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第1篇

1.1脫硫技術的現狀

目前國內一般采用干法脫硫和濕法脫硫兩種辦法對天然氣進行脫硫工藝。濕法脫硫工藝一般用于脫硫大量輕烴、含硫量高、對脫硫精確度要求不高的工藝。它是兩種基本流程相似的化學和物理脫硫法，該操作流程比較復雜，依靠脫硫劑中的吸收劑與天然氣中的硫發生反應，整個工藝過程使用裝備較多，消耗也多，輕烴經過再生塔時會產生吸收劑進行再利用，但需在發生反應的同時一直補充脫硫劑。中間還要處理反應產生的廢液，濕法脫硫工藝并不屬于精準脫硫方式。國內對輕烴脫硫產品的要求是含硫量每立方米要低于5mg，國際對它的要求標準是含硫量在每立方米1mg左右。為了可以滿足相關要求標準我們可以采用干法脫硫，這種方法能源消耗少、需求資金設備少、操作方法流程簡單易操作，使用的固體脫硫劑將硫化物附著在塔內進行反應脫硫,需要兩塔或者三塔串聯完成，用這種方法進行脫硫工藝不會產生廢物，精確度很高。

1.2確定工藝路線

輕烴原料中含有的硫元素會造成硫含量在丙烷和丁烷中超標，要想減少它們的含硫量就應該在進氣裝置前安裝一套脫硫設備，這種先脫硫再加工的方法操作起來比較簡單方便還符合要求，很適合推廣使用。在脫硫劑沒有飽和的情況下有比較長使用壽命，一般有2到3年的使用期。根據實驗考察計算發現，脫硫工藝的溫度應該保持在25℃上下，脫硫后的原料含硫量要在每立方米0.1mg以下。原料脫硫的過程是原料先經過低點排出原液氣使之進入加熱器，由導熱油在輔助的情況下加熱到25℃，原料氣和氧氣混合后會流入脫硫塔，控制溫度在25℃的情況下嚴格控制好空氣補給量，脫硫后原料氣經過在加工過濾凈化，最后進行氣體處理。

1.3選擇脫硫劑

有些脫硫劑中添加了活性炭，在催化劑作用下反應時起到了吸附作用。選擇脫硫劑時要盡量選擇有點多脫硫率高的脫硫劑，做到能量消耗低、反應溫度低、精準度較高，便于使用的同時還要可以簡單操作和更換，而且還要有先進的技術水平。

1.4確定脫硫裝置參數

一般而言,對工藝要求比較低的原液氣處理選擇干法脫硫技術,處理量要求也不高,日處理量不超過240萬立方米由于原液氣壓力比較低,為了保證下游裝置的正常工作,脫硫塔的壓降必須控制在0.05MPa之下,而要調整脫硫劑的孔隙度在30%和35%的范圍內,為了孔隙度調整之后的含硫量不超標,還要設計一個保駕塔,依據前面的脫硫效果,經過分析結果決定是否要投入使用,來確保脫硫精度,填充床層的高徑比為10∶6。而為了驗證脫硫劑的反應溫度的最佳值,通過試驗模擬得出不同的溫度下硫化物的轉化率,當溫度達到5℃以上,原液氣中的H2S已經基本轉化完成了;溫度達到17℃時,原液氣中的有機硫轉化率就可到80%以上,溫度達到26℃時,有機硫的轉化率接近100%,因而反應的最佳溫度一般25℃左右。

2輕烴產品的利用

近年來由于化工業的大力發展，很多進口的丙烷、丁烷逐漸增多，我國的輕烴原料也呈現出了多樣化的特點，輕烴通過加工出來的產品應用在很多行業，不斷提升著輕烴產品的使用價值。輕烴加工后可以用作優質的化工溶劑，在化工中起到裂解材料的使用；輕烴經過脫硫后可以當做液化石油氣供人們使用，也可以用在汽車的火花塞中，這樣可會減少汽車內積碳的含量，不用經常清洗；因為輕烴脫硫后不會含有烯烴元素性能，比較穩定，還沒有臭味，可以用它來制作很多霧化產品，例如殺蟲劑、發膠摩斯等；現在的人們環保意識不斷增強，很多輕烴脫硫后人們把它用于保護臭氧層代替氟利昂的使用。

