二氧化硫论文-煤矸石、粉煤灰烧结砖生产中SO2排放浅析
砖厂 二氧化硫标准

砖厂在生产过程中可能会产生大量的二氧化硫(SO2),这是一种常见的大气污染物。
不同国家和地区对于砖厂二氧化硫的排放标准有所不同,但通常都会设定一定的限值,以保护环境和人体健康。
在中国,砖瓦窑行业属于重点排污单位,其二氧化硫的排放标准会根据《砖瓦工业大气污染物排放标准》(GB 29620-2013)来执行。
这个标准会对不同类型的砖瓦窑(如轮窑、隧道窑等)的二氧化硫排放浓度和排放量进行规定。
例如,对于轮窑,其二氧化硫的排放浓度限值可能为50mg/m³(标准状态下的浓度),而隧道窑的限值可能为30mg/m³。
此外,中国还会根据《大气污染防治行动计划》和各地的环保政策,对砖厂的二氧化硫排放进行更为严格的管理和控制。
在重污染天气期间,砖厂可能需要采取限产或停产措施,以减少二氧化硫的排放。
在国际上,例如欧盟、美国等地区,也会有自己的二氧化硫排放标准,这些标准可能更为严格,要求砖厂采取更先进的技术和措施来控制二氧化硫的排放。
砖厂为了满足这些标准,可能需要安装和使用脱硫设备(如湿法脱硫、干法脱硫等)、烟气净化系统、在线监测装置等,以确保排放的二氧化硫浓度低于规定的限值。
同时,砖厂还需要定期进行环保设施的维护和检查,确保其正常运行和达标排放。
二氧化硫论文-煤矸石、粉煤灰烧结砖生产中SO2排放浅析

煤矸石、粉煤灰烧结砖生产中SO2排放浅析工业企业在生产过程中如果不加治理的话都会或多或少产生对自然环境有污染作用的废弃物质。
制砖工业也不例外,并且因量大面广,相对来讲还是比较大的污染户。
特别是“禁实”后以煤矸石、粉煤灰为原料生产砖瓦产生的废气对大气环境的影响更是越来越引起大家的重视,乃至于被一些专业人士、权威人士视为决定煤矸石、粉煤灰烧结砖应否存在与发展的首要的因素。
那么,煤矸石、粉煤灰烧结砖生产过程中排放SO2究竟有多么严重?下面对全内燃烧结砖生产中SO2的排放机理粗浅分析。
一、砖瓦焙烧废气中SO2的来源烧结砖瓦的各种窑炉在生产过程产生的废气含有的有害物质中最主要的是硫氧化物(主要是SO2),来源于提供焙烧热量的煤或含煤可燃物质中所含的硫。
烧结砖焙烧用的燃料主要是煤,或是可以替代原煤的可燃物料,如煤矸石、炉渣、粉煤灰、煤泥等,过去基本上均是作为内掺燃料和其他原料混合制坯后焙烧的。
自从国家禁止使用粘土制砖后,被广泛使用的代用品除页岩、河泥、湖泥外,更多的则是煤矸石、粉煤灰、炉渣等工业废弃物,发展了全煤矸石砖、高掺量煤矸石和粉煤灰砖生产工艺技术。
这当然不是因为它们最适合制砖,而是因它们存量又多又广,而且又最无用,还对环境不断产生十分严重的污染,急待有效治理。
煤矸石和粉煤灰作为二次资源被其它行业利用的价值和数量均很小,只有用来生产建材产品才是被大量消纳的有效捷径。
从这点来讲,只要能大量有效消纳这些对自然环境已产生并还在不断继续产生严重污染的工业废弃物,无论是烧结砖还是蒸压(蒸养)砖都具有非常积极的意义,特别对那些不适合做蒸压(蒸养)砖的粘土质矸石、泥炭质矸石和含碳高的粉煤灰而言则更是如此。
煤矸石和粉煤灰也均含有硫,以煤矸石为原料的全内燃烧结砖和高掺量粉煤灰全内燃烧结砖,生产过程中均会产生SO2等有害气体。
煤矸石、粉煤灰和原煤一样,所含有硫的种类如下:FeS2硫化物硫白铁矿FeS2无机硫单质硫S 砷黄铁矿硫酸盐硫石膏CaSO4•2H2O 全硫绿矾FSO4•7H2O硫醇或醚基化合物R-SH硫醚R-S-R有机硫噻吩类杂环硫化物硫醌化合物其他有机硫其中单质硫、硫化物硫、有机硫为可燃硫。
煤炭燃烧产生的二氧化硫排放控制与减少技术研究

