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技術(shù)丨水泥企業(yè)窯尾煙氣SO2超標(biāo)的原因分析和治理措施

更新時間:2020-04-07 10:02 來源:水泥 作者: 林隆福 閱讀:2731 網(wǎng)友評論0

摘要:本文介紹了窯尾煙氣中SO2的計算方法及煙氣脫硫系統(tǒng)的綜合選型,結(jié)合生產(chǎn)實際最終選擇了窯灰濕法脫硫工藝。經(jīng)過72 h考核數(shù)據(jù)分析,兩條生產(chǎn)線脫硫系統(tǒng)運(yùn)行成本為2.0元/噸,生產(chǎn)出的脫硫石膏可降低企業(yè)石膏采購成本,提高了窯系統(tǒng)安全生產(chǎn)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性,同時提高了礦山資源的綜合利用率,延長了礦山使用壽命,具有較好的社會效益。

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日正式實施,這標(biāo)志著“史上最嚴(yán)”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(jìn)廠石灰石品位復(fù)雜且存在下降趨勢,造成窯尾煙塵大氣排放的SO2時有超標(biāo),為此公司非常重視,針對此次超標(biāo)做了針對性的排查分析:

1)對進(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算產(chǎn)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(chǎn)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(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 項目實施運(yùn)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(jīng)過現(xiàn)場標(biāo)定、設(shè)計、招標(biāo)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(yùn)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(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(zhì)校正原料,穩(wěn)定熟料質(zhì)量,延長礦山使用壽命;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,同時生產(chǎn)出的脫硫石膏可降低企業(yè)石膏采購成本。

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