鴻程水泥廠生料立磨,集破碎、干燥、粉磨、分級、輸送于一體,能耗低，和球磨機(jī)相比較能耗低40%-50%!業(yè)務(wù)咨詢電話:18878317068（同微信號）

     桂林鴻程水泥廠生料立磨分享水泥廠SO2排放影響因素的計(jì)算分析，來源北極星大氣網(wǎng)，1SO2在水泥系統(tǒng)中的不同形態(tài)， 1.1煙氣SO2的來源水泥窯系統(tǒng)中的硫是由原材料和燃料帶入的。原料中的硫以有機(jī)硫化物、硫化物（簡單硫化物或者復(fù)硫化物如硫鐵礦）或者硫酸鹽的形式存在，單質(zhì)硫可以忽略不計(jì)。

      1.2硫的循環(huán)

      原料中存在的硫酸鹽在預(yù)熱器系統(tǒng)通常不會形成SO2氣體，大體上都會進(jìn)入窯系統(tǒng)。其中一部分硫酸鹽會在窯內(nèi)高溫帶發(fā)生分解，生成的SO2氣體隨窯氣向窯尾運(yùn)動，在到達(dá)最低兩級預(yù)熱器等溫度較低區(qū)域時(shí)，冷凝在溫度較低的生料上，并隨生料沉集一起進(jìn)入窯內(nèi)，形成一個(gè)在預(yù)熱器和窯之間的循環(huán)，而未分解的硫酸鹽則會隨著熟料離開窯系統(tǒng)。原料中以其它形式存在的硫（主要以硫化物形式存在），則會在300～600℃被氧化生成SO2氣體，主要發(fā)生在五（四）級預(yù)熱器的第二級旋風(fēng)筒。

     1.3燃料中的硫

分解爐燃料燃燒生成的SO2會被分解爐存在的大量活性CaO吸收，生成的CaSO4隨物料經(jīng)最低級旋風(fēng)筒水泥廠由窯尾煙生料立磨室進(jìn)入窯內(nèi)。窯頭喂入的燃料產(chǎn)生的SO2氣體會和硫酸鹽在窯內(nèi)高溫帶分解產(chǎn)生的SO2氣體經(jīng)歷類似的歷程。尾煤分解爐中的尾煤燃燒過程以及吸收過程相對于窯頭短，殘留SO2要多，窯尾噴煤對廢氣中的SO2影響較大。

      1.4 SO2的排放

原料中的硫氧化產(chǎn)生的SO2在通過上級旋風(fēng)筒時(shí)會被部分吸收，其余則隨廢氣一道從預(yù)熱器排出。如果廢氣用于烘干原料，則SO2在原料磨中進(jìn)一步被吸收。在溫度低于600℃的情況下，CaCO3對SO2的吸收效率要遠(yuǎn)低于CaO。上面兩級預(yù)熱器中CaCO3分解率極低，且僅有少量CaO被煙氣從高溫部分帶上去，因此吸收效率很低。

      1.5 窯系統(tǒng)中的SO2

      窯內(nèi)SO2一方面主要來自于CaSO4熱分解，另一方面來自于硫酸鹽與煤粉中的碳反應(yīng)。

       實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)窯內(nèi)含氧量大于4%，或避免煤粉未燃盡，使硫化物與碳無接觸機(jī)會，SO2的揮發(fā)量就會降低。窯內(nèi)排風(fēng)足夠，就會減少SO2，硫化物在窯內(nèi)停留時(shí)間長及燒成溫度高，有利于SO2的增加，因此，操作上提高窯速、控制燒成溫度是正確可行的。

      1.6生料制備系統(tǒng)對SO2的影響

      對于預(yù)分解窯生產(chǎn)線，其生料制備系統(tǒng)與熟料燒成系統(tǒng)是設(shè)計(jì)為一個(gè)整體的水泥廠，生料粉立磨需要使用燒成廢氣的余熱烘干，而且兩者共用一個(gè)廢氣處理系統(tǒng)。由于生料磨的能力設(shè)計(jì)得比窯大一些，所以存在磨停窯不停的情況。生產(chǎn)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，當(dāng)窯磨聯(lián)動運(yùn)行的時(shí)候，所排廢氣中的SO2要遠(yuǎn)低于停磨開窯的時(shí)候，說明生料粉磨系統(tǒng)對水泥窯廢氣有脫硫作用。當(dāng)窯磨聯(lián)動運(yùn)行的時(shí)候，含有SO2的窯尾廢氣進(jìn)入生料磨以后，就會與生料中的CaCO3在O2的參與下發(fā)生如下反應(yīng)：