煤炭燃烧产生的二氧化硫排放控制与减少技术研究煤炭燃烧是目前全球主要的能源来源之一,然而,它也是导致大气污染的主要原因之一。
煤炭燃烧所产生的二氧化硫排放对环境和人类健康造成了严重的影响。
因此,控制和减少煤炭燃烧产生的二氧化硫排放成为了一项重要的技术研究。
首先,我们需要了解煤炭燃烧产生二氧化硫的原因。
煤炭中的硫在燃烧过程中会与氧气结合形成二氧化硫。
这主要是由于煤炭中的硫含量较高,而且硫在燃烧过程中很容易释放出来。
因此,要控制和减少煤炭燃烧产生的二氧化硫排放,就需要从源头上降低煤炭中的硫含量。
一种常见的方法是在煤炭的预处理过程中进行脱硫处理。
这种方法主要通过物理、化学或生物方法来去除煤炭中的硫。
其中,物理方法主要包括重力分选、浮选和磁选等,化学方法主要包括氧化、还原和酸碱中和等,生物方法主要包括微生物脱硫等。
这些方法可以有效地降低煤炭中的硫含量,从而减少煤炭燃烧产生的二氧化硫排放。
除了在煤炭预处理过程中进行脱硫处理外,还可以在燃烧过程中进行脱硫处理。
这种方法主要通过在燃烧过程中添加脱硫剂来吸收和转化二氧化硫。
常用的脱硫剂包括石灰石、石膏和氨水等。
这些脱硫剂可以与二氧化硫发生化学反应,生成较为稳定的硫酸钙或硫酸铵等化合物,从而达到减少二氧化硫排放的目的。
此外,还可以采用烟气脱硫技术来控制和减少煤炭燃烧产生的二氧化硫排放。
烟气脱硫技术主要包括湿法脱硫和干法脱硫两种方法。
湿法脱硫是通过将烟气与脱硫剂接触,使二氧化硫被吸收和转化为硫酸盐,然后通过沉淀、过滤和浓缩等步骤将硫酸盐分离出来。
干法脱硫则是通过将烟气与干燥的脱硫剂接触,使二氧化硫被吸附和转化为硫酸盐,然后通过过滤和回收等步骤将硫酸盐分离出来。
这些烟气脱硫技术可以有效地控制和减少煤炭燃烧产生的二氧化硫排放。
此外,还可以利用先进的煤炭燃烧技术来减少二氧化硫排放。
例如,采用流化床燃烧技术可以在燃烧过程中使煤炭与空气充分接触,从而提高燃烧效率和燃烧温度,减少二氧化硫的生成。
燃中固硫方法提高烧结砖生产的脱硫效果探讨

入精细的研究 , 多有报道 , 并 且卓 有 成 效 。 查 阅 有
可发 现 采 用 型煤 燃 中固硫 的燃 烧 过 程 , 和 ( 3 ) 燃 烧 中脱 硫 , 也 称燃 烧 中 固硫 , 可 简称 燃 关 资 料 ,
型 煤 中 固硫 。 是在 煤燃 烧使 用前 , 先 在 煤 中 添 加 固硫 砖瓦 内燃 砖 中煤 的燃 烧 过 程有许 多相 似 之处 :
过程中会产生二氧化硫等有害气体 , 随烟气排放 的 取物理 方 法 或化 学方 法 , 如洗 选 、 气化 、 热解 、 微 生 大气中, 造成的空气污染十分严重, 又产生了新的环 物 、 超声波等技术 , 降低 或减 少 煤 炭 里 的硫 分, 获 境 污染 。 得较 清 洁 的低 硫 燃 料 。 这种 方 法 一般 可将 煤 中含硫 目前 , 我国防治焙 烧产生 二氧化硫污染 的方 量的4 0 %~ 6 0 %除去, 同时也降低了 煤 的灰分, 提高
烧工艺。
( G B 2 9 6 3 0 — 2 0 1 3 ) 的要求 则不 易 , 在 一 般砖 瓦企 业
2 0 1 7 . 6 墙材革新与建筑节能 2 7
新 型 墙 材
New W al l M at er i al s
0
真 正有 效 推广应 用 较为 困难 。
焙 烧过程 中生产 的二氧化硫和 固硫 剂反 应形成硫酸钙 、 硫 酸钡等固化在制品中, 减少二氧化硫
的排放 , 提 高 烧 结 砖 瓦 生 产 的脱 硫 效 果 , 达到或优于 《 砖 瓦 工 业 大 气污 染 物 排 放 标 准 》要 求 。