3結語

第2篇

[關鍵詞]煙氣脫硫濕法干法比較

1概述

煙氣脫硫是電廠控制SO2排放的主要技術手段，目前已達到工業應用水平的煙氣脫硫技術有十余種，大致可以分為干法和濕法，但能在300MW以上大容量機組使用的成熟脫硫工藝并不多。根據國內目前的實際應用推廣情況，國內各大脫硫公司已投運的300MW級機組煙氣脫硫裝置均為石灰石/石膏濕法。干法技術在國內300MW大容量機組上全煙氣、高脫硫率還沒有運行示例。最近武漢凱迪股份公司正在推廣德國WULLF的RCFB（內回流循環流化床）技術，該技術在國外2000年曾有1套在300MW機組上投運，3個月后停運，現國內有1套剛開始在恒運電廠1×210MW機組上投運。另有1套已投運的CFB脫硫，運用于小龍潭1×100MW機組。

以下對濕法和干法兩種工藝流程，全煙氣、高脫硫率下的技術、經濟進行了綜合比較。

2石灰石/石膏濕法脫硫技術流程特點

石灰石/石膏濕法脫硫技術是目前世界上技術最為成熟、應用業績最多的脫硫工藝，應用該工藝的機組容量約占電站脫硫裝機總容量的85％以上，應用單機容量已達1000MW。其脫硫副產物—石膏一般有拋棄和回收兩種方法，主要取決于市場對脫硫石膏的需求、石膏質量以及是否有足夠的堆放場地等因素。

濕法工藝技術比較成熟，適用于任何含硫量的煤種和機組容量的煙氣脫硫，脫硫效率最高可達到99％。

國內各家公司分別引進了世界上先進的幾家大公司的濕法工藝技術：B&W（巴威）、斯坦米勒、KAWASAKI（川崎）、三菱、GE、DUCON，都能根據電廠的實際情況設計出最佳的工藝參數。

2.1石灰石/石膏濕法工藝流程

石灰石/石膏濕法脫硫工藝采用價廉易得的石灰石作脫硫吸收劑，石灰石經破碎磨細成粉狀與水混合攪拌制成吸收漿液，也可直接用濕式球磨機將20mm左右的石灰石磨制成吸收漿液。當采用石灰吸收劑時，石灰粉經消化處理后加水攪拌制成吸收漿液。在吸收塔內，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學反應被脫除，最終反應產物為石膏。脫硫后的煙氣經除霧器除去帶有的細小液滴，經氣氣加熱器（GGH）加熱升溫后排入煙囪。脫硫石膏漿液經脫水裝置脫水后回收。由于吸收漿液的循環利用，脫硫吸收劑的利用率很高。

電廠鍋爐煙氣進入FGD，通過升壓風機加壓，經GGH降溫至約100℃后進入吸收塔，吸收塔脫硫效率為96～99％，整個系統的脫硫效率不低于90％。從吸收塔出來的凈煙氣溫度約為47℃，經GGH升溫至80℃后從煙囪排放。

該工藝原理簡單，工藝技術比較成熟，脫硫效率和吸收劑的利用率高，即Ca/S=1.03時，脫硫效率大于95％，能夠適應各種煤種，適應大容量機組，運行可靠，可用率高，副產品石膏具有商業價值。

2.2石灰石/石膏濕法脫硫技術主要技術特點及指標

2.2.1脫硫效率高，一般不低于90％，最高可以達到99％。

2.2.2脫硫劑利用率高，達90％以上。Ca/S比低，只有1.01～1.05，國內現正在實施的的幾個工程均不大于1.03。

2.2.3吸收塔采用各種先進技術設計，不僅解決了脫硫塔內的堵塞、腐蝕問題，而且改善了氣液傳質條件，從而提高了塔內脫硫效率，減少了漿液循環量，有效降低了漿液循環泵的功耗。目前脫硫島電耗一般為機組裝機容量的1～1.5％。

2.2.4噴淋空塔內煙氣入口采用向下斜切式入口，煙氣由下自上流動，延長了氣體分布路徑，不僅有利于氣體分布均勻，而且由于氣體的翻騰形成了湍流，更有利于氣液的傳質傳熱。

