石灰生產中二氧化硫的生成及抑制措施

       石灰生產全部都是采用原煤作燃料，煤的燃燒產生大量的SO2，而SO2是主要的大氣污染物，是造成酸雨的兩大元兇之一，我國每年因酸雨造成的損失在百億元以上，因此，對SO2的治理控制和治理NOx排放一樣，都已是刻不容緩。

1 SO2的來源與形態

1.1 SO2的來源
      石灰廠SO2的來源來自燃料。主要是燃料中的有機硫氧化生成。
      燃料中硫化物的含量較高，是窯尾煙氣中SO2的主要生成源。燃料中硫的存在形式有硫化物、硫酸鹽還有有機硫。燃料在分解爐或者回轉窯燃燒，低價態的硫化物，一部分直接氧化成SO3，并形成穩定的硫酸鹽；另一部分則氧化成SO2。這部分SO2的絕大多數，能夠再次與高溫的堿性熱生料和O2發生反應生成硫酸鹽。剩下的少部分S02會與生料中氧化釋放出來的SO2匯合，進入煙囪排放。   燃料中的有機硫包括多種硫化物，有硫酸鹽、也有硫鐵礦等，但能氧化生成SO2的主要是低價的硫化物和單質硫。

2 SO2的成因與抑制
2 .1 SO2的成因

      燃料中的硫化物，在回轉窯的過渡帶和燒成帶，大部分會與堿結合生成硫酸鹽。未被結合的部分，生成SO2氣體，被帶進預熱器。在預熱器中，存在大量的活性CaO，同時預熱器的溫度正是脫硫反應發生的最佳溫度，因此，燒成帶產生的SO2氣體，可能在預熱器內被CaO吸收。正常情況下，燃料中的硫很少會影響到硫的排放。但是，下述情況出現時，會導致SO2排放濃度升高：
（1）燃料的燃燒是在還原狀態下進行的；
（2）硫堿比明顯偏高。

2.2 抑制排放的策略
2.2 抑制排放的策略
      SO2成因的分析可知，如果在回轉窯系統中具備適合的條件，可以抑制SO2排放。從生產工藝角度，控制燒成帶的CO、SO2含量以及火焰形狀，有利于抑制SO2的生成。改變燃材料中的硫含量和調節硫堿比均可以降低SO2排放。SO2的脫除效率與窯內物料硫堿比、燃材料中硫的存在形態有很大關系。同時，
      各企業不同的工藝設計導致不同的運行工況，SO2氣體排放濃度會存在較大差異。因此，對石灰廠的脫硫，要有針對性地進行。

石灰生產線抑制SO2排放的措施很多。主要可分為三類：
（1）利用煅燒生產線自身的設備對SO2脫除；
（2）改善回轉窯高溫生產系統的工藝操作；
（3）采用脫硫裝置脫除技術。

3 脫硫措施的實施
3.1 生產設備的脫硫

3.1.3 窯系統
（1）預熱器。最適宜的脫硫反應溫度，一般控制在800～950℃，溫度過高或者過低，都不利于該反應的進行。在預熱器內沒有新鮮的CaCO3表面產生，而且Ca0的含量較低，預熱器頂部的工作溫度僅在200～300之間，溫度和濕度均較低，幾方面因素綜合作用的結果，導致預熱器的頂部脫硫效率很低。   從熱力學和動力學角度，新生成的活性較高的CaO很容易和SO2發生反應。預熱器中心底部的工作溫度范圍都在800～950℃之間，脫硫反應可以很好地進行。

（2）前過渡帶。
  脫硫反應在溫度高于1050℃后難以進行。在前過渡帶中，硫能夠被堿或者鈣吸收，吸收之后堿的化合物主要會以K2SO4、Na2SO4、3K2SO4?Na2SO4、2CaSO4?K2SO4的形式構成；鈣的化合物主要會以CaSO4、2C2S?CaSO4、3CaO?3A12O3?CaSO4(C4A3) 的形式存在。但隨著溫度升高，與堿的硫酸鹽相比，鈣的化合物穩定性變差，會產生逆向分解反應。因此，前過渡帶不利于石灰脫硫的進行。
（3）燒成帶。
  在回轉窯燒成帶，熱化學反應非常復雜。雖然某些因素會阻礙CaSO4分解反應的進行，例如：窯內SO2氣體濃度高，較為充足的供氧，以及物料在燒成帶停留時間的縮短，都可以在一定程度上起到固硫作用。但是，硫在窯系統的揮發與循環與很多因素有關。當溫度超過1250℃后，CaSO4的分解反應還是會劇烈進行。煅燒溫度的提高，物料的硫堿比高，都會促使硫的揮發。因此，盡管回轉窯系統自身可以起到一定的固硫作用，但效率畢竟不高。還是應該通過控制回轉窯和預熱器之間的硫循環進一步降低SO2的排放量。

3.2 工藝與操作的調整

3.2.1 中控操作精細化
       回轉窯系統的煙氣組成和溫度控制的合理與否，對SO2的排放影響很大。在回轉窯的前過渡帶或燒成帶CaSO4會分解，分解程度取決于O2過剩量、CO含量和溫度。煙氣中O2濃度和CO濃度，都會影響CaSO4的分解。窯內的還原氣氛會增大SO2的排放濃度。在CO含量為2000ppm的情況下，CaSO4在1000℃就開始分解。由于缺氧會增加煙室及預熱器的脫硫難度，從而對預熱器脫硫效果產生影響。同時，入窯經過易于脫硫反應進行的溫度范圍時間的長短，對脫硫效果也有著很大影響。物料在該溫度范圍內的停留時間，與喂入石灰石的組分、顆粒分布以及窯氣中CO含量密切相關。因此，調整優化燃料的燃燒效果，保證充足供氧，控制系統CO含量和溫度，根據停留時間的要求改善中控操作，可以控制SO2的循環門。

3.2.2 除塵器的作用
  除塵器中氣體和粉料緊密接觸并且相對濕度較高，也可以脫除一部分SO2。據文獻報道：布袋除塵器的濾袋上面附有一層細粉層，含硫氣體通過濾料時，堿性粉塵雖然對煙氣中所含SO 2的捕捉能力不是很強，但對部分SO2還是具有一定的吸附作用，能夠在一定程度上降低SO2的排放。

3.3 脫硫裝置脫SO2
  在通過自身挖潛，SO2未能達標排放的情況下，就要采取脫硫裝置脫SO2了。對采用脫硫裝置脫SO2的關注。目前被采用的SO2脫除法，已經包括：干反應劑噴注法、熱生料噴注法、噴霧干燥脫硫法、濕式脫硫法等方法。