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。本研究針對雙膛石灰窯在換向過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)境污染的問題，提出了多種有效的控制方法并在實際生產(chǎn)中投用。通過測算煙氣流量、溫度、硫含量、粉塵濃度、改造現(xiàn)有設(shè)備等技術(shù)手段，成功實現(xiàn)了對雙膛窯的煙氣治理。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)保運行提供了新的解決方案，對推動鋼鐵冶煉行業(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，憑借其獨特的雙膛設(shè)計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，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)實意義。

2  雙膛石灰窯的特點與工作原理

2.1 煅燒特點

雙膛石灰窯具有兩個同等的窯膛，倆個窯膛內(nèi)的環(huán)形通道通過中間的矩形換向通道連通。其獨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)過一個周期后，窯膛A和窯膛B的功能互換，窯膛B開始煅燒，窯膛A開始蓄熱。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

在完成一個煅燒周期后，系統(tǒng)進(jìn)入換向期，每個周期需要的時間可以根據(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個周期和50個周期倆個模式。在生產(chǎn)過程中窯爐通過爐頂?shù)膿Q向閥（5）把爐內(nèi)產(chǎn)生的煙氣排放。然而，在此過程中，煙氣中會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增加周圍空氣中的粉塵含量影響工作環(huán)境，同時煙氣中的硫、氮還對大氣造成一定的污染，長期來看，對生態(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，雙膛窯在籌建時考慮到白灰就是一種高效的脫硫劑所以沒有配備治理煙氣中二氧化硫的設(shè)備，但是在實際生產(chǎn)中燃燒后的煙氣是含有二氧化硫的并且在越來越嚴(yán)峻的環(huán)保形勢下煙氣脫硫勢在必行。

4.1煙氣流量的測算：測算正常生產(chǎn)煅燒時和換向期間的煙氣流量。

4.2煙氣溫度的測算：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煙氣流速的測算：脫硫劑在治理煙氣中的二氧化硫時需要一定的反應(yīng)時間。

4.3 除塵過濾器的選用：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個弊端，一是安裝位置難以選擇，安裝在布袋除塵器前邊會造成除塵灰潮濕，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，產(chǎn)生的煙氣通過爐頂除塵管道進(jìn)入除塵器進(jìn)行粉塵治理，我們需在爐頂?shù)某龎m管道上增加一個喂料口（除塵管道為負(fù)壓），聯(lián)通脫硫劑給料倉，通過給料機可控制脫硫劑的給料量實現(xiàn)精準(zhǔn)控制，脫硫劑進(jìn)入除塵管道后會一部分在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)，最后通過脈沖吹掃落入粉塵中。我們可以通過控制脫硫劑的給料量實現(xiàn)對煙氣中的二氧化硫濃度的控制，且對下道工序沒有影響。

通過實施該方法，可有效解決煙氣中二氧化硫的問題，避免環(huán)境污染。實際應(yīng)用表明，該方法能顯著減少污染物對的排放量，改善大氣環(huán)境，同時提高了石灰產(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，同時該系統(tǒng)中利用少量的脫硫劑實現(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。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間后會出現(xiàn)燒損情況，當(dāng)燃燒器損耗超過50CM以上時會對燃燒狀態(tài)產(chǎn)生很大的影響，也可以通過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，通過科學(xué)合理的流量測算、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)時造成的環(huán)境污染問題。該方法具有一定的可行性和實用性，在實際應(yīng)用中取得了良好的效果。未來，可以進(jìn)一步對該方法進(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》.

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