技術丨電石渣作為脫硫劑在熟料生產線的應用
北極星大氣網訊:摘要：隨著國家對窯尾煙氣中的SO2排放要求越來越嚴格，利用電石渣的強堿性在熟料生產過程中進行脫硫，既減少了窯尾煙氣中的SO2排放，又解決了電石渣的環境污染問題，起到了“以污治污”的雙重效應。
隨著國家近年來對大氣污染越來越重視，水泥企業污染物（NOx、粉塵、SO2）的排放標準也越來越嚴格。其中GB 4 915—2013《水泥工業大氣污染物排放標準》規定，水泥窯尾系統SO2排放標準≤200 mg/m3，重點地區企業執行特別排放限值標準≤100 mg/m3。有的地方政府在取暖季錯峰生產期間，規定更為嚴格的污染物排放標準即超低排放標準（例如煙塵≤10 mg/m3，SO2≤50 mg/m3，NOx≤100 mg/m3）。規定達到超低排放標準的企業，可以豁免錯峰生產期間或部分天數的停產時間。水泥窯尾煙氣SO2的排放濃度直接關系到企業的經營及經濟效益。
1 電石渣及其在煤電行業的脫硫應用
電石渣，是工業生產乙炔、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯醇等過程中電石（CaC2）水解形成的以Ca（OH）2為主要成分還含有少量的SiO2、Al2O3、Fe2O3等氧化物及少量的有機物的工業廢渣，其CaO含量在60%以上，具有堿性強、難以處置的特點。我國每年有數千萬噸的電石渣排放，若直接排放，不僅占用土地，而且污染水資源、風干后造成粉塵和大氣污染。
煤電行業脫硫劑：石灰（主要成分CaO）、消石灰（主要成分Ca（OH）2）、石灰石粉（主要成分CaCO3）都是利用酸堿中和原理除去煙塵氣體中的SO2。同樣電石渣在水泥窯生產過程中也應該能起到脫硫的作用：即電石渣主要成分Ca（OH）2加熱后分解Ca（OH）2=CaO+H2O，CaO與SO2或SO3反應產生CaSO3或CaSO4。
2 利用電石渣配料驗證在熟料生產線的脫硫效果試驗
熟料煅燒過程中產生的SO2 主要來自兩部分，即原料及燃煤。硫主要以有機硫化物、硫化物（簡單硫化物或者復硫化物，如硫鐵礦，主要成分FeS2）或硫酸鹽的形式存在[1]。借鑒電石渣在煤電行業的脫硫應用，結合熟料生產的實際情況，我公司提出“電石渣替代部分石灰石進行配料能否降低窯尾煙氣SO2濃度”的設想并進行了試驗。
2.1 原、燃料化學分析
原、燃料的化學分析見表1，煤粉工業分析見表2。
2.2 利用電石渣配料進行脫硫試驗過程
我公司外購電石渣水分33.1%，單獨入料困難，采用電石渣和硫酸渣1∶3、1∶2、1∶1（質量比）三種方案分別搭配入料進行試驗。生產過程中既要滿足窯尾煙氣中SO2的超低排放要求又要兼顧生產成本，根據試驗結果從三種方案中選取一種兩者兼顧的方案在日常生產進行配料，即以電石渣和硫酸渣1∶2（脫硫和成本兩者兼顧）方案為例分析（其他兩種試驗過程及數據不再贅述）。電石渣搭配前后生料各物料配比對比情況見表3。
2.3 電石渣配料前后窯尾煙氣中SO2排放濃度的對比
我公司配備2臺ATOX50型生料磨，窯尾煙氣中SO2檢測點選取在窯尾廢氣排風口，由第三方檢測機構對電石渣配料前后生料磨開一停一及生料磨全開兩種狀態分別測量3次。測量結果見表4。
從表4可以看出，在生料中摻入1.5%左右的電石渣后，生料磨開一停一的狀況下，窯尾煙氣中SO2較摻電石渣前平均降低118.0 mg/m3，摻電石渣后三次測量濃度平均為26.4 mg/m3；兩臺生料磨全開的狀況下，窯尾煙氣中SO2較摻電石渣前平均降低56.8 mg/m3，摻電石渣后三次測量濃度平均為8.2 mg/m3。
3 生產應用
依據上述試驗結果，采用在生料中摻入1.5%左右的電石渣進行配料生產，通過第三方在線檢測數據：兩臺生料磨全開時窯尾煙氣中SO2濃度在10 mg/m3以下；停一臺生料磨時窯尾煙氣中SO2濃度在20~30 mg/m3之間。與試驗階段檢測數據基本一致。電石渣作為脫硫劑在水泥熟料生產過程中成功應用后，天瑞水泥集團的其他幾個分公司也通過到我公司學習后，都陸續開始使用電石渣配料降低窯尾煙氣中SO2濃度，并取得良好的效果。
4 使用過程易出現的問題及采取的措施
（1）電石渣細度細、水分高、黏度大，易堵塞下料口、易結庫壁。
措施：嚴格控制進廠電石渣水分，條件具備者可先存放一段時間后再使用；控制電石渣水分的同時，也嚴格控制和電石渣搭配入庫物料的水分；庫壁可貼樹脂板，增加庫壁的光滑度；定期及時清庫。
（2）由于電石渣主要成分Ca（OH）2在空氣中可與CO2反應生成CaCO3，搭配后的混合物料若長時間不用易板結，造成取料或下料困難。
措施：停產時間較長時盡量控制均化堆棚內搭配后混合物料的量，配料庫內盡可能不存。電石渣單獨在原料棚存放，僅是表面一薄層板結，不影響使用。
5 結論
（1）在生料配料過程中摻入一定量的電石渣可以降低窯尾煙氣中SO2的濃度。
（2）利用電石渣配料既降低了窯尾煙氣中SO2的濃度，又解決了電石渣占用土地和污染環境的難題。