2.2.5采用計算機模擬設計，優化脫硫塔及塔內構件如噴嘴等的布置，優化漿液濃度、Ca/S比、漿液流量等運行指標，可以保證脫硫塔內煙氣流動和漿液噴淋均勻，以最小的消耗取得最好的脫硫效果。

2.2.6根據煙氣含硫量，采用不同層數（2～4層）的漿液噴淋層，確保取得最佳的脫硫效果。

2.2.7塔內設置氧化空氣分布系統，采用塔內強制氧化，氧化效果好。

2.2.8噴淋層采用交叉聯箱布置，使噴淋管道布置更合理，降低了吸收塔高度。

2.2.9采用機械攪拌。

2.2.10廢物得到良好的處理，其中廢渣變成了優質石膏，完全可以取代高品位的天然石膏。廢水采用回用技術，可以達到零排放。

2.2.11穩定性高，適應性強，可靠性99％以上。

2.2.12應用多、運行經驗豐富。

3干法RCFB脫硫工藝脫硫技術流程特點

干法有LIFAC（爐內噴鈣尾部增濕活化）、CFB（循環流化床）等工藝，在國家有關部門的技術指南、火電廠設計規程上均限于在中小機組或老機組上實施。CFB最早由德國魯奇（LURGI）公司開發，目前已達到工業應用的CFB法工藝有三種：LURGI公司的CFB、德國WULFF公司的RCFB（內回流式煙氣循環流化床）、丹麥FLS公司的GSA（氣體懸浮吸收），國內分別由龍凈環保、凱迪電力、龍源環保等公司引進，目前多在中小機組上運用，其中只有WULFF公司的RCFB技術向300MW機組上推廣，所以本文中作比較的干法僅指RCFB。

3.1RCFB的發展歷史

循環流化床(CFB)的發展歷史其實很長。循環流化床CFB煙氣凈化工藝的實驗室技術研究開發工作開始于1968/1969年，1970～1972年CFB煙氣凈化工藝在德國電解鋁廠獲得應用，煙氣流量為15,000m3/h。1985～1987年，首臺CFB煙氣脫硫示范裝置在德國一家燃褐煤電站得到應用，處理煙氣量為40萬m3/h（相當于30萬機組氣量的四分之一），采用消石灰為脫硫劑。在此基礎上，各公司分別又開發出了上述新一代CFB脫硫工藝（第三代）。

3.2RCFB脫硫工藝流程

RCFB工藝主要采用干態的消石灰粉作為吸收劑，由鍋爐排出的煙氣從流化床的底部進入，經過吸收塔底部的文丘里裝置，煙氣速度加快，并與很細的吸收劑粉末相混合。同時通過RCFB下部的噴水，使煙氣溫度降低到70～90℃。在此條件下，吸收劑與煙氣中的二氧化硫反應，生成亞硫酸鈣和硫酸鈣，經脫硫后帶有大量固體的煙氣由吸收塔的上部排出，排出的煙氣進入除塵器中，大部分煙氣中的固體顆粒都被分離出來，被分離出來的顆粒經過再循環系統大部分返回到吸收塔。

RCFB的控制系統主要通過三個部分實現:

