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【摘要】新型干法水泥是未來我國水泥工業發展的主要方向，本文將基于新型干法水泥生產過程中的污染問題進行分析，并提出一套節能減排技術，希望為指導未來生產實踐提供支持。

【關鍵詞】新型干法水泥；節能減排；脫硫方案

在新型干法水泥生產期間，水泥窯窯尾廢氣中的二氧化硫等是主要污染物，該氣體主要來源于染料與水泥原料之間的含硫化合物。在我國可持續發展理念的影響下，相關人員必須要充分認識到當前水泥生產中的要求，探索節能減排技術的有效手段，爭取能夠提高新型干法水泥生產的環境效益。

1新型干法水泥節能減排技術的設計思路

在新型干法水泥生產期間，所使用的硫化物大部分為白鐵礦與黃鐵礦，其中還存在一定量的單硫化物，這些物質在生產期間會隨著溫度的升高而釋放一定量的氣體，例如當溫度上升至600℃后，會因為氧化作用影響而形成二氧化硫，主要發生在第2級與第3級的旋風筒中。若原料中揮發性硫的含量較高，在預熱期間會快速逃逸預熱器，此時因為缺乏活性氧化鈣反應，或者生料磨難以將其完全去除，則會產生二氧化硫排放。結合現有的生產經驗可知，分解爐內新生成的氧化鈣活性較高，能夠有效吸收煙氣中的二氧化硫，因此新型干法水泥生產工藝中本身就具有一定的脫硫功能；若廢氣用于烘干原材料[1]。廢氣中的二氧化硫還會在原料磨中被進一步吸收，但是需要注意的是，當溫度小于等于600℃的情況下，碳酸鈣對二氧化硫的吸收率要明顯低于氧化鈣，在上面兩級預熱器中，碳酸鈣的分解率較低，并且在高溫部位帶上的氧化鈣很少，再加之排放前的停留時間短，因此對二氧化硫的吸收率較低，這是造成污染的重要原因[2]。

2新型干法水泥生產節能減排技術的實施路徑

2.1工藝原理介紹。為了能夠達到新型干法水泥節能減排的目的，本文決定采用石灰石-石膏法脫硫工藝，該工藝選擇碳酸鈣為脫硫劑，在吸收塔內部，吸收溶液與煙氣之間充分混合，并且其中的二氧化硫能與溶解中的碳酸鈣產生化學反應，最終二氧化硫被充分去除，并反應生成大量的石膏化合物。在這個過程中，二氧化硫處理的化學反應過程為：2O2.2系統構成。本文所介紹的脫硫系統主要包括氧化系統、吸收塔系統、抽煙系統以及吸收劑制備系統、電氣控制系統等。2.3工藝流程。該系統的基本工藝流程為：煙氣在經過吸收塔之后，吸收塔采用了逆流噴淋結構，實現了氧化與吸收功能，其中在上部位置為吸收區、下部位置為氧化區，煙氣在經過除塵之后，煙氣會與噴淋系統的循環漿液直接接觸。在負荷較小的情況下，可以選擇停運一層噴淋層，此時系統能夠維持相對穩定的液氣比，并發揮脫硫效果。在吸收區上側裝置除霧器，除霧器的主要功能是清除煙氣中的水分，在吸收二氧化硫之后，漿液進入到循環氧化區，并在循環氧化區內反應化學反應后，生成的溶液經過濃縮之后會直接進入到脫硫副產品系統，最終經過脫水等處理后形成石膏。系統工藝流程的具體結構如圖1所示。