[ 关键词] 砖瓦原料 ; 固硫剂 ; 燃烧 中脱硫 ; 脱硫效果
1 前言
我 国砖瓦焙 烧生产使用 的燃料几乎都是煤 系
利用煤矸石和粉煤灰资源发展新型建材产业的实践与思考

石 、粉 煤灰综 合利 用企业 3 户 ,主要是利 用煤 矸石 、粉煤 3
灰 生 产 空 心 砖 、烧 结 砖 和 混 凝 土 砌 块 ,年 生 产 各 类 标 砖 约
6 块 ,利 用煤 矸石 、粉煤 灰约 10 吨 。20 年 ,制 砖产 亿 5万 09 业共纳税2 0 8 万元 ,直接安排就业人员 3 0 多人 ,创造 了较 0 0 好的经济 、社会和环境效益 。
例 ,煤矸石 、粉煤 灰在 运输 、储 存 、加工过 程 中产 生大量
扬尘 ,对周 边环境 造成 污染 ,由此 引发 的信 访案件 约 占环 境信访案件 总量 的2 %;砖厂大多数采用轮窖烧制 ,工艺落 0 后 ,设备 陈 旧 ,生产受 季节 、气候影 响很大 ,生产 过程 中 所排 放 的废 气属 于无组 织排放 ,难 以治理 。现有砖 厂制砖 大多采用煤矸石 、粉煤灰 料掺人2 %左右黏土 ,每年耗用好 0 土3 万 吨 ,相 当于每年 挖 出3 3 米深 、10 宽 、1 0 长的大 0米 0 0 坑 ,造成土地资源浪费 、地质生态破坏 。
三是 综合 利用推 进速度 不快 。 国家从 19 年起 ,相 继 94
利 用 煤 矸 石 、粉 煤 灰 发 展 新 型 建 材 产 业 大 有 可 为
煤 矸石 、粉煤灰 综合利 用途径 广泛 ,可 以用 于生产 建 筑 材料及 制 品 、回收有益矿 产及制 取化 工产 品和生产农 肥 等 。借 鉴其他 城市 的经验 ,结合阜 新市特 别是新 邱 区的实 际 ,应 充分利用 煤矸 石 、粉 煤灰资 源 ,大力发展 新型建 材
推进 。
统一加 工 ,对 企业排 污进 行集 中治理 ,最 大限度地 避免 或
减少环境污染 。
引进煤矸石、粉煤灰综合利用的项 目、资金和技术
煤矸石烧结砖生产过程中硫的影响

在煤矸 石砖 生产 过程 中 , 用 的原材 料是煤 矸石 , 使 就 不 可 避 免 的会 产 生 硫 和 它 的 氧 化 物 , 也 就 同 样 会 对 生 产 过 程 和 产 品 产 生 一 定 的影 响 ,主 要 包 括 以 下 几 个
反 应 方 程 式 表 明 : 无 机 硫 中 参 与 反 应 的 是 单 质 硫
和 硫 化 物 硫 , 一 般 是 含 黄 铁 矿 类 的 煤 矸 石 烧 结 过 程 中
发 生 , 他 的 很 少 或 不 参 加 反 应 ; 酸 盐 类 矿 物 不 参 加 其 硫 化 学 反 应 . 所 以 也 不 产 生 二 氧 化 硫 和 三 氧 化 硫 的 污 染
仅 仅 以 中 间 的 过 渡 的 形 式 和 状 态 出 现 。 常 见 的 化 学 反 应方 程式 主要 有 :
响 , 要 是泛 霜 , 不 可轻视 ; 机 硫参 与化 学反应 后 , 主 切 有 生 成 的是 二 氧 化 硫 和 三 氧 化 硫 . 环 境 也 会 产 生 污 染 。 对 3 硫 在 煤 矸 石 烧 结 砖 生 产 过 程 影 响
铁 矿 、 黄铁 矿 、 膏 、 矾 为 主 ; 机 硫 存 在很 少 , 砷 石 绿 有 多
上 , 成 人 们 比较 喜 欢 的 烧 结 颜 色— — 红 色 。 形 b 通 常 煤 矸 石 砖 的 烧 结 温 度 控 制 在 9 0 C~1 . 5o
0 0 , 于 在 焙 烧 后 存 在 少 量 的 黄 铁 矿 、 膏 以 及 铁 5 由 石
关于烧结砖企业烟气治理的再讨论

