半干法脫硫副產(chǎn)物燒制硫鋁酸鹽水泥的試驗(yàn)研究.pdf

1、我國煤炭占主導(dǎo)地位的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)決定了我國以火電為主要發(fā)電方式的格局，同時致使二氧化硫的排放量大量增加。目前我國主要的脫硫方式包括燃燒前脫硫、燃燒中脫硫及燃燒后煙氣脫硫，其中煙氣脫硫工藝根據(jù)脫硫劑及脫硫產(chǎn)物的形態(tài)又分為濕法、干法及半干法三種。半干法脫硫以其投資低、占地小、工藝簡單、無腐蝕結(jié)垢等優(yōu)勢，推廣應(yīng)用速度不斷加快，半干法脫硫副產(chǎn)物資源化綜合利用的問題隨之而來，但其成分復(fù)雜、硫鈣含量高的組成特性大大限制了其在建材等傳統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍

2、。 在充分研究脫硫副產(chǎn)物特性的基礎(chǔ)上，本課題組對脫硫副產(chǎn)物用作燒結(jié)磚原料、水泥緩凝劑等利用方式進(jìn)行了嘗試性探索研究，但并未取得良好的預(yù)期效果?；诹蜾X酸鹽水泥與脫硫副產(chǎn)物具備相同元素組成的事實(shí)上，本課題組提出了利用脫硫副產(chǎn)物燒制硫鋁酸鹽水泥的全新途徑，并針對該方式的可行性展開了相關(guān)的探索性試驗(yàn)研究。 首先探索性的使用配制脫硫灰在高溫電阻爐上進(jìn)行固定床高溫煅燒，成功地得到了硫鋁酸鈣和硅酸二鈣兩種具備水硬性的有用礦物；繼而使

3、用電廠半干法脫硫工藝后產(chǎn)生的脫硫副產(chǎn)物，分別在高溫電阻爐以及高溫回轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行煅燒試驗(yàn)，通過一系列試驗(yàn)探索了不同的生料配比、不同的煅燒溫度及不同的煅燒氛圍對熟料燒成、組成及強(qiáng)度的影響，證明電廠脫硫灰與粉煤灰、石灰石以適宜的生料配比經(jīng)1300℃有氧煅燒可以得到以硅酸二鈣和硫鋁酸鈣為主要礦物組成的硫鋁酸鹽水泥，另外熟料中硫鋁酸鈣的含量可通過在生料中增加適量的含鋁礦物來增加。硅酸二鈣作為熟料后期強(qiáng)度的來源，而硫鋁酸鈣主要提供熟料的早期強(qiáng)度，通過

4、測試可知，試驗(yàn)所得熟料表現(xiàn)出良好的機(jī)械強(qiáng)度性能，可滿足建筑業(yè)的需求。為將該技術(shù)推廣至工業(yè)化生產(chǎn)提供，在進(jìn)一步的試驗(yàn)研究中利用脫硫灰、粉煤灰及石灰石為生料在水泥回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)線上進(jìn)行了工業(yè)化試生產(chǎn)，水泥廠無需進(jìn)行任何設(shè)備新增或改變，只需改變生產(chǎn)原料即可連續(xù)穩(wěn)定的燒成硫鋁酸鹽水泥，而且生產(chǎn)能耗及成本大幅降低，高效易施；熟料以硅酸二鈣和硫鋁酸鈣為主要礦物組成，強(qiáng)度性能可滿足建筑業(yè)的需求。 考慮到脫硫灰利用過程中含硫礦物的不穩(wěn)定性可能造成二

5、氧化硫的二次釋放，針對脫硫灰中硫元素的遷移規(guī)律進(jìn)行了更深入的試驗(yàn)研究。試驗(yàn)主要采用不同的煅燒氛圍，具體研究電廠脫硫灰煅燒過程中亞硫酸鈣及硫酸鈣的熱穩(wěn)定性，結(jié)果證明：只要保證煅燒的有氧環(huán)境，脫硫灰中的亞硫酸鈣可在700℃左右全部被氧化成硫酸鈣。因此工業(yè)生產(chǎn)中，在旋風(fēng)預(yù)熱器的有氧環(huán)境下生料被加熱至800℃左右，其中以亞硫酸鈣形式存在的硫元素可全部被氧化，再與生料中原本存在的硫酸鈣一起，在進(jìn)一步的高溫固相反應(yīng)中固化于硫鋁酸鈣等礦物中，硫鋁酸鈣

6、是一種高溫穩(wěn)定型礦物，在低于1400℃時不會發(fā)生分解。因此控制得當(dāng)?shù)那闆r下，該利用過程中不會出現(xiàn)二氧化硫的釋放問題，脫硫灰中含硫含鈣礦物固化于硫鋁酸鈣等礦物是可行的。 對電力企業(yè)和水泥企業(yè)而言，該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施都會帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益：首先電力企業(yè)可變廢為寶，通過脫硫灰的銷售實(shí)現(xiàn)一定的脫硫成本補(bǔ)償，其次水泥企業(yè)可通過降低生料成本、粉磨電耗、煅燒能耗等方式降低生產(chǎn)成本。利用脫硫副產(chǎn)物燒成硫鋁酸鹽水泥，不僅是對資源的節(jié)約利用；更可以解決