3對工藝流程的描述

3.1石灰石漿液制備系統。在將＜45μm的石灰石粉送至粉倉之后，經葉輪給料機，將石灰石粉卸到漿液中，并加入工藝水，配置成為30%的石灰石漿液，之后將石灰石漿液泵送至循環泵入口位置。3.2煙氣系統。從窯尾廢氣排風機排放出來的煙氣會在風管的指引下傳送至FGD系統中。此時煙氣在經過脫硫煙氣擋板之后制劑進入吸收塔內部，并與噴淋漿液之間逆流接觸，使煙氣中的二氧化硫快速被漿液吸收。在這個過程中，煙氣的溫度會明顯下降，在經過脫硫等一系列處理后，煙氣會經過風管最終被排放到大氣中。在上述處理環節，為確保能夠順利的將FGD系統與窯尾的煙氣分離開，需要在煙氣系統中設置若干個擋門板，分別承擔起脫硫煙氣與旁路的遮擋作用。在脫硫系統正常運行的情況下，旁路擋板處于關閉狀態，另一個擋板開啟，此時煙氣會經過脫硫煙氣擋板進入到吸收塔中并參與完成化學反應。而在異常情況下，旁路擋板會啟動，而脫硫煙氣擋板自動關閉。3.3吸收與氧化系統。作為石灰石-石膏法脫硫系統的核心結構，吸收氧化系統的主要部件包括噴淋系統、吸收塔、漿液循環泵系統等。在該系統中，當漿液從吸收塔底部位置，經循環泵進入至吸收塔上部位置進行噴淋，此時會與煙氣逆流接觸并出現化學反應，由此可以吸收煙氣中的二氧化硫，在反應生成的碳酸鈣在吸收塔底部位置，經過循環漿液池內部后會因為氧化風機作用影響而被空氣強氧化。最后石膏漿液會經過專門的擺放泵排出，由專門的副產品處理系統處置。在經過脫硫之后，煙氣會通過除霧器攜帶水滴，采用兩級除霧器采用屋脊式的布置方法，均勻布置在吸收塔的頂部位置，兩級除霧器通過工藝水沖洗，這個沖洗過程是在系統程序的引導下自動完成的。吸收塔采用了鋼制塔體并內襯防腐蝕材料構成的，內部設置了三層噴淋結構，每個噴淋結構分別由噴嘴、支管以及母管等構成。三層噴淋結構中分別設置了三臺漿液循環泵，循環泵采用智能化控制方法，能夠按照新型干法水泥生產中的二氧化硫排放量來調整運行速率。其中的重要數據標準為：當二氧化硫的濃度為1200mg/Nm3時，三層噴淋系統全部開始運行；而當吸收塔的二氧化硫濃度不足800mg/Nm3時，會停運一層噴淋系統，不僅不會影響二氧化硫處理效果，也能減少能耗。3.4副產品處理系統。該系統的副產品處理系統可以分為兩部分，分別為真空皮帶過濾、旋流器等。當吸收塔排除石膏漿液之后，將會直接泵送入旋流器進行濃縮處理；濃縮之后的漿液進入真空皮帶過濾機進行脫水，這樣就能獲得含水量較低的石膏。此時將石膏存放在一旁運輸即可。3.5工藝水系統。工藝水系統主要包括設備冷卻水、塔前噴淋水、制漿系統補水、氧化空氣冷卻等構成。一般工藝水系統水源為廠區供水，在系統上可設置一臺工藝水箱與水泵，配合除霧器沖洗水泵，就可以構成一個完整的工藝水系統。

4系統效益評價

在按照上文方法構建石灰石-石膏法脫硫工藝處理系統之后，該系統的裝置入口工況煙氣量為850000m3/h，脫硫效率≥92%，滿足新型干法水泥節能減排生產要求，具有良好的經濟效益，該系統的主要技術指標如表1所示。同時對該方法的經濟效益進行評價后，判斷該系統每噸熟料脫硫成本在2.20～2.50元左右，在考慮風機電耗等因素影響后，計算出每噸熟料脫硫的最終成本約為3.30～3.50元，經濟效益可觀。因此，認為該系統的主要技術特征表現為：⑴具有較高的脫硫效率，系統構成簡單并且運行穩定性高；⑵副產品可作為水泥緩凝劑，最大程度上減少二次污染的產生；⑶系統的占地面積更小，且運行流程更加科學合理；⑷通過進行計算機模擬現場設計，有助于進一步優化系統的運行功能；⑸通過實現煙氣流速的量化適中化設計，能夠使煙氣在最短時間內達到脫硫系統中，節能效果更明顯。

5結語

本文介紹了一套石灰石-石膏法脫硫工藝脫硫系統，該系統能夠滿足新型干法水泥生產節能減排要求，具有顯著的技術優勢，其運行成本低、脫硫效率高，具有顯著的技術優勢，對于復雜工況下的新型干法水泥生產都有借鑒價值，因此應該進一步推廣。

【參考文獻】

[1]柴進.新型干法水泥熟料生產過程節能減排技術應用研究[J].四川水泥,2018(09):1.

[2]馬文華,莫偉健,朱樹海.新型干法水泥熟料生產環節節能減排技術研究[J].河南科技,2017(21):114-115.

作者:丁偉敏 單位:廣州市越堡水泥有限公司