一、技術(shù)背景

一般觀念認(rèn)為石灰石是較理想的燃燒固硫劑，它與其它固硫劑相比更為經(jīng)濟(jì)，因此被廣泛應(yīng)用在發(fā)電，鍋爐等行業(yè)，但針對(duì)水泥工業(yè)，由于脫硫產(chǎn)物及煤灰將與水泥生料一道經(jīng)歷1300℃以上高溫煅燒，形成水泥熟料礦物，此時(shí)CaSO₄會(huì)大量分解重新釋放SO₂，因此石灰石已達(dá)不到固硫作用。SO₂的釋放會(huì)造成環(huán)境污染，特別是對(duì)水泥回轉(zhuǎn)窯，由于SO₂在窯內(nèi)的循環(huán)，使窯系統(tǒng)結(jié)皮，結(jié)垢以致堵塞，影響窯的正常生產(chǎn)，因此在水泥生產(chǎn)中通常不采用高硫煤。面對(duì)能源日趨緊張的今天，劣質(zhì)燃料的開(kāi)發(fā)使用已迫在眉睫，如能較好的解決水泥窯中的固硫問(wèn)題，高硫煤在水泥工業(yè)中的應(yīng)用才能成為可能。本技術(shù)便是以此為目的，研究解決水泥窯中的固硫問(wèn)題。

二、LYWS高溫固硫劑原理

試驗(yàn)表明在l100℃以下，LYWS高溫固硫劑固硫效果>CaCO₃，當(dāng)高于l100℃，LYWS高溫固硫劑的固硫效率明顯優(yōu)于CaCO₃；CaCO₃的{zj0}固硫溫度范圍很窄，僅在800～1200℃之間，而LYWS高溫固硫劑在較寬溫度范圍有較高的固硫率；當(dāng)LYWS高溫固硫劑/S=1時(shí)，LYWS高溫固硫劑的{zg}固硫率可達(dá)85％，此時(shí)CaCO₃僅為(30-40)％，隨著固硫劑/S摩爾比的增加，固硫率提高，固硫產(chǎn)物CaCO₃在1100℃開(kāi)始分解，使CaCO₃的固硫率明顯下降，至1300℃、1400℃其固硫率已近于零，LYWS高溫固硫劑在超過(guò)l100℃也開(kāi)始部分分解，同時(shí)顆粒燒結(jié)，使LYWS高溫固硫劑的固硫率下降，至1300～1400℃，固硫率已為{zg}值的一半，即為50％左右；隨著LYWS高溫固硫劑/S、摩爾比增加至1.5、2，固硫率隨溫度升高的下降幅度已不明顯，此時(shí)固硫率可達(dá)到(80～90)％。

三、LYWS高溫固硫劑效果

由于水泥生料中存在大量CaCO₃，當(dāng)LYWS高溫固硫劑與其共存，固硫效果又將如何?誰(shuí)優(yōu)先與SO₂結(jié)合?這些必須考慮。為討論此問(wèn)題，在進(jìn)行單一固硫劑固硫研究同時(shí)，我們也進(jìn)行了加入LYWS高溫固硫劑固硫，考慮到水泥生產(chǎn)的實(shí)際情況，重點(diǎn)進(jìn)行13O0～1400℃高溫段的固硫?qū)嶒?yàn)測(cè)定，固硫率達(dá)到80-90%，在固定LYWS高溫固硫劑總摩爾比值，LYWS高溫固硫劑的加入對(duì)固硫率起決定性作用。

四、LYWS高溫固硫劑的應(yīng)用

在水泥生產(chǎn)中，煤的燃燒狀況直接影響到水泥熟料的質(zhì)量，因此添加LYWS高溫固硫劑后對(duì)煤燃燒產(chǎn)生的影響是很重要的。實(shí)驗(yàn)通過(guò)LYWS高溫固硫劑的加入，煤燃燒所需著火點(diǎn)時(shí)間縮短，即對(duì)燃燒起到了催化作用。且LYWS高溫固硫劑的催化效果優(yōu)于CaCO₃，加入LYWS高溫固硫劑時(shí)，煤的燃燼時(shí)間沒(méi)有明顯縮短。進(jìn)一步證實(shí)LYWS高溫固硫劑催化效果的存在，LYWS高溫固硫劑的加入，煤的揮發(fā)份燃燒溫度，固定碳起燃點(diǎn)溫度降低，表明LYWS高溫固硫劑對(duì)煤的燃燒起到了催化作用。

