技術(shù)丨電石渣作為脫硫劑在熟料生產(chǎn)線的應(yīng)用
北極星大氣網(wǎng)訊:摘要：隨著國(guó)家對(duì)窯尾煙氣中的SO2排放要求越來(lái)越嚴(yán)格，利用電石渣的強(qiáng)堿性在熟料生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行脫硫，既減少了窯尾煙氣中的SO2排放，又解決了電石渣的環(huán)境污染問(wèn)題，起到了“以污治污”的雙重效應(yīng)。
隨著國(guó)家近年來(lái)對(duì)大氣污染越來(lái)越重視，水泥企業(yè)污染物（NOx、粉塵、SO2）的排放標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越嚴(yán)格。其中GB 4 915—2013《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，水泥窯尾系統(tǒng)SO2排放標(biāo)準(zhǔn)≤200 mg/m3，重點(diǎn)地區(qū)企業(yè)執(zhí)行特別排放限值標(biāo)準(zhǔn)≤100 mg/m3。有的地方政府在取暖季錯(cuò)峰生產(chǎn)期間，規(guī)定更為嚴(yán)格的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)即超低排放標(biāo)準(zhǔn)（例如煙塵≤10 mg/m3，SO2≤50 mg/m3，NOx≤100 mg/m3）。規(guī)定達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)，可以豁免錯(cuò)峰生產(chǎn)期間或部分天數(shù)的停產(chǎn)時(shí)間。水泥窯尾煙氣SO2的排放濃度直接關(guān)系到企業(yè)的經(jīng)營(yíng)及經(jīng)濟(jì)效益。
1 電石渣及其在煤電行業(yè)的脫硫應(yīng)用
電石渣，是工業(yè)生產(chǎn)乙炔、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯醇等過(guò)程中電石（CaC2）水解形成的以Ca（OH）2為主要成分還含有少量的SiO2、Al2O3、Fe2O3等氧化物及少量的有機(jī)物的工業(yè)廢渣，其CaO含量在60%以上，具有堿性強(qiáng)、難以處置的特點(diǎn)。我國(guó)每年有數(shù)千萬(wàn)噸的電石渣排放，若直接排放，不僅占用土地，而且污染水資源、風(fēng)干后造成粉塵和大氣污染。
煤電行業(yè)脫硫劑：石灰（主要成分CaO）、消石灰（主要成分Ca（OH）2）、石灰石粉（主要成分CaCO3）都是利用酸堿中和原理除去煙塵氣體中的SO2。同樣電石渣在水泥窯生產(chǎn)過(guò)程中也應(yīng)該能起到脫硫的作用：即電石渣主要成分Ca（OH）2加熱后分解Ca（OH）2=CaO+H2O，CaO與SO2或SO3反應(yīng)產(chǎn)生CaSO3或CaSO4。
2 利用電石渣配料驗(yàn)證在熟料生產(chǎn)線的脫硫效果試驗(yàn)
熟料煅燒過(guò)程中產(chǎn)生的SO2 主要來(lái)自兩部分，即原料及燃煤。硫主要以有機(jī)硫化物、硫化物（簡(jiǎn)單硫化物或者復(fù)硫化物，如硫鐵礦，主要成分FeS2）或硫酸鹽的形式存在[1]。借鑒電石渣在煤電行業(yè)的脫硫應(yīng)用，結(jié)合熟料生產(chǎn)的實(shí)際情況，我公司提出“電石渣替代部分石灰石進(jìn)行配料能否降低窯尾煙氣SO2濃度”的設(shè)想并進(jìn)行了試驗(yàn)。
2.1 原、燃料化學(xué)分析