1.根據反應器進口煙氣流量及煙氣中原始SO2濃度控制消石灰粉的給料量；

2.反應器出口處的煙氣溫度直接控制反應器底部的噴水量，使煙溫控制在70～90℃范圍內。噴水量的調節方法一般采用回流調節噴嘴，通過調節回流水壓來調節噴水量；

3．在運行中調節床內的固/氣比。其調節方法是通過調節分離器和除塵器下所收集的飛灰排灰量，以控制送回反應器的再循環干灰量，從而保證床內必需的固/氣比。

3.3RCFB脫硫技術的主要技術特點及指標

3.3.1耗電量在機組容量的0.5～1.0％。脫硫率80％時，為0.6％左右；脫硫效率大于90％時，塔內物料量增加引起系統阻力的增大而使電耗大幅上升。

3.3.2在塔的頂部區域加裝了導流板，在塔內加裝了紊流裝置。

3.3.3脫硫率＞90％，Ca/S為1.2～1.5。石灰活性必須高且穩定，達到T60標準（軟緞石灰，四分鐘內水溫上升60℃）。

3.3.4塔內平均流速4m/s左右。10米左右直徑的流化床內流場比較復雜。

3.3.5用消石灰作為脫硫劑。石灰消化后，以消石灰干粉形式送入流化床吸收塔。噴入足夠的水分保證脫硫效果，水分越大脫硫率越高。

3.3.6嚴格控制床溫。床溫偏低時設備有腐蝕，偏高時脫硫效率及脫硫劑利用率下降。

3.3.7塔內的水分要迅速蒸發掉，以保證灰渣干態排出。

3.3.8在煤的含硫量增加或要求提高脫硫效率時，不增加任何設備，僅增加脫硫劑和噴水量。

3.3.9不另設煙氣旁路，當FGD停運時，脫硫塔直接作為煙氣旁路使用。

3.3.10在中小電站或工業鍋爐上應用較多，300MW機組上國內外僅應用了1套并只有短期運行的經驗。

3.3.11RCFB脫硫渣的利用

RCFB煙氣脫硫技術吸收劑為鈣基化合物，脫硫渣中的主要成分為CaSO3等。但不同電廠的脫硫渣的成份是不一樣的，若要有效利用，必須做個案研究。

不包括前除塵器的灰，CaSO3·1/2H2O含量占50±10％，根據德國WULFF公司提供的部分個案研究實例，是可以應用的。國內的南京下關電廠對LIFAC技術的脫硫渣已作了一些個案研究，恒運電廠正準備和凱迪公司合作，開展脫硫灰利用的研究工作。

4石灰石-石膏濕法與干法RCFB比較

4.1工藝技術比較

4.1.1在300MW以上機組FGD上的應用

干法RCFB：國外從小機組放大到300MW機組僅有1臺，國內還沒有300MW機組的實運裝置，僅在中小機組或工業鍋爐上有實運裝置。

從國內引進FGD的經驗來看，各個電廠都有一定的實際情況，設計時也必須滿足各個電廠的特定情況。據報道，幾家引進CFB的公司在中小機組的示范裝置上大多碰到了較嚴重的問題，經大量長時間調試整改后，有的仍達不到設計要求，有的甚至需更換重要部件，更為嚴重的機組無法按正常出力運行。

國內唯一的一套RCFB是廣州恒運電廠FGD，從運行情況來看，雖然將石灰標準從T60降至T50左右，消化裝置仍不能正常運行，目前靠買消石灰維持；除塵器有堵塞等問題，曾造成了電廠停運，但粉塵泄漏較嚴重；控制系統還不能穩定監測和調控脫硫裝置的運行。

石灰石-石膏濕法：已很成熟，國外有各種條件下機組上的運行經驗，國內雖然運行實例不多，但國內公司引進的均為國外先進可靠的技術。其市場占有率占電站脫硫裝機總容量的85％以上，應用單機容量已達1000MW。國家相關職能部門在組織國內專家充分調研的基礎上，提出指導性意見：在新、擴、改300MW機組FGD上或要求有較高脫硫率時，采用石灰石-石膏濕法技術。在火電廠設計技術規程中，也作了同樣的規定。

現在大部分設備均可以實現國產化，初始投資大幅降低，備品備件的問題也將得到徹底解決。

4.1.2適用煤種

干法RCFB：據國內各大研究單位的報告及國外的部分應用實例，CFB適用于中、低硫煤。對高硫煤，較難達到環保要求，且投資與運行費用將大幅上升。RCFB是否適應高硫煤的大機組，需進一步論證。