近期,烧结砖行业内关于烟气治理的技术讨论越来越深入,姬广庆等发表的“隧道窑大气污染物的真实检测及对《砖瓦工业大气污染物排放标准》(GB 29620—2013)修订建议”一文(以下简称修订建议),对甘肃省部分烧结砖企业生产及烟气治理现状进行了调查及污染物检测,是当地部分烧结砖企业为满足《砖瓦工业大气污染物排放标准》要求、为实现烟气治理达标排进行努力工作效果的真实反映。
“修订建议”深入企业生产实际现状,对企业生产规模、窑炉规格、燃料等数据、烟气治理方式、烟气治理运行费用等数据进行调查分析,其中污染物排放检测结果数据,是当前烧结砖行业内比较系统、真实和内容丰富的一组数据。
学习该文后,笔者从另一个角度,对文中已有资料,结合贵州省部分烧结砖厂的烟气治理工作,做进一步综合、分析和总结,以期能够对国内众多烧结砖企业的焙烧特性、烟气治理决策、达标排放工作等带来启发和帮助。
1 环保投资长期以来,烧结砖生产过程中,焙烧烟气经离心风机送入干燥环节,利用烟气所含热量对湿坯进行干燥,干燥后的尾气基本上不加治理,由烟囱排放。
认为烟气在干燥过程中,湿坯砖垛对烟气产生吸附、过滤的净化作用,从而实现对烟气中颗粒污染物的治理,在烟气治理方面的环保投资基本为零。
2014年后,随着《砖瓦工业大气污染物排放标准》(以下简称标准)的实行,烧结砖企业开始在烟气治理方面进行脱硫技术、等方面进行探索,陆续投入资金,为核心设备,烟气治理工艺,5000万块(折标砖)生产线,投入约60产8000万块(折标砖)生产线,投入约经过近两年来的生产实践,想,其中,高的原因外,急需改进和完善的环节。
在环保投资决策中,也不乏投入至更低资金的烟气治理设施,排放检测的“面子工程”。
“修订建议”一文中,14保投资概况如下:全部生产规模71800万块(折标砖环保总投资达到1064.3万元 ,万元,其中最高投资达到200万元,万元(生产规模较低);生产规模为6000万块(折标砖)3%的企业共4家,其环保投资最高为仅36.3万元;生产规模为6000万块(折标砖)0.3%的企业共2家,环保投资最高为为75万元。
烧结烟气中二氧化硫的脱除技术

烧结烟气中二氧化硫的脱除技术摘要:烧结烟气脱硫是钢铁行业污染减排的重点,减排形势日趋严峻。
而烧结工序是二氧化硫的主要排放源,因此也是烟气脱硫技术研发的主要领域。
本文主要介绍了石灰-石膏法、循环流化床法、密相干塔法三种脱硫技术原理及优缺点,并论述了烧结烟气脱硫技术的选定原那么与开展方向。
关键字:烧结烟气,二氧化硫,脱硫Abstract:Sintering gas desulfurization is emphasized in iron and steel industry.SO2emission reduction was serious.The main origin of the sulfur dioxide was sinter process, so it isthe main research field of flue gas desulfurization technology. This paper mainly introduces the process principles, advantage and disadvantage of some sintering gas desulphurization technologies such as limestone/lime-plaster, CFB, dense flow absorber.And the select principle and development trend of sintering flue gas desulphurization technology are demonstrated.Key words:sintering flue gas,sulfur dioxide,desulfurization1 引言众所周知钢铁企业作为国家的支柱性产业,为国家建立做出了突出的奉献。
