李慧春

(河北龍鳳山爐料有限責任公司，河北 懷來 075400)

脫硫用石灰石粉的制取系統(tǒng)設計

李慧春

(河北龍鳳山爐料有限責任公司，河北 懷來 075400)

介紹了石灰石作為脫硫劑的性能，通過兩種石灰石粉磨工藝的比較，得出經濟可行的脫硫用石灰石粉加工工藝。

脫硫；磨粉系統(tǒng)；石灰石

河北鋼鐵集團宣鋼公司煉鐵廠燒區(qū)現有一臺200m2燒結機，二期待建一臺200m2燒結機，每臺燒結機有兩條煙道，兩臺共4個煙道，每臺燒結機每條煙道配有一套除塵裝置和一臺引風機，煙氣經過上述裝置后進入煙囪排放。由于現有的200m2燒結機及二期待建的200m2燒結機機頭均未設計脫硫設施，為響應國家節(jié)能減排政策，公司準備對兩臺200m2燒結機煙氣進行脫硫處理。脫硫劑選用石灰石粉。

1 石灰石粉的性能及對脫硫的影響

石灰?guī)r是地殼中分布較廣的礦產， 主要成分是CaCO3。石灰?guī)r具有良好的加工性、磨光性和很好的膠結性能，不溶于水，易溶于酸，能與各種強酸發(fā)生反應并形成相應的鈣鹽，同時放出CO2。脫硫對石灰石粉的成分、細度、反應活性等指標提出相應要求。

1.1 石灰石濕法脫硫過程的主要反應

石灰石濕法脫硫過程是典型的氣體化學吸收過程，在洗滌煙氣的過程中發(fā)生復雜的化學反應。從煙氣中脫除SO2的過程是在氣、液、固三相中進行，發(fā)生氣—液反應和液—固反應。

(1)氣相SO2被液相吸收的反應：

(2)CaCO3的化學反應：

(3)氧化反應：

(4)結晶析出：

濕法脫硫工藝的最后一步是脫硫固體副產物的沉淀析出。在通常運行的pH值環(huán)境下，CaSO3和CaSO4在水中的溶解度都較低，當中和反應產生的Ca2+、以及氧化反應產生的達到一定濃度后，這三種離子組成的難溶性化合物就會從溶液中沉淀析出。沉淀產物主要是二水硫酸鈣(石膏)或者是半水亞硫酸鈣，在氧化反應充分的情況下，生成CaSO4·2H2O(s)，即優(yōu)質的商品石膏。

1.2 石灰石粉品質對濕法煙氣脫硫性能的影響

從濕法脫硫過程主要反應式可以看出，要吸收和中和煙氣中的SO2，關鍵是Ca2+的形成，這和石灰石粉的成分(主要是CaCO3含量)、細度、反應活性等有密切關系，石灰石粉的品質對濕法煙氣脫硫的性能有直接的影響。

(1)石灰石成分對濕法煙氣脫硫性能的影響。

通常，石灰石中碳酸鈣的重量百分含量應高于85%，含量太低時會由于雜質較多而給運行帶來一些問題，造成吸收劑耗量和運輸費用增加，石膏純度下降。我國的石灰石資源豐富，大多數采用的石灰石CaCO3含量超過90%。

(2)石灰石粉粒徑(細度)對脫硫系統(tǒng)性能的影響。

表示顆粒物細度的參數是粒徑或粒徑分布(Particle Site Distribution，PSD)。目前脫硫吸收劑細度多用PSD表示，即用某一篩號的篩網篩分石灰石粉，用篩下質量百分數來表示石灰石粉的細度。

石灰石粉的PSD是一個重要的設計和運行參數，石灰石粉的PSD決定了石灰石粉的比表面積，影響著反應塔pH值和石灰石的利用率，這些變量會在較大程度上影響脫硫效率。磨細石灰石粉可以提高單位質量石灰石粉的表面積。

(3)石灰石粉(吸收劑)的反應活性對脫硫系統(tǒng)性能的影響。

吸收劑的活性會影響其化學反應速度，是表示一種在酸性環(huán)境中的轉化特性。吸收劑的活性包含吸收劑種類、物化特性和與其反應的酸性環(huán)境。吸收劑的物化特性包括：純度、晶體結構、雜質含量、粒徑分布以及包括內表面(即孔隙率)在內的單位質量總表面積和堆積密度?；钚暂^高的石灰石粉在保持相同石灰石利用率的情況下，可以達到較高的SO2脫除效率。

2 石灰石的磨粉工藝

石灰石制粉系統(tǒng)的功能是把石灰石原料通過磨粉、選粉、收塵等一系列工藝過程，生產出合格的吸收劑石灰石粉。石灰石有關參數如下：粒度≤10mm，含水率≯1%，CaCO3≥90%，石灰石成品粉細度200目95%或325目90%通過。結合目前情況共有兩種工藝。

2.1 采用球磨機、高效組合式選粉機和袋收塵器

選用先進的粉磨系統(tǒng)及高效選粉裝置，具有能耗低、選粉效率高、顆粒級配均勻細小、對被制粉物料的易(可)磨性特性變化的適用強的優(yōu)點。采用了圈流超細粉磨系統(tǒng)及高效動態(tài)組合式選粉機，從而可以保證產品的細度和產量。

