王文涛  王义飞  韩鹏亮

（河北新金钢铁集团有限公司烧结厂）

摘要：石灰行业国家排放标准：颗粒物10mg/m³，二氧化硫50mg/m³，氮氧化物150mg/m³。本研究针对双膛石灰窑在换向过程中废气中二氧化硫超高不能达标排放以及造成环境污染的问题，提出了多种有效的控制方法并在实际生产中投用。通过测算烟气流量、温度、硫含量、粉尘浓度、改造现有设备等技术手段，成功实现了对双膛窑的烟气治理。研究结果表明，多种方法并用有效的减少并控制了烟气中二氧化硫浓度提前实现了环保超低排放，改善工作环境，具有显著的环境效益和经济效益。本研究为双膛石灰窑的环保运行提供了新的解决方案，对推动钢铁冶炼行业的可持续发展具有重要意义。

关键词：双膛石灰窑；烟气治理；超低排放；环境污染：烟气温度

1  引言

双膛石灰窑作为一种先进的石灰煅烧设备，凭借其独特的双膛设计以及并流和蓄热工艺，在低能耗、高质量活性石灰生产中发挥着重要作用。其窑膛功能互换交替的工作模式，确保了连续高效生产与烟气余热的充分利用。然而，在完成煅烧周期进入换向期时，窑炉内剩余的烟气含有氮氧化物和硫化物，这一现象在并流蓄热式窑炉中普遍存在，严重影响了环保数据达标排放。因此，研究治理双膛石灰窑烟气中的有害元素并治理具有重要的现实意义。

2  双膛石灰窑的特点与工作原理

2.1 煅烧特点

双膛石灰窑具有两个同等的窑膛，俩个窑膛内的环形通道通过中间的矩形换向通道连通。其独特的并流和蓄热工艺，是确保低能耗、高质量活性石灰生产的关键。并流使得物料与热气体充分接触，提高煅烧效率；蓄热则实现了热量的回收利用，降低了能源消耗。

2.2 工作原理

双膛石灰窑的窑膛A和窑膛B的煅烧和蓄热功能是互换交替的。初始阶段，窑膛A负责煅烧，产生高质量的活性石灰，窑膛B则进行蓄热。经过一个周期后，窑膛A和窑膛B的功能互换，窑膛B开始煅烧，窑膛A开始蓄热。这种互换交替的工作模式保证了连续的高效生产，充分利用了烟气余热，使双膛石灰窑具有较高的热效率。

3  烟气中有害元素的产生及影响

在完成一个煅烧周期后，系统进入换向期，每个周期需要的时间可以根据生产需要调整，目前公认最好的生产模式是单天100个周期和50个周期俩个模式。在生产过程中窑炉通过炉顶的换向阀（5）把炉内产生的烟气排放。然而，在此过程中，烟气中会伴随大量粉尘以及燃烧后产生的有害元素也一同排出。这些烟气的排放不仅会增加周围空气中的粉尘含量影响工作环境，同时烟气中的硫、氮还对大气造成一定的污染，长期来看，对生态环境产生影响。

4  烟气中二氧化硫治理的技术方案

现有的麦尔兹双膛窑配备有布袋除尘器和SCR脱硝工艺可以有效的解决烟气中的颗粒物和氮氧化物，双膛窑在筹建时考虑到白灰就是一种高效的脱硫剂所以没有配备治理烟气中二氧化硫的设备，但是在实际生产中燃烧后的烟气是含有二氧化硫的并且在越来越严峻的环保形势下烟气脱硫势在必行。

4.1烟气流量的测算：测算正常生产煅烧时和换向期间的烟气流量。

4.2烟气温度的测算：很多脱硫方法和都需要一定的烟气温度为基础。

4.3烟气中二氧化硫浓度的测算:需要知道烟气中的二氧化硫浓度是多少，治理后能达到多少。

4.4烟气流速的测算：脱硫剂在治理烟气中的二氧化硫时需要一定的反应时间。

4.3 除尘过滤器的选用：根据脱硫剂的特性考察是否可以使用原有的布袋除尘器。

5  具体实施方案：

5.1我们第一次使用的是湿法脱硫，喷射氢氧化钠碱液，此种方法有2个弊端，一是安装位置难以选择，安装在布袋除尘器前边会造成除尘灰潮湿，除尘器不能正常放灰继而影响生产。二是安装在除尘器后边造成烟气中水分升高，对后续的SCR产生巨大的影响，缩短了SCR模块的使用寿命，经济损失较大，得不偿失。

5.2第二次使用干法脱硫，脱硫剂选用的小苏打（碳酸氢钠），此种方法需要烟气温度在160-350度之间，麦尔兹双膛窑的热能利用率高废气温度在60-120之间，达不到反应温度，脱硫效率差。且产生的副产品属于固废还需进一步处理。

5.3第三次使用干法脱硫，脱硫剂选用高比表氢氧化钙，此种方法对烟气温度的要求范围广泛40度以上即可，且脱硫效果较为明显。使用简单方便，安装在布袋除尘器前边即可。产生的副产品属于一般产品不用做特殊处理。   当窑膛生产时，产生的烟气通过炉顶除尘管道进入除尘器进行粉尘治理，我们需在炉顶的除尘管道上增加一个喂料口（除尘管道为负压），联通脱硫剂给料仓，通过给料机可控制脱硫剂的给料量实现精准控制，脱硫剂进入除尘管道后会一部分在4秒内和烟气中的二氧化硫反应生成固体硫酸氢钙，落入粉尘之中。一部分会吸附在除尘布袋上继续和烟气中的二氧化硫反应，最后通过脉冲吹扫落入粉尘中。我们可以通过控制脱硫剂的给料量实现对烟气中的二氧化硫浓度的控制，且对下道工序没有影响。

通过实施该方法，可有效解决烟气中二氧化硫的问题，避免环境污染。实际应用表明，该方法能显著减少污染物对的排放量，改善大气环境，同时提高了石灰产品的质量。此外，除尘器收集的粉尘可作为原料回收利用，进一步提高了资源利用率，同时该系统中利用少量的脱硫剂实现了烟气达标排放整体系统中耗能少，可以忽略不计。具有显著的经济效益和环境效益。

5.4燃烧器在使用一段时间后会出现烧损情况，当燃烧器损耗超过50CM以上时会对燃烧状态产生很大的影响，也可以通过更换新的燃烧器以达到脱硫的目的。

5.5保持环形通道和换向通道的干净顺畅无粉尘粘接也可减少烟气中有害元素的含量。

6  结论

本研究提出的双膛石灰窑烟气中二氧化硫的治理方法，通过科学合理的流量测算、合适的除尘设备选用以及有效的烟尘处理措施，能够有效解决双膛石灰窑生产时造成的环境污染问题。该方法具有一定的可行性和实用性，在实际应用中取得了良好的效果。未来，可以进一步对该方法进行优化和改进，提高其在不同工况下的适应性和稳定性。

参考文献

[1]  郭汉杰的《活性石灰生产理论与工艺》，《冶金石灰生产技术手册》.

[2]  李肇全的《工业脱硫脱硝技术（环境工程实用技术读本）》，《烟气脱硫脱硝技术手册（第二版）》，《烟气脱硝及烟气同时脱硫脱硝技术》.