但同时其产生的污染也是不可无视的,钢铁行业在其生产和加工过程中消耗大量的燃料和矿石,同时排放出大量的空气污染物。
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煤矸石、粉煤灰烧结砖生产中SO2排放浅析工业企业在生产过程中如果不加治理的话都会或多或少产生对自然环境有污染作用的废弃物质。
制砖工业也不例外,并且因量大面广,相对来讲还是比较大的污染户。
特别是“禁实”后以煤矸石、粉煤灰为原料生产砖瓦产生的废气对大气环境的影响更是越来越引起大家的重视,乃至于被一些专业人士、权威人士视为决定煤矸石、粉煤灰烧结砖应否存在与发展的首要的因素。
那么,煤矸石、粉煤灰烧结砖生产过程中排放SO2究竟有多么严重?下面对全内燃烧结砖生产中SO2的排放机理粗浅分析。
一、砖瓦焙烧废气中SO2的来源烧结砖瓦的各种窑炉在生产过程产生的废气含有的有害物质中最主要的是硫氧化物(主要是SO2),来源于提供焙烧热量的煤或含煤可燃物质中所含的硫。
烧结砖焙烧用的燃料主要是煤,或是可以替代原煤的可燃物料,如煤矸石、炉渣、粉煤灰、煤泥等,过去基本上均是作为内掺燃料和其他原料混合制坯后焙烧的。
自从国家禁止使用粘土制砖后,被广泛使用的代用品除页岩、河泥、湖泥外,更多的则是煤矸石、粉煤灰、炉渣等工业废弃物,发展了全煤矸石砖、高掺量煤矸石和粉煤灰砖生产工艺技术。
这当然不是因为它们最适合制砖,而是因它们存量又多又广,而且又最无用,还对环境不断产生十分严重的污染,急待有效治理。
煤矸石和粉煤灰作为二次资源被其它行业利用的价值和数量均很小,只有用来生产建材产品才是被大量消纳的有效捷径。
从这点来讲,只要能大量有效消纳这些对自然环境已产生并还在不断继续产生严重污染的工业废弃物,无论是烧结砖还是蒸压(蒸养)砖都具有非常积极的意义,特别对那些不适合做蒸压(蒸养)砖的粘土质矸石、泥炭质矸石和含碳高的粉煤灰而言则更是如此。
煤矸石和粉煤灰也均含有硫,以煤矸石为原料的全内燃烧结砖和高掺量粉煤灰全内燃烧结砖,生产过程中均会产生SO2等有害气体。
煤矸石、粉煤灰和原煤一样,所含有硫的种类如下:FeS2硫化物硫白铁矿FeS2无机硫单质硫S 砷黄铁矿硫酸盐硫石膏CaSO4•2H2O 全硫绿矾FSO4•7H2O硫醇或醚基化合物R-SH硫醚R-S-R有机硫噻吩类杂环硫化物硫醌化合物其他有机硫其中单质硫、硫化物硫、有机硫为可燃硫。
只有可燃硫在燃烧时会氧化成SO2等硫氧化物,而硫酸盐硫是不参与燃烧反应的,多残留在燃烧后的灰烬中,是非可燃性硫。
我国各地的煤全硫含量多为0.5%~5%(1吨煤中约含有5~50kg硫)不等。
其中多为可燃硫,即有机硫、硫化物硫、单质硫的总量占全硫80%~90%,硫酸盐硫一般在煤中含量较少。
煤矸石主要为无机矿物、非金属矿物,其含硫总量一般低于同矿的原煤(约为同矿井原煤含硫的30%~60%),并且煤矸石中硫酸盐硫比例较大,有机硫很少,使得可燃硫总量(主要是单质硫和黄铁矿)占全硫比例较少(约为全硫的30%~60%),而非可燃硫比例则较大。
也就是说,煤矸石含硫本身就较少,而含可生成的SO2的可燃硫则更少。
粉煤灰是经电厂锅炉或其他工业窑炉高温燃烧煤或煤矸石后的灰烬,因而粉煤灰中含硫情况与煤的含硫不同:○1.煤或煤矸石在燃烧时已分解放出SO2等硫化物,残留在粉煤灰中的硫总量比未燃前少的多。
