王文濤  王義飛  韓鵬亮

（河北新金鋼鐵集團(tuán)有限公司燒結(jié)廠）

摘要：石灰行業(yè)國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)：顆粒物10mg/m³，二氧化硫50mg/m³，氮氧化物150mg/m³。本研究針對(duì)雙膛石灰窯在換向過(guò)程中廢氣中二氧化硫超高不能達(dá)標(biāo)排放以及造成環(huán)境污染的問(wèn)題，提出了多種有效的控制方法并在實(shí)際生產(chǎn)中投用。通過(guò)測(cè)算煙氣流量、溫度、硫含量、粉塵濃度、改造現(xiàn)有設(shè)備等技術(shù)手段，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)雙膛窯的煙氣治理。研究結(jié)果表明，多種方法并用有效的減少并控制了煙氣中二氧化硫濃度提前實(shí)現(xiàn)了環(huán)保超低排放，改善工作環(huán)境，具有顯著的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。本研究為雙膛石灰窯的環(huán)保運(yùn)行提供了新的解決方案，對(duì)推動(dòng)鋼鐵冶煉行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

關(guān)鍵詞：雙膛石灰窯；煙氣治理；超低排放；環(huán)境污染：煙氣溫度

1  引言

雙膛石灰窯作為一種先進(jìn)的石灰煅燒設(shè)備，憑借其獨(dú)特的雙膛設(shè)計(jì)以及并流和蓄熱工藝，在低能耗、高質(zhì)量活性石灰生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。其窯膛功能互換交替的工作模式，確保了連續(xù)高效生產(chǎn)與煙氣余熱的充分利用。然而，在完成煅燒周期進(jìn)入換向期時(shí)，窯爐內(nèi)剩余的煙氣含有氮氧化物和硫化物，這一現(xiàn)象在并流蓄熱式窯爐中普遍存在，嚴(yán)重影響了環(huán)保數(shù)據(jù)達(dá)標(biāo)排放。因此，研究治理雙膛石灰窯煙氣中的有害元素并治理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2  雙膛石灰窯的特點(diǎn)與工作原理

2.1 煅燒特點(diǎn)

雙膛石灰窯具有兩個(gè)同等的窯膛，倆個(gè)窯膛內(nèi)的環(huán)形通道通過(guò)中間的矩形換向通道連通。其獨(dú)特的并流和蓄熱工藝，是確保低能耗、高質(zhì)量活性石灰生產(chǎn)的關(guān)鍵。并流使得物料與熱氣體充分接觸，提高煅燒效率；蓄熱則實(shí)現(xiàn)了熱量的回收利用，降低了能源消耗。

2.2 工作原理

雙膛石灰窯的窯膛A和窯膛B的煅燒和蓄熱功能是互換交替的。初始階段，窯膛A負(fù)責(zé)煅燒，產(chǎn)生高質(zhì)量的活性石灰，窯膛B則進(jìn)行蓄熱。經(jīng)過(guò)一個(gè)周期后，窯膛A和窯膛B的功能互換，窯膛B開(kāi)始煅燒，窯膛A開(kāi)始蓄熱。這種互換交替的工作模式保證了連續(xù)的高效生產(chǎn)，充分利用了煙氣余熱，使雙膛石灰窯具有較高的熱效率。

3  煙氣中有害元素的產(chǎn)生及影響

在完成一個(gè)煅燒周期后，系統(tǒng)進(jìn)入換向期，每個(gè)周期需要的時(shí)間可以根據(jù)生產(chǎn)需要調(diào)整，目前公認(rèn)最好的生產(chǎn)模式是單天100個(gè)周期和50個(gè)周期倆個(gè)模式。在生產(chǎn)過(guò)程中窯爐通過(guò)爐頂?shù)膿Q向閥（5）把爐內(nèi)產(chǎn)生的煙氣排放。然而，在此過(guò)程中，煙氣中會(huì)伴隨大量粉塵以及燃燒后產(chǎn)生的有害元素也一同排出。這些煙氣的排放不僅會(huì)增加周?chē)諝庵械姆蹓m含量影響工作環(huán)境，同時(shí)煙氣中的硫、氮還對(duì)大氣造成一定的污染，長(zhǎng)期來(lái)看，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。

4  煙氣中二氧化硫治理的技術(shù)方案

現(xiàn)有的麥爾茲雙膛窯配備有布袋除塵器和SCR脫硝工藝可以有效的解決煙氣中的顆粒物和氮氧化物，雙膛窯在籌建時(shí)考慮到白灰就是一種高效的脫硫劑所以沒(méi)有配備治理煙氣中二氧化硫的設(shè)備，但是在實(shí)際生產(chǎn)中燃燒后的煙氣是含有二氧化硫的并且在越來(lái)越嚴(yán)峻的環(huán)保形勢(shì)下煙氣脫硫勢(shì)在必行。