五、技術(shù)前景

當(dāng)以LYWS高溫固硫劑為固硫劑，其在較寬溫度范圍具有高固硫率。LYWS高溫固硫劑可直接與高硫煤燃燒釋放的SO₂結(jié)合生成硫酸鹽，而LYWS高溫固硫劑則由于理論分解溫度可達(dá)1360℃，固硫反應(yīng)大多以過(guò)程進(jìn)行反應(yīng)。LYWS高溫固硫劑硫酸鹽的理論分解溫度為I580℃，即使在1200～1400℃高溫段，LYWS高溫固硫劑仍具有一定的固硫率，但隨著溫度升高，由于仍有部分硫酸鹽分解及顆粒表面燒結(jié)，使固硫率下降，當(dāng)添加過(guò)量LYWS高溫固硫劑，使LYWS高溫固硫劑/S摩爾比提高為1.5或2時(shí)，增加了固硫劑與煤中S接觸機(jī)率，同時(shí)過(guò)量的LYWS高溫固硫劑，LYWS高溫固硫劑在部分硫酸鹽分解時(shí)又會(huì)與SO₂結(jié)合，使LYWS高溫固硫劑固硫率提高，且此時(shí)提高溫度對(duì)其固硫率的降低影響已不明顯。LYWS高溫固硫劑/S摩爾比為l時(shí)，{zd0}固硫率可達(dá)80％，高溫段可達(dá)50％，提高LYWS高溫固硫劑摩爾比為1.5或2時(shí)，固硫率可達(dá)90％甚至更高，高溫段固硫率仍可達(dá)(80～90)％，從這點(diǎn)講，CaCO₃的固硫效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于此，且在高溫段CaCO₃已基本失去固硫作用。在LYWS高溫固硫劑與CaCO₃共存時(shí)，SO₂優(yōu)先與LYWS高溫固硫劑結(jié)合，因此不會(huì)因?yàn)樗嗌现写罅緾aCO₃的存在而影響到LYWS高溫固硫劑的固硫效果。

六、LYWS高溫固硫劑用于高硫煤

從LYWS高溫固硫劑對(duì)高硫煤燃燒影響來(lái)講，LYWS高溫固硫劑的引入對(duì)煤粉燃燒在一定程度上起到了催化作用，這有利于水泥生產(chǎn)。催化作用的存在是因?yàn)槊悍肿又杏幸欢康暮豸然倌軋F(tuán)(R---COOH)和少量礦物，浸入的LYWS高溫固硫劑可能會(huì)與R--COOH發(fā)生作用并結(jié)合，同時(shí)外加的LYWS高溫固硫劑在燃燒過(guò)程中也會(huì)與煤中礦物質(zhì)相互作用，增加了煤的活性，使煤燃燒性改善。由此看來(lái)， LYWS高溫固硫劑的加入，不僅能較好的發(fā)揮其固硫作用，達(dá)到{jd1}優(yōu)于CaCO₃的較高固硫率，而且對(duì)高硫煤的燃燒起到催化作用，有利于水泥生產(chǎn)，同時(shí)眾多實(shí)驗(yàn)早已證明，LYWS高溫固硫劑在水泥熟料中既是一種礦化劑，也是一種防止β-C₂S向γ-C₂S轉(zhuǎn)化的穩(wěn)定劑，這就是說(shuō)LYWS高溫固硫劑的固硫產(chǎn)物及殘余的LYWS高溫固硫劑將不會(huì)對(duì)水泥產(chǎn)生不良影響，因此LYWS高溫固硫劑能較好的解決水泥窯中高硫煤的固硫問(wèn)題，且同時(shí)對(duì)高硫煤燃燒起到催化作用，這確實(shí)是一個(gè)值得應(yīng)用參考的結(jié)論。

七、技術(shù)總結(jié)

LYWS高溫固硫劑是較理想的固硫劑，特別在高溫段其仍有較高固硫而適用于水泥生產(chǎn)。LYWS高溫固硫劑的加入對(duì)高硫煤燃燒在一定程度上起到催化作用而有利于水泥生產(chǎn)。