○2.粉煤灰中含硫大多为非可燃硫,基本没有有机硫,其他可燃硫也较少。
○3.燃烧不完全的粉煤灰比燃烧比较完全的粉煤灰含硫多,也就是说同种煤(或煤矸石)在不同燃烧情况下形成的粉煤灰,其含硫量与含碳量成正比。
○4.采用固硫燃烧措施后形成的粉煤灰所含硫的比例高,但基本上为固硫后的非可燃硫(多为CaSO4)。
也就是说,粉煤灰测定的硫含量不论多少,其基本上为不会燃烧生成SO 2的非可燃硫。
二、燃烧的过程中硫氧化物产生机理当煤或煤矸石作为一次能源燃料的燃烧,是可燃混合物的快速氧化过程,这个过程首先是能量的释放,同时伴随燃烧过程燃料中参与燃烧的各元素转化为相应氧化物的氧化物排放。
燃料中所含硫燃烧后产生产的硫氧化物主要指二氧二硫(SO 2)和三氧化硫(SO 3)。
一般烟气中的SO 3的浓度相当低,只占SO 2生成量的1%~5%。
其他生成物如一氧化硫(SO )及其二聚物[(SO )2],一氧化二硫(S 20)及硫化氢(H 2S )均很少,而且化学反应能力都很强,能迅速被氧化为SO 2,所以它们在各种氧化反应中仅以中间过渡形式出现。
单质硫的燃烧反应为:S+02=SO 2SO 2+21O 2=SO 3 硫铁矿的燃烧反应为:4FeS 2+11O 2=2Fe 2O 3+8SO 2SO 2+21O 2=SO 3 有机硫的燃烧反应为:CH 3CH 2CH 3CH 22H 2S+3O 2=2SO 2+2H 2O从以上分析中可以明确当煤或煤矸石被完全燃烧时:○1.煤或煤矸石中只有可燃硫才参与燃烧过程,被氧化为SO 2和少量的SO 3;○2.当1吨煤含硫量为1%时,则约含硫为10kg(是指单质硫与硫化合物折纯计算量之和)。
那么,同矿的煤矸石含硫约为0.3%~0.6%,即为则约3~6kg/t;○3.煤中的可燃硫只占所含全硫的80%~90%,所以当不采取固硫措施,硫完全燃烧产生SO2的转化率实际检测统计为80%~85%,另外有1%~5%的可燃硫被氧化成SO3。
也就是说含硫量1%的煤完全燃烧后其SO2的产生量为16~17kg/t。
煤矸石中的可燃硫仅占所含硫总量的30%~60%,当含硫为1%的煤矸石完全燃烧后其SO2的产生量为6~12kg/t,而实际会更少(后面将说明:煤矸石中天然含有固硫作用的碱性物质会减少SO2气体生成)。
粉煤灰是原煤燃烧后的灰烬,其中含硫量无论多少绝大多都为非可燃硫。
作为二次燃料烧砖时产生SO2则更少,一般只有其含硫量的10%~20%,即含硫量为1%的粉煤灰,再次完全燃烧时产生SO2量约为2~4kg/t。
三、燃烧时的固硫、脱硫机理。
实际上煤或煤矸石燃烧时因天然含有碱性物质的固硫、脱硫作用,产生SO2的转化率比上面测算的要低。
不加治理措施的燃煤锅炉自身的脱硫效率为20%~30%,燃料中的碱性物质在燃烧过程中,有的可以吸收SO2而生成含硫固态物,有的则阻止SO2的分散逸出,总而减少SO2气体的产生,使硫产生SO2的转化率降低许多。
在环保工程上广泛将具有固硫、脱硫作用的碱性物质加在煤中同时燃烧,达到烧煤脱硫的效果,比如型煤固硫技术、循环流化床脱硫技术等,实际可达到固硫率40%~75%的效果,使硫产生的转化率降到20%~50%。
煤矸石和其他制砖原料含有的天然碱性矿物、硅酸盐矿物的比煤多的多,混合后制成砖坯的固硫机理和型煤固硫原理一致,焙烧时产生SO 2的数量大大减少。
最有效的固硫物质是钙系物质,它们的固硫机理如下:○1.CaO 的固硫作用: 物料中的CaO ,在燃烧时会与产生的SO 2、SO 3反应生成固态CaSO 4,从而达到固硫作用。