     2SO2+2CaCO3+ O2= 2CaSO4+2CO2

     這就是生料磨具有脫硫功能的原理。通常情況下這種反應(yīng)是十分緩慢的水泥廠，但在生料立磨內(nèi)情況就不同了，由于原料的烘干將產(chǎn)生大量水蒸氣、用于烘干的窯尾廢氣具有較高的溫度、CaCO3在粉磨過程中會產(chǎn)生大量的新生界面，這一反應(yīng)速度被大大加快。生料粉磨系統(tǒng)對SO2的吸收率與原料的濕含量、系統(tǒng)氣體氧含量、系統(tǒng)溫度、物料循環(huán)量、生料粉磨細(xì)度，以及廢氣在磨內(nèi)的停留時(shí)間有關(guān)。據(jù)國外有關(guān)資料介紹，由于窯磨運(yùn)行工況以及原燃材料含硫量的不同，當(dāng)窯磨聯(lián)動運(yùn)行時(shí)，生料粉磨對SO2的吸收率能達(dá)到20%～70％。窯磨聯(lián)動運(yùn)行不僅可以減少生料成分（受窯灰影響）、燒成用風(fēng)、余熱利用的波動，對穩(wěn)定燒成工況十分有利，而且還是消減窯尾廢氣中SO2的工藝措施。

     2 SO2排放平衡計(jì)算

     我公司正常生產(chǎn)過程中廢氣排放中硫基本不超標(biāo)，排放量基本維持在50-60mg/Nm3左右，當(dāng)停一臺輥壓機(jī)時(shí)硫排放指標(biāo)達(dá)120-130mg/Nm3左右，超出國控標(biāo)準(zhǔn)100mg/Nm3。在目前生產(chǎn)過程中，在生料配料中添加電石渣來進(jìn)行脫硫，脫硫效果較好，可維持在控制標(biāo)準(zhǔn)以下。以下為公司針對硫排放進(jìn)行的分析；

    2.1原燃材料中硫含量（表1）

    表1為各種原燃材料中的硫含量。

    表1原燃材料中硫含量

2.2系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)對硫的吸收

（1）在預(yù)分解窯系統(tǒng)中，原煤中所含的硫在燃燒過程中生成SO2，被堿性氧化物吸收形成硫酸鹽，部分水泥廠與物生料夾雜立磨在一起形成結(jié)皮，一部分冷卻后被固定到熟料中。燒成系統(tǒng)中減少硫的揮發(fā)主要是減少原煤中的硫含量；第二就是降低硫的揮發(fā)系數(shù)，查閱相關(guān)資料，影響硫的揮發(fā)系數(shù)主要因素為硫堿比，硫堿比越高揮發(fā)系數(shù)也越高，通?？刂圃?.5-0.8之間，微山公司硫堿比基本在控制范圍內(nèi)。

熟料中硫含量為0.36%，折合生料為0.35%÷1.58=0.22%。

燒成系統(tǒng)中的吸收率為（0.24%-0.22%）÷0.24%=8%，吸收能力較弱。

（2）生料系統(tǒng)對硫的吸收

由表1可知，水泥廠理論噸生料立磨中硫含量為0.41%。

窯回灰中硫含量為0.61%，通過標(biāo)定每小時(shí)回灰為30噸左右。

正常生產(chǎn)時(shí)兩臺輥壓機(jī)臺時(shí)為400t/h,窯尾硫排放60mg/Nm3,標(biāo)定時(shí)標(biāo)況風(fēng)量為550000Nm3左右。

停一臺輥壓機(jī)時(shí)臺時(shí)為200t/h,窯尾硫排放120mg/Nm3,標(biāo)定時(shí)標(biāo)況風(fēng)量為600000Nm3左右。

