石灰生产中二氧化硫的生成及抑制措施

       石灰生产全部都是采用原煤作燃料，煤的燃烧产生大量的SO2，而SO2是主要的大气污染物，是造成酸雨的两大元凶之一，我国每年因酸雨造成的损失在百亿元以上，因此，对SO2的治理控制和治理NOx排放一样，都已是刻不容缓。

1 SO2的来源与形态

1.1 SO2的来源
      石灰厂SO2的来源来自燃料。主要是燃料中的有机硫氧化生成。
      燃料中硫化物的含量较高，是窑尾烟气中SO2的主要生成源。燃料中硫的存在形式有硫化物、硫酸盐还有有机硫。燃料在分解炉或者回转窑燃烧，低价态的硫化物，一部分直接氧化成SO3，并形成稳定的硫酸盐；另一部分则氧化成SO2。这部分SO2的绝大多数，能够再次与高温的碱性热生料和O2发生反应生成硫酸盐。剩下的少部分S02会与生料中氧化释放出来的SO2汇合，进入烟囱排放。   燃料中的有机硫包括多种硫化物，有硫酸盐、也有硫铁矿等，但能氧化生成SO2的主要是低价的硫化物和单质硫。

2 SO2的成因与抑制
2 .1 SO2的成因

      燃料中的硫化物，在回转窑的过渡带和烧成带，大部分会与碱结合生成硫酸盐。未被结合的部分，生成SO2气体，被带进预热器。在预热器中，存在大量的活性CaO，同时预热器的温度正是脱硫反应发生的最佳温度，因此，烧成带产生的SO2气体，可能在预热器内被CaO吸收。正常情况下，燃料中的硫很少会影响到硫的排放。但是，下述情况出现时，会导致SO2排放浓度升高：
（1）燃料的燃烧是在还原状态下进行的；
（2）硫碱比明显偏高。

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，如果在回转窑系统中具备适合的条件，可以抑制SO2排放。从生产工艺角度，控制烧成带的CO、SO2含量以及火焰形状，有利于抑制SO2的生成。改变燃材料中的硫含量和调节硫碱比均可以降低SO2排放。SO2的脱除效率与窑内物料硫碱比、燃材料中硫的存在形态有很大关系。同时，
      各企业不同的工艺设计导致不同的运行工况，SO2气体排放浓度会存在较大差异。因此，对石灰厂的脱硫，要有针对性地进行。

石灰生产线抑制SO2排放的措施很多。主要可分为三类：
（1）利用煅烧生产线自身的设备对SO2脱除；
（2）改善回转窑高温生产系统的工艺操作；
（3）采用脱硫装置脱除技术。

3 脱硫措施的实施
3.1 生产设备的脱硫

3.1.3 窑系统
（1）预热器。最适宜的脱硫反应温度，一般控制在800～950℃，温度过高或者过低，都不利于该反应的进行。在预热器内没有新鲜的CaCO3表面产生，而且Ca0的含量较低，预热器顶部的工作温度仅在200～300之间，温度和湿度均较低，几方面因素综合作用的结果，导致预热器的顶部脱硫效率很低。   从热力学和动力学角度，新生成的活性较高的CaO很容易和SO2发生反应。预热器中心底部的工作温度范围都在800～950℃之间，脱硫反应可以很好地进行。

（2）前过渡带。
  脱硫反应在温度高于1050℃后难以进行。在前过渡带中，硫能够被碱或者钙吸收，吸收之后碱的化合物主要会以K2SO4、Na2SO4、3K2SO4•Na2SO4、2CaSO4•K2SO4的形式构成；钙的化合物主要会以CaSO4、2C2S•CaSO4、3CaO•3A12O3•CaSO4(C4A3) 的形式存在。但随着温度升高，与碱的硫酸盐相比，钙的化合物稳定性变差，会产生逆向分解反应。因此，前过渡带不利于石灰脱硫的进行。
（3）烧成带。
  在回转窑烧成带，热化学反应非常复杂。虽然某些因素会阻碍CaSO4分解反应的进行，例如：窑内SO2气体浓度高，较为充足的供氧，以及物料在烧成带停留时间的缩短，都可以在一定程度上起到固硫作用。但是，硫在窑系统的挥发与循环与很多因素有关。当温度超过1250℃后，CaSO4的分解反应还是会剧烈进行。煅烧温度的提高，物料的硫碱比高，都会促使硫的挥发。因此，尽管回转窑系统自身可以起到一定的固硫作用，但效率毕竟不高。还是应该通过控制回转窑和预热器之间的硫循环进一步降低SO2的排放量。

3.2 工艺与操作的调整

3.2.1 中控操作精细化
       回转窑系统的烟气组成和温度控制的合理与否，对SO2的排放影响很大。在回转窑的前过渡带或烧成带CaSO4会分解，分解程度取决于O2过剩量、CO含量和温度。烟气中O2浓度和CO浓度，都会影响CaSO4的分解。窑内的还原气氛会增大SO2的排放浓度。在CO含量为2000ppm的情况下，CaSO4在1000℃就开始分解。由于缺氧会增加烟室及预热器的脱硫难度，从而对预热器脱硫效果产生影响。同时，入窑经过易于脱硫反应进行的温度范围时间的长短，对脱硫效果也有着很大影响。物料在该温度范围内的停留时间，与喂入石灰石的组分、颗粒分布以及窑气中CO含量密切相关。因此，调整优化燃料的燃烧效果，保证充足供氧，控制系统CO含量和温度，根据停留时间的要求改善中控操作，可以控制SO2的循环门。

3.2.2 除尘器的作用
  除尘器中气体和粉料紧密接触并且相对湿度较高，也可以脱除一部分SO2。据文献报道：布袋除尘器的滤袋上面附有一层细粉层，含硫气体通过滤料时，碱性粉尘虽然对烟气中所含SO 2的捕捉能力不是很强，但对部分SO2还是具有一定的吸附作用，能够在一定程度上降低SO2的排放。

3.3 脱硫装置脱SO2
  在通过自身挖潜，SO2未能达标排放的情况下，就要采取脱硫装置脱SO2了。对采用脱硫装置脱SO2的关注。目前被采用的SO2脱除法，已经包括：干反应剂喷注法、热生料喷注法、喷雾干燥脱硫法、湿式脱硫法等方法。