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新澤技術:水泥窯窯尾煙氣SO2超標的原因分析和治理措施

日期:2020-04-07 信息來源:本站

江西某公司有兩條2 500 t/d熟料生產線,于2003年4月正式投產運行,公司所用的石灰石為玉山縣巖瑞鎮陳發山礦段灰巖礦,通過近十四年的生產,礦山開采下來的石灰石品位逐年下降,造成窯尾煙氣中SO2時有超標發生,隨著新的《水泥工業大氣污染物排放標準》(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日正式實施,這標志著“史上最嚴”大氣污染防治法各項要求在江西省落地。
 
1 窯尾煙氣中SO2含量計算
 
由于該公司的進廠石灰石品位復雜且存在下降趨勢,造成窯尾煙塵大氣排放的SO2時有超標,為此公司非常重視,針對此次超標做了針對性的排查分析:
 
1)對進廠原燃材料和熟料的有害成分進行化學全分析,見表1。
2)對窯爐系統料氣進行全硫的物料平衡,見表2、表3。
3)通過全硫物料平衡計算產生的SO2
 
(1)每小時生料帶入SO2為Q1
 
Q1=0.220 4×64/32=0.440 8 t/h
 
(2)煤炭燃燒產生的SO2為Q2
 
每小時煤炭帶入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:
 
經標定窯尾煙氣量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 煙氣脫硫系統的綜合選型
 
煙氣脫硫系統的綜合選型見表4。
3 治理措施
 
通過考察、技術交流和評審,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反應生成亞硫酸鈣,經鼓入的空氣氧化生成硫酸鈣,與水結晶生成二水硫酸鈣(石膏)。
 
(4)塔內含石膏漿液經旋流器濃縮、真空機脫水后獲得脫硫副產品含水量低于15%的石膏,可回收利用到水泥粉磨系統。
 
(5)脫硫后的煙氣經除霧器去水、換熱器加熱升溫后,進入煙囪排向大氣。
 
4 項目實施運行情況及效果
 
窯尾煙氣脫硫技改總承包(EPC)項目于2017年12月啟動,經過現場標定、設計、招標等程序后,一號線于2018年4月10日土建開工,2018年7月31日完成,并投入試運行;二號線于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日才正式投運高硫礦石,并一次性投運成功,建設工期分別為113 d和114 d。從9月13日投運以來及72 h考核數據分析,脫硫系統各項考核指標都符合或優于招標文件/合同約定考核值。
 
脫硫系統運行后,提高了窯系統安全生產的穩定性和可持續性,扭轉該公司因窯尾煙氣排放不穩定造成的生產被動局面,帶來良好的社會效益;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,減少外購鋁質校正原料,穩定熟料質量,延長礦山使用壽命;從72 h考核數據分析兩線脫硫系統運行成本2.0元/噸,同時生產出的脫硫石膏可降低企業石膏采購成本。

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