石灰石-石膏濕法：不限。

4.1.3Ca/S比

干法RCFB：脫硫率＞90％時為1.3～1.5。氧化鈣純度要求≥90％，并要有非常高的活性（T60標準），達不到以上要求時，將影響裝置的脫硫率及正常運行。

石灰石-石膏濕法：1.01～1.05，一般為1.03，純度達不到要求時，最終僅影響脫硫副產品石膏的質量。

4.1.4脫硫效率

干法RCFB：穩定運行一般在80％左右，若需要進一步提高，則需降低煙氣趨近溫差，增加Ca/S和噴水量，但會對下游設備如除塵器、引風機等帶來不利影響。

95％的脫硫率對干法技術來講，已達到高限（國外為90％），當環保要求進一步提高時，改造較困難。

煙氣含硫量波動時，因為有大循環灰量，難以靈敏調整控制，脫硫效率難以保證。

石灰石-石膏濕法：一般可在95％以上穩定運行，對環保要求的適應性強。

煙氣含硫量變化時，易于調整控制，脫硫效率較穩定。

4.1.5耗電量

干法RCFB：機組容量的0.5～1.0％，脫硫效率在80％左右時，為0.6％左右；當脫硫效率＞90％時，耗電量上升很快，將達到1％左右。

石灰石-石膏濕法：機組容量的1.0～1.5％。

.1.6對ESP（電除塵器）的影響

干法RCFB：初始設計時ESP2負荷很高，進口濃度800g/Nm3（遠高于電廠正常電除塵器進口的20～30g/Nm3），ESP2除塵效率將達到99.9875％。隨脫硫率的變化增加Ca/S，ESP2負荷急劇增加，其出口含塵濃度能否達標值得考慮。環保要求還將進一步提高，在即將實行的《火電廠污染物排放標準》（征求意見稿）中，火電廠最高允許煙塵排放濃度為50mg/Nm3。

當煙氣含硫量變化時，為保證脫硫率，或滿足環保要求的不斷提高而提高脫硫效率，采取以上降低煙氣趨近溫差，增加噴水量和Ca/S措施時，將導致ESP低溫腐蝕，排灰易粘結（塔壁也易于結灰），嚴重時，將影響裝置的正常運行，在中小機組的運行中是普遍存在的問題。

石灰石-石膏濕法：沒有后ESP，無影響。經脫硫塔洗滌后，煙塵總量減少50～80％左右，FGD出口煙塵濃度小于50mg/Nm3。

4.1.7對機組的影響

干法RCFB：因故障停電等原因使CFB停運，會導致塔內固態物沉積，重新啟動需清理沉積固態物，由于無旁路，當后ESP和回灰系統發生堵塞進行檢修時，機組將停運。

石灰石-石膏濕法：因FGD是獨立系統，有旁路，故無影響。

4.1.8對機組負荷的適應性

干法RCFB：負荷的變化會引起煙氣流速的變化，從而影響脫硫反應及裝置的運行。

石灰石-石膏濕法：較好。

4.1.9水

干法RCFB：石灰消化一般需熱水，且水質要求高；無廢水排放。

石灰石-石膏濕法：耗水量相對稍多一點，但水質要求不高，可用水源水；僅有少量廢水排放。

4.1.10吸收劑制備

干法RCFB：需大批量外購符合要求的T60標準的石灰粉，以目前投運電廠的運行情況來看，石灰消化存在諸多問題，如果采購滿足要求的消石灰Ca(OH)2將增加業主采購成本。最大問題是一般較難購買到品質穩定的高活性（T60標準）的石灰粉。RCFB脫硫效果的保證及裝置的運行可靠性完全依賴于石灰的高純度及高活性。

石灰石-石膏濕法：可外購石灰石粉或塊料，石灰石塊料價格便宜，直接購粉則可大幅度降低投資及耗電量，但相應增加了采購成本。

4.1.11排煙溫度

干法RCFB：脫硫率80％左右時為70～90℃，脫硫率提高到95％后要降55～70℃。

石灰石-石膏濕法：GGH出口一般為大于80℃。

4.1.12副產品輸送利用

干法RCFB：目前僅適宜用于填坑、鋪路，應用價值低。用于其他場合的應用方法還未研究，而且還將是很長一段過程。灰易產生粘結，既影響輸送，也影響裝置的運行。當脫硫渣排入灰場時，將影響粉煤灰的綜合利用。在拋棄過程中需要考慮增設合適的儲運設施，同時也增加一定的運輸和儲存成本。