計(jì)算方式如下；

a、輥壓機(jī)同時(shí)開機(jī)時(shí)：

理論生料中的硫：400t×0.41%+30t×0.61%=1823kg

廢氣排放中的硫：550000Nm3×60mg/Nm3×80/64=41.25kg

實(shí)際生料中的硫：（400+30）t×0.24%=1032kg

臺時(shí)為400t/h時(shí)，生料系統(tǒng)吸收的硫?yàn)?823-41.25-1032=749.75kg

生料系統(tǒng)硫吸收率為749.75/1823=41.1%

b、當(dāng)停一臺輥壓機(jī)時(shí)：

理論生料中的硫：200t×0.41%+30t×0.61%=1003kg

廢氣排放中的硫：600000Nm3×120mg/Nm3=72kg轉(zhuǎn)化為SO3=90kg

實(shí)際生料中的硫：（200+30）t×0.24%=552kg。

根據(jù)以上計(jì)算臺時(shí)200t/h時(shí)，生料系統(tǒng)可吸收的硫?yàn)?74.875kg

理論推算可知廢氣排放中硫含量為：1003-374.875-552=76.125,可以達(dá)到平衡。

根據(jù)上述計(jì)算可知硫的排放過程中，在燒成系統(tǒng)中是一個(gè)復(fù)雜的循環(huán)過程，燒成系統(tǒng)吸收能力較弱水泥廠，生料立磨的吸收能力較強(qiáng)，生料臺時(shí)越高吸收硫越多，所以在停一臺輥壓機(jī)時(shí)超出一臺輥壓機(jī)生料立磨量的吸收能力的硫形成逃逸造成硫超標(biāo)。公司盡量保證兩臺輥壓機(jī)同時(shí)開機(jī)既可以保證生料的穩(wěn)定又可以保證硫排放達(dá)標(biāo)。在排放超標(biāo)時(shí)添加電石渣來進(jìn)行脫硫，目前的使用效果較好，用量較少效果明顯。

3 根據(jù)排放標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算石灰石硫含量的控制標(biāo)準(zhǔn)

以5000t/d的回轉(zhuǎn)窯為例，以1h為計(jì)算單位，窯灰不外排。假定：廢氣的SO2含量剛好滿足排放要求，為50mg/Nm3，廢氣量為550000Nm3/h，熟料產(chǎn)量為250t/h，實(shí)物煤耗為130kg/t，熟料的SO3含量為0.3%，生料耗為1.55，煤全硫?yàn)?.70%，濕粉煤灰硫?yàn)?.8%，鐵質(zhì)校正原料全硫?yàn)?.33%，水泥廠生料配料立磨中石灰石、濕粉煤灰、鐵質(zhì)校正原料的使用比例分別為83%、11%、6%，則可通過計(jì)算求出入磨石灰石的硫含量。計(jì)算過程如下：

①熟料中的硫：

0.4%×250×1000×32÷80=400kg/h

②廢氣中的硫：

500×520000×10-6×32÷64=13kg/h

③煤帶入的硫：

0.48%×125×250=150kg/h

④濕灰?guī)氲牧颍?/p>

250×1000×1.59×9.5%×0.87%=328.5kg/h

⑤鐵質(zhì)校正原料帶入的硫：

250×1000×1.59×7.5%×0.14%=41.7kg/h

⑥石灰石帶入的硫：

400+13-（150+328.5+41.7）×50%=152.9kg/h

⑦入磨石灰石的硫含量：

152.9÷（250×1000×1.55×79.5%）×100%=0.05%

從以上計(jì)算看出，當(dāng)廢氣的SO2排放濃度≤50mg/Nm3時(shí)，入磨石灰石的硫含量應(yīng)小于0.05%。

4 根據(jù)目前工藝運(yùn)行狀況降低廢氣SO2排放的措施

（1）嚴(yán)格控制進(jìn)廠原燃材料的硫含量，重新制定驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)理論計(jì)算值降低硫含量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。并依據(jù)使用的原材料成分和成本比例，制定易燒性好的配料方案。

（2）電石渣的進(jìn)廠與存放，嚴(yán)格控制電石渣的進(jìn)廠指標(biāo)，其次，制定合理的存放周期，電石渣存放時(shí)間較長會導(dǎo)致Ca(OH)2吸收空氣中的CO2生成CaCO3,由于在溫度低于600℃的情況下，CaCO3對SO2的吸收效率要遠(yuǎn)低于CaO，所以要求化驗(yàn)室做出電石渣失效時(shí)間控制合理庫存，并且做好覆蓋工作隔絕空氣。

（3）水泥廠生料系統(tǒng)立磨中，在保證用電成本不升高的前提下，盡量降低生料細(xì)度、提高生料比表面積，提高輥壓機(jī)的循環(huán)負(fù)荷。提高廢氣在生料系統(tǒng)中與生料的反應(yīng)效率。保證輥壓機(jī)V選料幕均勻，防止偏料而導(dǎo)致風(fēng)短路。

