水泥窯生產(chǎn)中會排放廢氣SO2。
我國煤炭資源豐富，但分布不均，其中高硫煤在我國有很大的儲量，煤中含硫量有的高達(dá)7%以上。水泥企業(yè)是用煤大戶，在市場經(jīng)濟(jì)的條件下，為降低水泥生產(chǎn)成本，高硫煤在水泥企業(yè)已有應(yīng)用。在新型干法水泥生產(chǎn)中，由于高硫煤可能導(dǎo)致SO2的惡性循環(huán)，使窯系統(tǒng)結(jié)皮、結(jié)圈、結(jié)蛋以至于堵塞，影響窯的正常生產(chǎn)。按照GB4918-2004《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，自2015年1月1日起，現(xiàn)有水泥窯及窯磨一體機(jī)SO2最高允許排放濃度為100mg/m3。我國水泥企業(yè)眾多，很多水泥企業(yè)每年SO2排污費(fèi)用高達(dá)幾百萬元。污染物排放情況可見一斑，SO2減排任務(wù)非常艱巨。
1、SO2的來源
水泥企業(yè)SO2的來源來自兩個地方：原料和燃料。主要是由原料和燃料中的無機(jī)硫和有機(jī)硫氧化生成。
（1）原料中的硫化物
在水泥生產(chǎn)所需要的原料中，除了以鐵礦石作為校正型原料的情況外，原料中硫化物含量一般較少。大部分硫化物為黃鐵礦和白鐵礦（兩者均為FeS2），還有一些單硫化合物（如FeS）。當(dāng)原料中的部分低價硫化物進(jìn)入預(yù)熱器時，在400℃左右，就開始氧化并釋放SO2。這個反應(yīng)主要發(fā)生在第1、2級旋風(fēng)筒。部分硫化物，比如硫鐵礦，會在500℃~600℃發(fā)生氧化生成SO2氣體，反應(yīng)主要發(fā)生在2級筒。在1、2級筒釋放出來的SO2氣體，一部分被堿性物料吸收，另一部分則直接通過增濕塔或生料立磨，經(jīng)除塵后進(jìn)入窯尾煙囪排放。
（2）燃料中的硫化物
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和原料中的一樣，有硫化物、硫酸鹽還有有機(jī)硫。燃料在分解爐或回轉(zhuǎn)窯燃燒，低價態(tài)的硫化物，一部分直接氧化成SO3，并形成穩(wěn)定的硫酸鹽；另一部分則氧化成SO2。這部分SO2的絕大多數(shù)，能夠再次與高溫的堿性熱生料和O2發(fā)生反應(yīng)生成硫酸鹽。剩下的少部分SO2會與生料中氧化釋放出來的SO2匯合，進(jìn)入煙囪排放。
2、SO2的抑制
原料及燃料中的無機(jī)硫和有機(jī)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(zhì)硫。如果再回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)中具備適合的條件，可以抑制SO2排放。從生產(chǎn)工藝角度，控制燒成帶的CO、CO2含量及火焰形狀，有利于抑制SO2的生成。改表原料材料中的硫含量和調(diào)節(jié)硫堿比均可以降低SO2排放。SO2的脫硫效率與窯內(nèi)物料硫堿比、原料材料中硫的存在形態(tài)有很大關(guān)系。同時，如果生料粉磨采用預(yù)熱器廢氣作烘干熱源，會進(jìn)一步降低SO2排放。脫除效率可達(dá)50%~70%。
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