石灰石-石膏濕法：脫硫石膏質量優于天然石膏，可綜合利用，應用價值較高。如采用拋棄法，可節省部分投資，輸送也不會有問題。

4.1.13占地面積

干法RCFB：在大容量機組考慮采用1爐1塔時占地較小。

石灰石-石膏濕法：較大。

4.2經濟比較

以下以某電廠2×300MW機組煙氣脫硫裝置為例，脫硫項目建設期按1年計算，運營期按20年計算，采用總費用法對干、濕法方案進行經濟比較，總費用低的方案較優。

從“經濟比較成果表”可以看出，濕法脫硫方案的總費用略低于干法脫硫方案。因此，從經濟比較的角度來看，濕法方案優于干法方案。

5結論和建議

5.1結論

綜上所述，濕法與干法相比，技術更加成熟，運行經驗更加豐富，脫硫劑供應有保證，脫硫副產品利用好，系統供應商較多；經營費用小，初始投資高，總成本費用較低，全系統本廠占地面積較大。

每個電廠有各自的實際情況，在FGD裝置設計上也有不同。方案比選中不僅要考慮干法、濕法的技術因數，還要考慮各種實際存在的問題：如脫硫劑的供應、廢渣的處理、對環境變化的適應、政府的規劃等。

目前干法煙塵排放量要大于100mg/Nm3，濕法小于50mg/Nm3，均小于現行環保排放標準200mg/Nm3的要求。如果環保政策要求進一步提高脫硫效率，降低出口允許煙塵排放濃度，濕法也比較容易調整改造，而干法效率已到高限，難以實施進一步改造。

5.2建議

第3篇

關鍵詞：除塵灰；返礦；鋪底料；脫硫石膏；生石灰；熔劑

前言

隨著2014年對標工作和降本增效工作的實施和考核，作為一名技術員深感約成本的重要意義，雖然創效困難程度很大，但是如何能夠大幅度的降低成本，除了管理到位，我堅信依靠改變工藝和原材料將是最佳途徑，作為一名老燒結技術員，當看到除塵灰在運輸生產過程中、下料堵倉過程中產生的諸多不利因素和造成現場環境的二次污染以及給崗位工造成的巨大勞動強度后，我想到了型煤工藝，結合其他廠家的先進設備，我想將除塵灰、燒結礦返礦再粉碎后再慘加一些如焦沫、無煙煤等物質后，讓其在一定的型煤設備上高壓下就能造出直徑30-40毫米左右的球狀體，大家知道除塵灰、返礦在一定程度上是燒熟了的小粒度燒結礦，若將其做為鋪底料，對生成的燒結礦成品質量影響不大，但是產量肯定是增加的，所以想采用除塵灰、返礦做鋪底料工藝；另一方面，自從2013年我們龍鋼燒結廠有了脫硫工藝后，每日就能產出200-300噸的脫硫石膏，而這些脫硫石膏被當作垃圾處理給環保公司，每車還需付裝運費150元。根據自己多年的經驗，我知道石膏的成分主要是二水硫酸鈣，而二水硫酸鈣在1400℃下加熱就會產生出氧化鈣和二氧化硫，在燒結工藝條件下，大約1250℃石膏就會分解成氧化鈣和二氧化硫，大家知道：二氧化硫有95%被燃燒釋放變成三氧化硫，隨煙氣排出，剩下的氧化鈣就是我們理想的熔劑生石灰的主要成分。

一個大膽的設想用石膏替代生石灰的工藝就在我的腦子里成型，經過自己多次的私下制作的簡易實驗裝備，用我們現用的混勻礦，加入一定的石膏配比，再經過制粒混勻，終于在臺車上燒制出了堿度為1.97的54.5%的全鐵品位燒結礦。雖然粒度組成中大于16毫米以上的比例較少僅占56-42%，轉鼓強度僅達到58-75%，今后還需要繼續探求更高燒結礦工藝技術指標。

1 理論、實踐依據

大家知道：壓球機主要用于有色和黑色金屬礦粉的制球造塊，使其直接進爐冶煉，提高附加值。凡是冶金行業廢料，輔料需上爐的，都需要用壓球機來完成。例如：鄭州威力特機械設備有限公司研發生產的型煤壓球機、干粉壓球機、脫硫石膏壓球機等壓球機系列產品技術先進、質量可靠、一機多用。同時具有成型壓力大、主機轉數可調、結構緊湊、便于維修、配有螺旋送料裝置特點。適合大、中、小型企業建立具有一定生產規模的生產線。