原、燃料的化學(xué)分析見表1，煤粉工業(yè)分析見表2。
2.2 利用電石渣配料進(jìn)行脫硫試驗(yàn)過(guò)程
我公司外購(gòu)電石渣水分33.1%，單獨(dú)入料困難，采用電石渣和硫酸渣1∶3、1∶2、1∶1（質(zhì)量比）三種方案分別搭配入料進(jìn)行試驗(yàn)。生產(chǎn)過(guò)程中既要滿足窯尾煙氣中SO2的超低排放要求又要兼顧生產(chǎn)成本，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果從三種方案中選取一種兩者兼顧的方案在日常生產(chǎn)進(jìn)行配料，即以電石渣和硫酸渣1∶2（脫硫和成本兩者兼顧）方案為例分析（其他兩種試驗(yàn)過(guò)程及數(shù)據(jù)不再贅述）。電石渣搭配前后生料各物料配比對(duì)比情況見表3。
2.3 電石渣配料前后窯尾煙氣中SO2排放濃度的對(duì)比
我公司配備2臺(tái)ATOX50型生料磨，窯尾煙氣中SO2檢測(cè)點(diǎn)選取在窯尾廢氣排風(fēng)口，由第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)電石渣配料前后生料磨開一停一及生料磨全開兩種狀態(tài)分別測(cè)量3次。測(cè)量結(jié)果見表4。
從表4可以看出，在生料中摻入1.5%左右的電石渣后，生料磨開一停一的狀況下，窯尾煙氣中SO2較摻電石渣前平均降低118.0 mg/m3，摻電石渣后三次測(cè)量濃度平均為26.4 mg/m3；兩臺(tái)生料磨全開的狀況下，窯尾煙氣中SO2較摻電石渣前平均降低56.8 mg/m3，摻電石渣后三次測(cè)量濃度平均為8.2 mg/m3。
3 生產(chǎn)應(yīng)用
依據(jù)上述試驗(yàn)結(jié)果，采用在生料中摻入1.5%左右的電石渣進(jìn)行配料生產(chǎn)，通過(guò)第三方在線檢測(cè)數(shù)據(jù)：兩臺(tái)生料磨全開時(shí)窯尾煙氣中SO2濃度在10 mg/m3以下；停一臺(tái)生料磨時(shí)窯尾煙氣中SO2濃度在20~30 mg/m3之間。與試驗(yàn)階段檢測(cè)數(shù)據(jù)基本一致。電石渣作為脫硫劑在水泥熟料生產(chǎn)過(guò)程中成功應(yīng)用后，天瑞水泥集團(tuán)的其他幾個(gè)分公司也通過(guò)到我公司學(xué)習(xí)后，都陸續(xù)開始使用電石渣配料降低窯尾煙氣中SO2濃度，并取得良好的效果。
4 使用過(guò)程易出現(xiàn)的問(wèn)題及采取的措施
（1）電石渣細(xì)度細(xì)、水分高、黏度大，易堵塞下料口、易結(jié)庫(kù)壁。
措施：嚴(yán)格控制進(jìn)廠電石渣水分，條件具備者可先存放一段時(shí)間后再使用；控制電石渣水分的同時(shí)，也嚴(yán)格控制和電石渣搭配入庫(kù)物料的水分；庫(kù)壁可貼樹脂板，增加庫(kù)壁的光滑度；定期及時(shí)清庫(kù)。
（2）由于電石渣主要成分Ca（OH）2在空氣中可與CO2反應(yīng)生成CaCO3，搭配后的混合物料若長(zhǎng)時(shí)間不用易板結(jié)，造成取料或下料困難。
措施：停產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)盡量控制均化堆棚內(nèi)搭配后混合物料的量，配料庫(kù)內(nèi)盡可能不存。電石渣單獨(dú)在原料棚存放，僅是表面一薄層板結(jié)，不影響使用。
5 結(jié)論
（1）在生料配料過(guò)程中摻入一定量的電石渣可以降低窯尾煙氣中SO2的濃度。
（2）利用電石渣配料既降低了窯尾煙氣中SO2的濃度，又解決了電石渣占用土地和污染環(huán)境的難題。