1 原燃材料的成分

  新型干法水泥熟料煅燒需要的原燃材料石灰質（石灰石）、硅質（砂巖、煤矸石）、鐵質（鉛鋅渣）原料及原煤中都含有或多或少的硫成分，煅燒過程中產生的SO2是大氣主要污染物因素之一。所以，在熟料煅燒過程中，控制SO2排放量是一項重要工作。 登封市嵩基水泥有限公司原燃材料的化學分析見表1和表2。

  表1 原料的化學成分    %

  表2 煤矸石和原煤（無煙煤與煙煤比例為1∶1）的工業分析

  2 煅燒操作過程中風、煤、料、窯速和溫度的匹配

  1）窯頭和分解爐用煤量取決于生料喂料量，系統風量取決于用煤量，窯速與喂料量同步，更取決于窯內物料的煅燒狀況。所以，風、煤、料和窯速既相互關聯，又相互制約。對于一定的喂料量，頭、尾煤少了，物料預燒不好，燒成帶溫度提不起來，容易跑生料；煤多了，系統溫度太高，物料易被過燒，窯內容易產生結圈、結蛋，預熱器系統容易形成結皮和堵塞，煤粉不完全燃燒產生SO2；風少了，煤粉燃燒不完全，系統溫度低，在這種情況下再多加煤，溫度還是提不起來，CO含量增加，產生大量的SO2。在風、煤、料一定的情況下，窯速太快生料黑影就逼近窯頭，易跑生料；窯速太慢，則窯內料層厚，生料預燒不好，窯內通風不好，容易產生短火急燒形成黃心熟料，熟料f-CaO含量高。為此，風、煤、料和窯速的合理匹配是穩定燒成系統熱工制度、提高窯的快轉率和系統的運轉率以及窯產量高、熟料質量好、煤耗低的關鍵所在。

  2）系統塌料引起的SO2超標。預熱器系統塌料，系統風斷路，造成煤在缺氧的情況下，燃燒慢或者不燃燒，SO2瞬間濃度高達1 000mg/Nm3，這時需要快速將喂料量減到80%，拉風量不減，篦冷機（第三代）1、2段各推快1~2次/min，讓煤粉盡快充分燃燒，SO2會在10min內降至100mg/Nm3左右。需要注意在SO2降低的同時，NOx會提高，需提前增加氨水噴入量，避免NOx超標。

  3）原煤發熱量比日常低或為提高溫度而多加煤（分解爐加煤溫度也不升高），原煤發熱量比日常偏低時，因為拉風量、喂料量正常的情況下，煤粉燃燒不好，會出現分解爐喂煤越多，出口溫度越低的現象，這時減煤分解爐出口溫度反而會升高，就說明分解爐煤加多了，相對SO2會升高，NOx會偏低。遇到這種情況就需要減產煅燒，減產不減風，相對拉風偏大，SO2排放量會逐漸降低。

  4）煤秤下煤不穩，會出現煤粉燃燒一股一股的現象，拉風量和喂料量是穩定的，煤粉的燃燒同樣會出現有時偏多的現象，SO2高低波動，甚至出現超標的現象。

  5）分解爐出口溫度控制偏低（860℃以下），煤粉因燃燒不完全，同樣會出現SO2翻倍偏高的現象。這時也需要降低喂料量至80%，待分解爐出口溫度升至880℃以上，穩定煤粉燃燒所需的溫度后方可恢復投料量。所以，要把分解爐出口溫度控制在880~890℃，特別是煤質波動時要穩定分解爐出口溫度，一般煅燒過程中SO2波動都是煤粉沒有燃燒完全所致。