成功案例：冶金企業把粉狀物料壓成球團，回爐冶煉，擴大了物料的使用范圍；耐火材料企業把粉料壓成球團，煅燒后提高了物料的純度；化肥企業利用粉煤壓成球團制造氣型煤，達到降耗增收；這些都是各類企業利用球團技術的范例。樣品球如圖1。

結論：綜上所述，可見將除塵灰、返礦壓制成20-40mm球狀體是可行的。

2 將脫硫石膏燒制成生石灰的理論研究

2.1 脫硫石膏介紹

脫硫石膏是煙氣脫硫中石灰石粉末與二氧化硫反應產生的工業副產物，主要成分是二水硫酸鈣，其特點是：純度高、成分穩定、粒度小、粉狀、游離水約12-17%，顆粒大小、粒徑分布均勻，級配較差，標稠用水量大，含有一定量的碳酸鈣和較多的水溶性鹽，根據燃燒的煤種和煙氣除塵效果的不同，脫硫石膏從外觀上呈現不同的顏色，一般我們視角看到的都是灰黃色或灰白色，質量優良的脫硫石膏是純白顏色。但實際呈現的是灰色、黃色、灰褐色、紅褐色等。

粉狀脫硫石膏在運輸和生產中有諸多不便，由于其含水分比較大，運輸成本高，其次也是最主要問題，濕基脫硫石膏粘結性強，直接生產線上應用很容易粘堵輸送裝置、料斗、球磨機，無法正常生產。若能把濕基脫硫石膏成球、烘干就可以解決以上問題。

2.2 將脫硫石膏制成球狀體不成問題

2.2.1 脫硫石膏壓球機簡介

根據石膏性能，鞏義市曙光機械廠已開發出新型高效節能壓球機，產量在5～30噸/時，脫硫石膏壓球機能將脫硫石膏粉末一次性壓制成球，產量大、成球率高。該設備能將脫硫石膏粉末，在不需要添加任何粘合劑情況下一次性壓制成球，且成球率在95%以上，壓出來的球硬度很強，搬運裝卸不宜破碎。

2.2.2 脫硫石膏壓球機工作原理

脫硫石膏壓球機成型機的主要機型是對輥成型機（人們常說的壓球機），它有一對軸線相互平行、直徑相同、彼此間有一定間隙的圓柱形型輪，型輪上有許多形狀和大小相同、排列規則的半球窩，型輪是成型機主部件。在電動機的驅動下，兩個型輪以相同速度、相反方向轉動，當物料落人兩型輪之間在結合處開始受壓，此時原料在相應兩球窩之間產生體積壓縮；型輪連續轉動，球窩逐漸閉合，成型壓力逐漸增大當轉動到兩個球窩距離最小時成型壓力達到最大。然后型輪轉動使球窩逐漸分離，成型壓力隨著迅速減小。當成型壓力減至零之前，壓制成的脫硫石膏就開始膨脹脫離。

2.2.3 脫硫石膏在生產上的應用可能性

龍鋼有155m3石灰豎窯5座，如果將脫硫石膏當做30-40mm的石灰石放在

155m3石灰豎窯上進行煅燒（窯體設計上需要增加一套煙氣脫硫設施、溫度需要提高到石膏分解溫度范圍內），這樣一來，用石膏完全可以生產出替代品石膏灰，成分含量理論上應差別不大。考慮到脫硫石膏負成本，那么用石膏灰替代生石灰（300元/噸），其理論效益相當可觀。

3 從專家、教授發表的學術論文看石膏加熱分解成生石灰氧化鈣也是可行的

3.1 上海華東理工大學著名教授高玲、唐黎華等教授聯名發表過論文《不同氣氛下硫酸鈣高溫分解熱力學分析》，在此文中明顯指出在氧化氣氛下，溫度達到1700℃，硫酸鈣很難分解，但在石墨弱還原氣氛下、氫氣氣氛下硫酸鈣的起始溫度均低于1000℃。特別是在氫氣氣氛下，硫酸鈣完全分解的最高溫度不超過1300℃，再加壓條件下44分鐘后就可100%轉化分解。

