技术丨水泥窑炉“两窑一塔、烟塔合一“湿法脱硫技术

项目针对江山南方4000t/d及2000t/d熟料生产线同时需要进行窑尾烟气脱硫改造，“两窑一塔”解决的首要问题是处理烟气量大（见图1），在本项目中最终设计进入脱硫塔的烟气量为1200000m/h，设计脱硫塔直径为Φ11m。

图1 两窑一塔

由于本项目中两条水泥生产线的窑尾烟气进入同一个脱硫塔，在经过脱硫处理之后，烟气无法再分别回到各生产线原有的窑尾烟卤，故本项目采用“烟塔合一”的设计，经过脱硫处理后的烟气，直接由脱硫塔上部的直排烟卤排入大气。脱硫后进入烟的烟气有以下特点：

（1）烟气含水量大；

（2）烟气温度较低；

（3）烟气中含有氯化物、氟化物、低浓度硫酸和亚硫酸等强腐蚀性物质，对烟卤有很强的腐蚀性等。

另外，如果使用原有窑尾烟肉排烟，需要对原有窑尾烟肉进行防腐，生产线停工时间较长，企业损失较大。

（1）烟肉塔高增量设计方案及平面布置设计烟岗总高度为109m，根据计算分析吸收塔及烟窗受力情况，在塔架四周采用加固支撑，具体设计以吸收塔为中心，在此正交轴上设立4个支撑腿，根据现场情况，合理布置4个支腿。

（2）烟窗支架立面设计由于在吸收塔设计位置周边，现场已布置许多管道及设备，为减少与烟卤支架杆有碰撞，在下部采用大杆件稀疏布置，上部采用小杆件密集，这个立面为五个区域，中间设为过渡区域。

（3）烟窗塔架建筑设计脱硫塔烟肉为建筑物，高度为全区最高。塔顶设避雷针，高度超过烟卤高度3m，塔顶设置2台航空警示灯。烟肉最高涂漆为红白相间；间距为3m；钢结构涂装为灰白色。

（4）烟窗塔架支脚柱基础设计原窑尾框架尺寸11.5m×13.5m外切圆直径未能与原窑尾框架中心线一致，新设计增加均布为原窑尾框架上方位，紧接原窑尾框架柱，4个塔架支腿以吸收塔中心为圆心。均布于四个方向。

由于经过脱硫塔的烟气含饱和水蒸气，在烟气降低的过程中，烟气的含水饱和度降低，有液态水从烟气里析出。同时脱硫系统中除雾器只能除去>15μm以上的液滴，烟气里还含有<15μm的液滴。这些液滴在气流中不断碰撞，在烟卤出口处，有些小液滴形成较大的颗粒落在设备周围，对设备造成腐蚀。在本项目中，在烟肉中段设计除液滴装置，有效地消除了脱硫烟卤周围“落雨”对设备造成的腐蚀问题。

由于本项目中有三种运行状态，即2000t/d水泥熟料生产线独立运行、4000t/d水泥熟料生产线独立运行，及2000t/d和4000t/d水泥熟料生产线同时运行3种工况条件。因此本脱硫系统的智能化设计包括了三种脱硫系统，分别对应三种不同熟料生产线运行状态，当脱硫系统前端烟气挡板门切换时，智能化系统自动切换到合适的脱硫系统。

首先FGD（烟气脱硫）增加了大量的检测数据和智能化软件，采集吸收塔入口SO2浓度，吸收塔浆液密度、pH值、液位，工艺水箱、事故浆液箱、集水坑、浆液制备罐的液位、氧化风机的出口压力、温度和反应塔出口SO2浓度等参数，并对所采集的海量数据进行存储、处理、分析和整理，增加的智能化软件对数据进行解析。

其次还对FGD（烟气脱硫）控制系统的逻辑进行优化整合，增加的智能化软件还会根据脱硫系统运行一段时间的数据进行自我升级，形成一套新的适合该条水泥生产线的控制逻辑，实时调整窑灰的加入量、循环泵投入运行的数量、石膏脱水的时间及间隔，减少人为因素影响，降低窑灰和电力的消耗量，为企业节约成本。

本项目是水泥行业第一套“两窑一塔、烟塔合一”的湿法脱硫烟气处理系统；其指标优于国家标准或同期湿法脱硫项目，其脱硫效率可以稳定运行达到97.5%，江山南方水泥公司脱硫项目运行后，处置后的SO2排放浓度保持在20mg/Nm以内。采用“两窑一塔、烟塔合一”的工艺，有效地节约投资成本、运行成本和占地使用面积，便于运行维护管理。

作者：王梦瑜

来源：《中国水泥》

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