反应式为:2CaO+2SO 2+ O 2=2CaSO 4CaO+SO 3+ =CaSO 4○2.CaCO 的固硫作用 原料中有时含有CaCO 3的矿物,煤矸石和页岩等制砖原料则可能更多,如方解石、白云石等。
CaCO 3在窑炉内的最佳分解温度为800~900℃,在900℃左右分解生成CaO 的活性最大,固硫的反应式为:CaCO 3=CaO+CO 22CaO+2SO 2+O 2=2Ca S O 4CaO+SO 3+=CaSO 4○3.一般过火矸、粉煤灰中存在Ca(OH)2较多。
Ca(OH)2的固硫作用Ca(OH)2+SO 2=CaSO 4·21H 2O +21H 2Ca(OH)2=CaO+2H 2O 、2CaO+2SO+O 2=2CaSO 4此外,除CaSO 4的其它钙系化合物均有固硫作用。
○4.钙系固硫物质脱硫反应的有效温度当燃烧温度较低时,CaO与的SO2反应较充分,但反应速度慢,因此实际反应需在较高温下进行固硫、脱硫的效率高。
但当温度超过1160℃时,由于CaSO4会高温分解重新释放出SO2和SO2气体浓度过高,固硫反应实际无法进行。
因此一般CaO与SO2的有效结合反应温度为950℃~1100℃,这个温度范围恰好是烧结砖瓦的焙烧范围。
○5.碱性固硫物质的粒度和与SO2反应的时间不论哪种固硫物质,颗粒小的吸收SO2的量就大,这是因为颗粒小时反应面积较大。
一般钙系固硫物质颗粒为1~2mm时,每100g的CaO可吸收SO2量30~50g。
当颗粒更细小时,并且和含硫物混合固化在坯体时吸收SO2的效力更大。
砖瓦坯体焙烧时间较锅炉燃煤时间长十几倍,则吸收固化SO2的效果要好的多。
○6.其他具有直接或间接固硫作用物质SiO2、Fe2O3和Al2O3在高温下能与形成复相,抑制CaSO4的分解;NaCl、KCl和Na2CO3等碱金属离子在坯体内的致孔效应,可降低CaO的烧结度,增大孔隙,扩大CaO与SO2反应的表面积,提高钙的固硫效率;各类硅酸盐矿物可在较高温度下熔融包裹错误!未找到引用源。
4,抑制错误!未找到引用源。
4的分解;白云石中除CaCO3可直接脱硫外,MgCO3能增大CaO的孔隙,提高错误!未找到引用源。
活性,从而使错误!未找到引用源。
的需要量降低。
实践证明,由于全内燃烧结砖混合料中自然含有上述多种具有固硫功能的物质,特别是掺配部分页岩、河泥、山土的坯体各类固硫物质含量会更多,在实际生焙烧时所含硫生成的SO2量很少,固硫率可达到60%~80%。
而且其他有害物质排放也大大减少,如烟尘排放量削减50%~80%;苯并[a]芘致癌物等减少62%左右,NO X排放减少40%~60%。
根据以上分析可知,内燃烧结砖坯体中因煤矸石、粉煤灰或原煤中的全硫(或SO3)检测含量无论多少,在实际生产中都不会全部转化成SO2排出。
因为坯中自然富含有多种固硫物质,因为焙烧时间和燃烧方式与锅炉烧煤不同等原因,大部分可燃硫反应生成CaSO4被固化在制品中,并被包裹在烧结后的制品内,一般SO2生成转化率在20%~50%,最佳状况可不超过10%.另外,影响烧结砖焙烧过程固硫效果的一个重要参数是坯体中含钙物质(CaO)与含硫的摩尔数比值,该比值越大,脱硫效果越好,但Ca/S比太大时效果并不明显提高,一般当Ca/S比值为>2时吸收SO2的效果较好。
所以,实际生产需根据混合后坯料的含硫量、含钙量(包括其他钙系脱硫物质)等具体情况和当地环保要求标准来确定生产中SO2的排放综合治理措施,其中首选合理调整原料配比,适当提高固硫剂的含量和细度等经济有效措施。
如果制坯混合物料中含硫率过高引起排放SO2浓度或总量超标时,除合理调整原料配比外,必要时还需要增加烟气脱硫设备。