3.2 教授盧平、章靜在論文《脫硫石膏還原分解特性的實驗研究》中提出了850-1050℃硫酸鈣分解的可行性。

3.3 教授韓翔宇、陳浩侃、李保慶聯名在論文《硫酸鈣氫氣氣氛下的熱重研究》中指出在氫氣氣氛下、加壓條件下1000℃以前，硫酸鈣分解出的產物主要是硫化鈣，1000℃以后，硫酸鈣和硫化鈣之間發生固相反應會生成氧化鈣。

4 作者的實驗過程

總結以上所述，在理論上和實踐上，前輩們都給我們指明了方向，經過多次努力，做了實驗如下：

4.1 將石膏用一定的簡易設備加壓將其壓制成型為20-40毫米的石膏半球-球體（此設備及工藝已經成熟應用在河南、山東等地）；

4.2 將其放在實驗室的馬弗爐中進行燒灰實驗，經過多次的溫度控制和加入一定的催化劑氣體，最終在適當的溫度下終于燒成了氧化鈣含量為40%的熟石灰（其成分和生石灰的基本一樣）。

4.3 用現場的含鐵混勻礦垛料，加上多次設置的配比制成燒結混合樣，在經過人工混勻制粒后，將其200kg放到400m2臺車上布料、調溫，經過多次操作終于在臺車上燒制出了堿度為1.97的全鐵品位為54.5%的燒結礦（其他成分基本符合要求，除過硫含量3.0%）。這樣從理論到實踐上證明了所想的工藝的可行性。興奮之余，作者將想法告訴現任的上級技術領導：科長、調度長、技術廠長，希望得到他們的支持和進行下一步較大規模的實踐，卻被他們以不成熟擱淺了，實踐到此為止。

4.4 思考

4.4.1 實驗做出的含硫3.0%的燒結礦成品樣，對煉鐵生產來講是不符合生產需要的，在實驗條件下，其燒結礦中的硫還未能完全分解掉，在化驗室中燒成的氧化鈣只有40%這一點可以證明還未燒透，或者還只是半成品硫化鈣，只有當氧化鈣含量化驗數據在80%左右時才算試驗成功。故還需要做進一步的實驗研究；

4.4.2 當采用石膏大量替代生石灰后，龍鋼燒結煙氣脫硫系統中的二氧化硫含量將不再是1500-2000mg/m3，有可能增加到3000-5000mg/m3，這將會增加脫硫設備的負貨。

5 結束語

（1）用除塵灰、返礦制作成20-40mm的鋪底料這一工藝，本身就是一大膽創新，完善它并將其應用于燒結工藝中很有現實意義：增加產量、變粉為塊，增強燒 結透氣性、降低成本，這一點領導是認同的，但需要增加新設備投資，然而在可行性操作實驗上，分廠領導不支持，使得計劃只得停留。

（2）用石膏部分代替或全部代替生石灰工藝更是一次革命：因為石膏沒成本、粒度滿足混合料要求、且水分適中。而生石灰的市場價在300元以上。按每月消耗現在665m2燒結機產能需要生石灰84000噸計算，年節約在3億余元以上；從環保角度講，變廢為寶，還能減少生石灰的制造、拉運方面的人、財、物的投資消耗，其社會效益將會更加巨大；石膏替代生石灰在燒結工藝中還可減少給配料環境造成的污染。由于我廠還未能將石膏沫狀變成球狀體、在石灰窯上燒制出石膏灰的現實，加上我廠領導還擔心混合料的溫度有所下降以及用此新工藝不成熟有風險。雖然我堅持解釋到：生石灰理論上能提高料溫10-15℃，實際上能提高10℃左右 ，就按10℃的熱量我們完全可以用增加焦沫配比1-2%來徹底解決料溫問題，再綜合計算成本，燒結礦的成本還可再降50元以上，其效益也是相當可觀的；

（3）考慮到此工藝若能夠被推廣或普及到全社會，這將是一次工業化革命，其意義將不可估量。非常期待看到或得到全社會各行專家教授關于此工藝方面的更工業化的實驗研究結果，更希望同行們對分析研究給予批評指正和提出寶貴意見。

參考文獻

[1]高玲，唐黎華，等.不同氣氛下硫酸鈣高溫分解熱力學分析[A].上海市化學化工學會2010年度學術年會論文集[C].2010.