  3 硫堿比失調的影響

  水泥熟料硫堿比的正常范圍在0.8~0.9，如果硫堿比小于1，則堿含量高，揮發性化合物在回轉窯和預熱器之間會不斷地循環富集，影響窯的煅燒，降低熟料質量；如果硫堿比大于1，則硫含量較高，過多的氯離子和硫酸根離子會與鈣反應生成氯化鈣和硫酸鈣等物質，使熟料的鈣含量減少，不但降低熟料硅酸鹽礦物成分，降低熟料強度，還會增加SO2的排放量，SO2會提高10~20mg/Nm3。

  4 工藝布置的影響

  1）煤磨在窯尾布置的，要在高溫風機出口取熱風，一般要取高溫風機出口風量的10%，也就是說煤粉制備可以吸收10%的SO2排放量，所以， 登封市嵩基水泥有限公司煤磨運行比避峰停機期間SO2降低30~40mg/Nm3。

  2）生料磨（中卸球磨、立磨和輥壓機）。立磨一般需要噴水10~15t/h來穩定磨盤上的料層，可以減少SO2排放量，在控制SO2排放方面，立磨比中卸球磨和輥壓機終粉磨占優勢。 登封市嵩基水泥有限公司生料輥壓機終粉磨沒有這個優勢，就在高溫風機出口管道用霧化噴槍噴水2~4t/h，SO2同樣可以降低30~40mg/Nm3。

  3）窯尾系統的控制。高溫風機出口廢氣盡量全部通過生料磨，廢氣中的SO2通過生料中的CaO進行脫硫，但是高溫風機出口廢氣都通過生料磨，應考慮是否會影響窯系統的通風。 登封市嵩基水泥有限公司就存在這樣的問題，通過增濕塔或旁路放一部分風（閥門開15%），高溫風機頻率（39Hz→38 Hz）和電流（130A→120A）下降，系統負壓減小，C1溫度上升，SO2降低，這就說明系統拉風通暢，煤粉燃燒完全，窯況良好，NOx在可控的情況下會偏高。廢氣通過生料磨和旁路放風是需要平衡的，通過適當的調節旁路放風閥門開度（15%左右）可以減少SO2的排放量。

  4）分解爐煤粉的燃燒。分解爐煤粉燃燒也是控制SO2排放量的關鍵，前面提到煤粉是否完全燃燒，直接影響SO2排放量。 登封市嵩基水泥有限公司分解爐喂煤是直管式，考慮到煤粉成股入分解爐內，短時間內不易散開，把原來直管式喂煤改成了旋流式喂煤；原來的4根煤管改為6根煤管，煤粉分散多點入分解爐，有利于煤粉燃燒和燃盡。

  5 其他脫硫措施

   登封市嵩基水泥有限公司除通過采取工藝操作措施以外，還采用以下脫硫措施。

  1）高溫風機出口處增設噴槍9根（多點噴入避免濕底），用工業小蘇打溶液2t/h，0.08%的濃度，即可降低SO2排放量50mg/Nm3左右。

  2）窯尾回灰直接入窯。窯尾回灰中的CaO一般為45%左右，比生料中的CaO高3%，更有利于脫硫，約35t/h熱回灰直接入窯，還可以降低入庫再入窯的循環電耗，通過實踐，窯尾回灰直接入窯也可以降低SO₂ 排放量30mg/Nm³左右。

  3）啟用增濕塔噴水設施。當生料輥壓機避峰或故障停機時，要立即啟用增濕塔噴水設施，廢氣全部通過增濕塔。實踐證明50m³/h的噴水量可以降低SO₂排放量100mg/m³左右。生料輥壓機正常生產期間，若SO2排放偏高，可以將入生料輥壓機冷風閥開至98%，確保生料輥壓機供風量，增濕塔閥門開至30%，開啟增濕塔噴水（20m³/h），SO2排放量能降低 80mg/Nm³左右。

  6 結束語

   登封市嵩基水泥有限公司在現有原燃材料的基礎上，通過改善工藝操作和增設脫硫設施等方式，將生產中SO₂的排放量穩定在100mg/m³左右，滿足了排放要求（≤200mg/m³）。