新型脱硫剂在水泥生产过程中的研究与应用

摘要：本文比较分析了水泥公司目前采用的一些脱硫方法，研制了新型高效中性脱硫剂，在中低温度条件下降低了碱性组分和SO2反应温度，通过达到含硫量和减少SO2排放的目的，促进了SO2在预热器原材料中的完全吸收。

关键词：水泥;二氧化硫;脱硫剂;生料磨

目前市场上有多种脱硫脱硫技术，首先，有FGD湿法脱硫，平均需要500平方米;投资额高，为1500-2000万元，运营成本高，熟料6元/吨。干式脱硫技术面积小，但运营成本高，熟料至少需要8元/吨。凝固期不能稳定在调节水平，导致成分波动。但硫酸铵的耐热性较差，二次分解引起浓缩循环，不总是稳定地达到标准，因此对硫酸和泵激素的生产也有很大影响[1]。设备的收集、腐蚀和氨水泄漏是不可控制的，在一些水泥厂，氮氧化物显著增加。此外，市场上的设备与操作设备要求高、能耗高且价格昂贵、脱硫性能差等缺点存在[2]。

1水泥行业的SO2排放

含硫燃料燃烧到大气中的年排放量SO2超过 2 亿吨。根据《国家环境统计公报》公布的数据，工业SO2排放量近年来一直居高不下，主要支撑SO2排放总量的80%以上，其中水泥行业占3-4%。因此，水泥行业是防治环境污染的重点行业[3]。

水泥行业采用一定的加工方法从矿物原料生产水泥，生产过程中往往使用大型、重型设备，空气污染尤为明显。随着我国水泥产量的增加，大气污染物排放量逐年增加，SO2排放量从2020年的53万吨增加到2021年的179万吨。环境空气质量0.0285～0.0652 g/m3 （1 h）。

2 实验

2.1 金丰水泥鸿丰#9窑脱硫剂试验

实验方法：停止原料粉碎，停止使用脱硫液后等待。窖内二氧化硫指标达到政府标准上限后，加入高效脱硫剂确定，指标是否降到较低值，观察二氧化硫值的稳定性和使用情况，然后停止脱硫剂观察二氧化硫最大值，然后再次启用高效脱硫剂，观察二氧化硫排放值的演变，判断高效脱硫效果。

实验步骤：原料粉碎停止后，停止使用原料和一次脱硫剂，观察二氧化硫的排放值，然后加入高效脱硫剂对产品性能进行测试。为了在14分钟后停止脱硫，二氧化硫的排放量达到195mg/m3，7分钟后达到215mg/m3。最初的添加量为3L/m3，10分钟后，二氧化硫排放量将降至14mg/m3，脱硫应用量将降至3.5L/min。

2.2 东台#1窑脱硫剂试验

测试方法：加入脱硫剂时，硫含量约100mg/m3，加入脱硫剂时，通过测定硫含量趋势、脱硫效率观察效果，实验方法同上。

2.3 西藏高正水泥#3窑脱硫剂试验

2.3.1 测试方法

脱硫剂的设计原理是将部分硫化物通过粉碎和称重反应进行消化，为了快速评估脱硫效果，并将其连接到配料加油仓。原料从储藏室出来，进入烤箱。工厂可停产约5天，停产后（标准条件下）硫排放量可增加约100-200mg/m3，而典型的停窖为1100-1200mg/m3，与当前硫排放值基本一致实验接受窑槽，添加脱硫剂的实验方法，收集不添加脱硫剂，添加脱硫后和停止脱硫时的排放值，得出脱硫剂脱硫效果的比较与评价[4]。

2.3.2 实验步骤

原料粉碎后，观察二氧化硫排放值，每10分钟记录一次，采集时间1.5小时，然后加入高效脱硫剂对产品性能进行检测。上午10时40分加上脱硫剂，硫排放量为1230 mg/m3，每10分钟记录10小时的硫排放量。上午10时40分最高853mg/m3和766mg/m3至11时10分，上午11时30分最高574mg/m3，11时五十分最高629mg/m3，12时停止添加，下午12时40分、12.50分分别至1074mg/m3、13174mg/m3，实验结束时，持续时间170分钟。

3结果与讨论

3.1确保停止#9窖后再次添加脱硫剂

通过停止使用脱硫剂，观察二氧化硫排放值，加入高效脱硫剂来测试产品的效果。上午11时35分，关闭辅助脱硫器，40分钟后二氧化硫排放值为177.8mg/m3。下午12时17分，二氧化硫排放值上L至181.1mg/m3。启用高效脱硫机。最初的增加是4L/min，7分钟后二氧化硫排放下降到159.7mg/m3，使用脱硫上L到4.5L/min，15分钟后下降到98.1mg/m3，脱硫速率高达5L/min，13：02稳定在52.5mg/m3，13：08稳定在49.2μg/m3，实验结束。

3.2 实验效果分析

在第一阶段停止使用粉碎机和一次脱硫试剂的试验中，应用高效脱硫剂效果明显，在这种情况下，二氧化硫的排放受到控制，二氧化硫的排放量可以在50mg/m3的范围内进行调整。第二阶段停止脱硫，提高到一定值后，加入高效脱硫剂，控制二氧化硫排放，可控制在50mg/m3，表明脱硫效率有一定提高.效果明显，可有效控制二氧化硫排放。

根据现场添加剂的用量，制定组合添加剂的配比，产品设计和研究理念是生料磨前与黄铁矿反应消化部分硫，然后作为备用在窑转道后部，分步加入可以提高脱硫剂的使用效果，减少脱硫剂的使用，降低装置的运行成本。

4结论

结合以上实验，得出初步结论：与国内同类产品相比，这种新型高效脱硫剂具有添加方式简单、使用少、控制降低成本低等特点，适用于脱硫需求量大的企业防腐设备，不损坏织物除尘器除尘布袋，有效避免了传统的高碱脱硫加热器系统。这种高效脱硫剂适应性强，适用于各种水泥熟料及原料，通用性好。

参考文献：

[1] 徐东耀， 刘伟， 陈佐会，等. 一种新型钠系脱硫剂在水泥厂的应用[J]. 环境工程， 2017， 35（3）：5.

[2] 孟究棟， 崔文刚， 杜会平，等. 一种新型催化脱硫剂在水泥窑尾烟气脱硫中的应用[J]. 水泥， 2020（3）：3.

[3] 朱国强. 新型低共熔脱硫剂的合成及其在燃油萃取脱硫中的应用研究[D]. 青岛科技大学.

[4] 张海涛， 马来运， 詹楠，等. 电石渣作为脱硫剂在熟料生产线的应用[J]. 水泥， 2019（9）：2.

作者简介：郎海军 1975.02- 男 甘肃酒泉 裕固族 助理工程师 水泥工艺生产技术及建材装备应用 酒钢（集团）宏达建材有限责任公司