(zhuǎn)該公司因窯尾煙氣排放不穩(wěn)定造成的生產(chǎn)被動(dòng)局面，帶來良好的社會(huì)效益；提高礦山資源的綜合利用率（生料中石灰石配比90%左右），充分利用低品位石灰石資源，減少外購(gòu)鋁質(zhì)校正原料，穩(wěn)定熟料質(zhì)量，延長(zhǎng)礦山使用壽命；從72 h考核數(shù)據(jù)分析兩線脫硫系統(tǒng)運(yùn)行成本2.0元/噸，同時(shí)生產(chǎn)出的脫硫石膏可降低企業(yè)石膏采購(gòu)成本。