4.1煙氣流量的測(cè)算：測(cè)算正常生產(chǎn)煅燒時(shí)和換向期間的煙氣流量。

4.2煙氣溫度的測(cè)算：很多脫硫方法和都需要一定的煙氣溫度為基礎(chǔ)。

4.3煙氣中二氧化硫濃度的測(cè)算:需要知道煙氣中的二氧化硫濃度是多少，治理后能達(dá)到多少。

4.4煙氣流速的測(cè)算：脫硫劑在治理煙氣中的二氧化硫時(shí)需要一定的反應(yīng)時(shí)間。

4.3 除塵過(guò)濾器的選用：根據(jù)脫硫劑的特性考察是否可以使用原有的布袋除塵器。

5  具體實(shí)施方案：

5.1我們第一次使用的是濕法脫硫，噴射氫氧化鈉堿液，此種方法有2個(gè)弊端，一是安裝位置難以選擇，安裝在布袋除塵器前邊會(huì)造成除塵灰潮濕，除塵器不能正常放灰繼而影響生產(chǎn)。二是安裝在除塵器后邊造成煙氣中水分升高，對(duì)后續(xù)的SCR產(chǎn)生巨大的影響，縮短了SCR模塊的使用壽命，經(jīng)濟(jì)損失較大，得不償失。

5.2第二次使用干法脫硫，脫硫劑選用的小蘇打（碳酸氫鈉），此種方法需要煙氣溫度在160-350度之間，麥爾茲雙膛窯的熱能利用率高廢氣溫度在60-120之間，達(dá)不到反應(yīng)溫度，脫硫效率差。且產(chǎn)生的副產(chǎn)品屬于固廢還需進(jìn)一步處理。

5.3第三次使用干法脫硫，脫硫劑選用高比表氫氧化鈣，此種方法對(duì)煙氣溫度的要求范圍廣泛40度以上即可，且脫硫效果較為明顯。使用簡(jiǎn)單方便，安裝在布袋除塵器前邊即可。產(chǎn)生的副產(chǎn)品屬于一般產(chǎn)品不用做特殊處理。   當(dāng)窯膛生產(chǎn)時(shí)，產(chǎn)生的煙氣通過(guò)爐頂除塵管道進(jìn)入除塵器進(jìn)行粉塵治理，我們需在爐頂?shù)某龎m管道上增加一個(gè)喂料口（除塵管道為負(fù)壓），聯(lián)通脫硫劑給料倉(cāng)，通過(guò)給料機(jī)可控制脫硫劑的給料量實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，脫硫劑進(jìn)入除塵管道后會(huì)一部分在4秒內(nèi)和煙氣中的二氧化硫反應(yīng)生成固體硫酸氫鈣，落入粉塵之中。一部分會(huì)吸附在除塵布袋上繼續(xù)和煙氣中的二氧化硫反應(yīng)，最后通過(guò)脈沖吹掃落入粉塵中。我們可以通過(guò)控制脫硫劑的給料量實(shí)現(xiàn)對(duì)煙氣中的二氧化硫濃度的控制，且對(duì)下道工序沒(méi)有影響。

通過(guò)實(shí)施該方法，可有效解決煙氣中二氧化硫的問(wèn)題，避免環(huán)境污染。實(shí)際應(yīng)用表明，該方法能顯著減少污染物對(duì)的排放量，改善大氣環(huán)境，同時(shí)提高了石灰產(chǎn)品的質(zhì)量。此外，除塵器收集的粉塵可作為原料回收利用，進(jìn)一步提高了資源利用率，同時(shí)該系統(tǒng)中利用少量的脫硫劑實(shí)現(xiàn)了煙氣達(dá)標(biāo)排放整體系統(tǒng)中耗能少，可以忽略不計(jì)。具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

5.4燃燒器在使用一段時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)燒損情況，當(dāng)燃燒器損耗超過(guò)50CM以上時(shí)會(huì)對(duì)燃燒狀態(tài)產(chǎn)生很大的影響，也可以通過(guò)更換新的燃燒器以達(dá)到脫硫的目的。

5.5保持環(huán)形通道和換向通道的干凈順暢無(wú)粉塵粘接也可減少煙氣中有害元素的含量。

6  結(jié)論

本研究提出的雙膛石灰窯煙氣中二氧化硫的治理方法，通過(guò)科學(xué)合理的流量測(cè)算、合適的除塵設(shè)備選用以及有效的煙塵處理措施，能夠有效解決雙膛石灰窯生產(chǎn)時(shí)造成的環(huán)境污染問(wèn)題。該方法具有一定的可行性和實(shí)用性，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果。未來(lái)，可以進(jìn)一步對(duì)該方法進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，提高其在不同工況下的適應(yīng)性和穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]  郭漢杰的《活性石灰生產(chǎn)理論與工藝》，《冶金石灰生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)》.

[2]  李肇全的《工業(yè)脫硫脫硝技術(shù)（環(huán)境工程實(shí)用技術(shù)讀本）》，《煙氣脫硫脫硝技術(shù)手冊(cè)（第二版）》，《煙氣脫硝及煙氣同時(shí)脫硫脫硝技術(shù)》.