（4）當(dāng)停輥壓機(jī)時(shí)，停一臺輥壓機(jī)后，系統(tǒng)用風(fēng)改變，有50%—60%廢氣不經(jīng)過生料系統(tǒng)而直接由增濕塔經(jīng)過窯尾收塵從廢氣煙囪排走，導(dǎo)致大量SO2不經(jīng)過生料系統(tǒng)脫硫，造成排放指標(biāo)超標(biāo)。這時(shí)適當(dāng)開啟增濕塔噴水裝置，增加水濃度，使廢氣在增濕塔至尾排管道中的水分增加，加快SO2與水的反應(yīng)，在于窯尾電袋收塵處與生料中的CaO、CaCO3等反應(yīng)，加大降硫效果。

（5）當(dāng)原材料中的硫超標(biāo)時(shí)，適時(shí)開啟窯灰外排設(shè)施。減少固態(tài)硫在生料中的循環(huán)，降低二氧化硫的產(chǎn)生。

（6）回轉(zhuǎn)窯的操作方面，提高窯尾過剩空氣系數(shù)，窯內(nèi)排風(fēng)足夠，減少SO2，此外，硫化物在窯內(nèi)停留時(shí)間長及燒成溫度高，有利于SO2的增加，因此，操作上適當(dāng)提高窯速、合理控制燒成溫度，尾煤分解爐中的尾煤燃燒過程以及吸收過程相對于窯頭短，殘留SO2要多，窯尾噴煤對廢氣中的SO2影響較大，提高三次風(fēng)溫，適當(dāng)降低窯尾用煤。

（7）環(huán)保成本計(jì)算公式

1)廢氣排放當(dāng)量計(jì)算公式：實(shí)測（SO2、NOX、FC）排放濃度（mg∕m3）×風(fēng)量（總排放量m3）÷106（mg∕m3與kg∕m3換算系數(shù)）÷?lián)Q算系數(shù)（SO2、NOX換算系數(shù)為：0.95；FC換算系數(shù)為：2.18）=換算計(jì)費(fèi)當(dāng)量值。

2）SO2、NOX、FC排污費(fèi)計(jì)算公式：換算計(jì)費(fèi)當(dāng)量值×當(dāng)量檔次價(jià)格。

3）實(shí)測濃度與折算濃度的換算關(guān)系：

C為折算濃度，c'為實(shí)測濃度，a'為標(biāo)準(zhǔn)氧氣濃度10%，a為實(shí)測氧氣濃度。

所以實(shí)際計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)與風(fēng)量大小無關(guān)，折算濃度與實(shí)測含氧量關(guān)系很大，含氧量越高折算濃度越高，所以要針對生料系統(tǒng)以及窯尾廢氣系統(tǒng)進(jìn)行密封堵漏，降低窯尾氧氣含量。

5 結(jié)束語

水泥廠廢氣中SO2的主要來源是原燃材料，其中石灰石影響最大；在整個(gè)工藝系統(tǒng)中，水泥廠生料立磨系統(tǒng)有很強(qiáng)的自我吸收能力，通過計(jì)算,吸附能力達(dá)到40%以上，可以通過窯系統(tǒng)和生料系統(tǒng)的聯(lián)動開機(jī)來實(shí)現(xiàn)降低SO2排放；通過理論計(jì)算,可以制定合理的原材料驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，從而降低廢氣中SO2的排放；根據(jù)廢氣SO2的折算公式可以看出，合理地降低窯尾廢氣中的氧含量，也有效降低折算濃度。

     關(guān)于水泥廠SO2排放影響因素的計(jì)算分析，桂林鴻程分享到此。減少水泥廠的S02的排放，降低空氣污染是水泥廠重之重的工作，桂林鴻程研發(fā)生產(chǎn)的HLM系列立式磨粉機(jī)是桂林鴻程通過學(xué)習(xí)引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，經(jīng)歷二十多年潛心研究開發(fā)出的一款集烘干、粉磨、分級、輸送為一體的有效節(jié)能的先進(jìn)粉磨設(shè)備。具有粉磨效率高、電耗低、入料粒度大、產(chǎn)品細(xì)度易于調(diào)節(jié)、設(shè)備工藝流程簡單、占地面積小、噪音低、揚(yáng)塵小、使用維護(hù)簡便、運(yùn)行費(fèi)用低、耐磨材料消耗少等優(yōu)點(diǎn)。可廣泛用于電力、冶金、水泥、化工、非金屬礦等行業(yè)，主要用于對水泥生料、熟料、電廠脫硫石灰石粉、礦渣微粉、錳礦、石膏、煤、重晶石、方解石、鋁礬土等物料進(jìn)行粉磨加工。歡迎致電桂林鴻程咨詢水泥廠生料立磨以及其它礦物的磨粉機(jī)業(yè)務(wù)，聯(lián)系電話：18878317068（同微信號）