技術(shù)丨水泥企業(yè)窯尾煙氣SO2超標的原因分析和治理措施
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時有超標發(fā)生，隨著新的《水泥工業(yè)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(tǒng)料氣進行全硫的物料平衡，見表2、表3。
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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。
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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(jīng)過現(xiàn)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？紤]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(shù)據(jù)分析，脫硫系統(tǒng)各項考核指標都符合或優(yōu)于招標文件/合同約定考核值。
脫硫系統(tǒng)運行后，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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