(1)微介質超細粉管式球磨機工作原理。

物料由進料裝置中的進料溜子經中空軸內的螺旋筒喂入粗粉倉。在粗粉倉內，物料在平均直徑較大的研磨體(鋼球)的沖擊研磨作用下而被粉碎，被粉碎到一定粒度的物料，通過隔倉板的粗篩板之間的縫隙，進入組合式隔倉板，而粗粉倉的研磨體則被隔倉板的粗篩板擋住，物料在組合式隔倉板內被篩板進一步篩析，而粗粉被篩出，并返回粗粉倉，而小于篩縫尺寸的細料，通過篩板進入細粉倉。物料在細粉倉內被小規(guī)格研磨體和微型研磨體進一步研磨，達到細度要求的細粉通過出料篦板和出料中空軸進入出料裝置并被排出，出磨物料經高效組合式選粉機后分成粗粉和產品兩部分。磨機出料口前設置有小規(guī)格研磨體和微型研磨體回收管，因此使出料篦板能有效地防止微型研磨體流出磨外，而磨細了的殘余研磨體將由出料裝置內的回轉篩筒篩出。

(2)高效動態(tài)組合式選粉機工作原理。

含塵氣體直接從選粉機上殼體處引入。氣體沿進料口進入，落到撒料盤上，在撒料盤旋轉所產生的離心力的作用下，進入上殼體。此時由于上殼體內存在一定的負壓，進而顆粒隨氣體被導向葉片導入渦流分選區(qū)。進入渦流分選區(qū)的顆粒，由于受渦輪葉片的高速旋轉產生的旋轉氣流的帶動，獲得一定的圓周速度，即具有離心力。與此同時，顆粒也受到氣體拽力的作用。當顆粒的離心力小于氣體拽力時，顆粒被氣流帶入渦輪葉片內的內渦流區(qū)。進入內渦流區(qū)的顆粒隨氣流旋轉上升進入四個旋風筒，進入旋風筒的顆粒即為成品。當顆粒的離心力大于氣體的拽力時，顆粒被重新帶到分散區(qū)，并由于重力的作用往下落至粗顆粒收集錐體。粗顆粒從內錐體下部的出料口排出選粉機，經鎖氣閥、刮板輸送機返回球磨機進口。

2.2 采用高壓梯形磨機

160型超壓梯形磨粉機整機結構是由主機、選粉機、管道裝置、離心引風機、除塵器、儲料斗、電磁振動給料機、電控柜等組成。

(1)磨粉機功能。

石灰石由提升機將物料送至儲料斗，經振動給料機將物料均勻定量連續(xù)地送入主機磨室內進行研磨，粉磨后的粉子被風機氣流帶走，經選粉機進行分級，符合細度的粉子隨氣流經管道進入大旋風收集器內，進行分離收集，再經出粉管排出即為成品粉子。氣流再由大旋風收集器上端回風管吸入引風機。本機整個氣流系統(tǒng)是密閉循環(huán)的，并且是在負壓狀態(tài)下循環(huán)流動的。

主機工作過程是電動機通過減速機帶動中心軸轉動，軸的上端連接著磨輥吊架，磨輥裝置通過橫擔軸吊裝在磨輥吊架上并形成擺動支點，其不僅圍繞中心軸回轉，同時在離心力的作用下磨輥沿著磨環(huán)內圓滾動，磨輥本身因摩擦作用而自轉。磨輥吊架下端裝有鏟刀架，鏟刀架的下法蘭上裝有傾斜的鏟刀，鏟刀的前端接近磨腔地盤，后端位于磨輥與磨環(huán)形成的楔形間隙內，鏟刀與磨輥同轉過程中把物料鏟拋喂入梯形磨輥磨環(huán)之間而被沖壓、碾碎。從磨環(huán)底部進入磨腔的氣流將小顆粒粉料帶入選粉機，由此而達到制粉目的。

(2)選粉機功能。

通過調速電機帶動轉盤上的葉片旋轉，所形成的渦流效應對粉子起分級作用。葉片轉速的快慢是按成品粉子粒度大小進行調節(jié)。要獲得較細粒度的粉子時，就必須提高葉片的轉速，使不合要求的粉子被拋向下方，粗粉子因自身重力作用落入磨室進行重磨，合格的成品粉子通過葉片隨氣流吸入大旋風收集器內，氣流與粉子被分離后，粉子被收集。

(3)大旋風收集器功能。

當帶粉氣流進入收集器時是高速旋轉狀態(tài)，待氣流與粉子分離后，氣流隨圓錐體壁收縮向中心移動至錐底時(自氣流自然長度)形成一個旋轉向上的氣流圓柱，這時粉子被分離掉落收集。由于向上旋轉的氣流核心呈負壓狀態(tài)，所以對收集器下端密封要求很高，必須對外界空氣嚴格隔開，否則被收集下的粉子會重新被核心氣流帶走，這直接影響到整機的產量，因此收集器的下端裝有鎖粉器，其作用是將外界正壓氣體與收集器負壓氣體隔離開，這是一個相當重要的部件，如不裝鎖粉器或鎖粉器的舌板吻合密封不嚴就會造成不出粉或少出粉，嚴重影響整機產量。

3 結語

經比較并結合我公司的情況，采用梯形磨機磨粉，有工藝簡易，投入小，設備緊湊的優(yōu)點。工藝流程如下：原料倉→上料皮帶機→料倉→磨粉機→選粉器→收集器→絞刀→提升機→成品倉(汽車運到脫硫現場)。

煙氣中的SO2是一種酸性氣體，因此脫硫系統(tǒng)需要用一種堿性物質來中和煙氣中的SO2。濕法煙氣脫硫工程中采用的石灰石具有儲量豐富且價格低廉的優(yōu)點。

The Scratch System Design of Limestone for Desulphurizing Agent

Li Huichun
(Hebeilongfengshan Kiln Material Company Ltd., Huailai 075400, China)

The paper intruduced the properties of limestone, compared the different technology with the two scratch system.Desulphurizing agent of limestone is economically feasible.

desulphurizing agent; scratch system; limestone

P578.61;TD976.3

A

1007-9386(2010)02-0038-02

2009-11-24

2010-01-28