?? 2.1 生料磨和除塵器
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????? 生料磨中石灰石(CaC03)持續(xù)產(chǎn)生新鮮表面,同時粉料有較長的停留時間;另外立磨中氣體溫度通常已經(jīng)降到200℃以下,因此相對濕度較高。盡管較低溫度會降低脫硫反應(yīng)速率,但考慮到參與反應(yīng)的物料擁有巨大的反應(yīng)面積、較長的停留時間,同時水蒸氣也會促進(jìn)脫硫反應(yīng)進(jìn)行,立磨中硫的脫除率還是很可觀的。Goldmann的研究表明,采用立磨可以脫除大約50%的S02,其脫硫產(chǎn)物是Ca(HS03) 2,入窯后會被氧化生成H2S02和CaS02。Rose對比了生料磨開和停情況下的S02排放濃度,數(shù)據(jù)表明生料磨可以脫除超過61%的S02。上面這些結(jié)論主要針對立磨,當(dāng)采用球磨機的時候,脫硫效率降低,主要受到球磨機中含硫氣體和生料的接觸程度的影響。除塵器中氣體和粉料緊密接觸以及相對濕度較高,也可以脫除一小部分硫。有文獻(xiàn)報道袋除塵器的脫硫效果要稍好于電除塵器,但是沒有給出原因。
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?? 2.3??預(yù)熱器???????????
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??????和生料磨相比沒有新鮮的CaCO3表面產(chǎn)生,Ca0和Ca(OH)2含量較低,濕度和溫度較低,這幾方面綜合作用的結(jié)果是,預(yù)熱器的上面幾級旋風(fēng)筒(300-600℃)的脫硫效率很低。
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?? 2.4? 分解爐
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???? 分解爐是干法脫硫發(fā)生的理想場所。從熱力學(xué)和動力學(xué)角度來講,新生成的活性較高的Ca0很容易和S02發(fā)生反應(yīng)。分解爐和下面幾級旋風(fēng)筒溫度范圍在800—950℃,脫硫反應(yīng)可以很好地進(jìn)行。溫度過高或者過低,都不利于該反應(yīng)的進(jìn)行。另外,煙氣中過剩02濃度、C0濃度都會影響CaS04的分解,從而對分解爐脫硫效果產(chǎn)生影響。缺氧會增加分解爐和上級預(yù)熱器脫硫的難度。盡管還原氣氛對干法窯S02排放的影響程度遠(yuǎn)沒有濕法窯或者半濕法窯那么明顯,硫酸鹽沉積導(dǎo)致干法窯窯尾上升管道和旋風(fēng)筒的結(jié)皮帶來的操作問題更值得關(guān)注;但是通過對窯尾02、CO濃度以及C4下料SO3含量之間的相互關(guān)系研究,Lowes發(fā)現(xiàn)在硫堿比為1的情況下,將窯尾煙氣02含量從2%降低到1.0%~1.5%,會使S02排放增加50-800ppm。
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???? 再者,熱生料在下面兩級旋風(fēng)筒和連接風(fēng)管中的分布也會影響到脫硫效率。Schmidt曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)由于上述原因,一條帶多筒冷卻機的預(yù)熱器窯S02排放值特別高。當(dāng)物料分布情況改善后,S02排放量大大降低。最后,生料經(jīng)過特定溫度范圍(易于脫硫反應(yīng)進(jìn)行的溫度范圍)的時間長短對分解爐脫硫效果有著重要的影響。該溫度范圍與喂入生料的組分、顆粒分布以及窯氣中C02含量相關(guān)。
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??? 2.5? 窯前過渡帶
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???? 脫硫反應(yīng)在溫度高于1050℃后難以進(jìn)行,因此前過渡帶不再有利于石灰脫硫的進(jìn)行。前過渡帶中硫被堿或者鈣吸收后以K2S04、3K2S04·Na2S04、Na2S04、2CaS04·K2S04形式存在。隨著溫度增加,與堿的硫酸鹽相比,CaS042、C2S·CaS04、3Ca0·3A1203·CaS04(C4A3)穩(wěn)定性變差。在前過渡帶或燒成帶CaS04會分解,分解程度取決于過剩O2含量、溫度以及C0含量。在C0含量為2000ppm的情況下,CaS04在1000℃就開始分解。