水泥生产窑尾收尘尾排烟羽问题探讨

北极星环保网讯:随着人们环保意识的增强.水泥生产的窑尾除尘一直受到人们更多的关注。许多水泥厂都有过这样的经历：窑尾收尘尾排烟囱阶段性地可见明显的白烟，烟囱口附近是透明的，排烟约10多米后，颜色是灰白色的，从不同角度看颜色有稍许变化。在线检测和实时测试数据表明，烟囱颗粒物排放数值并没有超标。然而，究竟是什么原因导致这种现象的发生呢？且看下面的案例。

经过多次烟气测试.在原料磨停和原料磨开的2种情况下，颗粒物排放值维持在12～15mg/m3之间，磨开转为磨停的切换过程中，颗粒物排放未出现较大的波动。同时在线监测上显示的颗粒物排放数据维持在12-22mg/m3之间，也未发现原料磨开停切换过程中出现异常波动情况。

从表1、表2中不难看出，磨开时烟气含湿量较大，但烟囱观察不到有水汽出现。磨停时烟气含湿量略小，但能从烟囱看出有可见物充冒，这说明烟囱的可见物并不是由水汽造成的。或者说不是由水汽原因直接造成的。但是，在磨开与磨停工况下，SO2的数据变化却非常大，由15mg/m3上升至251mg/m3。如此大的变化，使我们不得不联系到SO2与烟囱可见物的关系。

1烟羽

2000年，在美国电力公司Gavin电厂首次出现烟羽现象。该厂在总容量为2600MW的多个机组上安装了SCR装置和湿法FGD装置后.烟囱排烟由原来几乎看不到的烟羽。改变为较为浓厚的蓝色、黄色烟羽，对电厂的景观产生不良的影响。随着越来越多的SCR装置和湿法FGD装置的投运，我国部分水泥厂、电厂也出现了类似的现象。烟囱排放出现可见烟羽的主要原因是烟囱排出的烟气中含有硫酸的气溶胶。

烟囱排出的烟气中由于亚微米颗粒粉物的存在，使得H2S04以亚微米颗粒粉物作为凝结核，加强了凝结过程。硫酸气溶胶的粒径非常小，对光线产生散射。由于颗粒的尺寸和可见光的波长接近。属于瑞利散射。瑞利散射的特点是.散射光的强度与波长的4次方成反比，因此，短波的蓝色光线散射要比长波的红色光线强许多，最终使得烟囱在阳光照射的反射侧排烟的烟羽呈现蓝色，而在烟羽的另一侧(透射侧)呈现黄褐色。

2影响烟羽的因素

影响烟羽颜色和不透明度(浊度)的主要因素是。气溶胶颗粒粒径的大小和浓度：太阳光的照射角度;烟囱的排烟温表l某水泥厂5000t/d窑尾除尘器尾排测试情况(磨开时)表2某水泥厂5000t/d窑尾除尘器尾排测试情况(磨停时)度；大气环境条件。在大多数的情况下，尤其是H2S04气溶胶、水、亚微米颗粒物同时存在时，凝结是主要的生成机理。烟羽的浊度主要受到烟气中可凝结物和亚微米飞灰浓度的影响。

当H2S04浓度较低或中等时，亚微米烟尘的粒径分布对烟羽的浊度有明显的影响.主要是由于这些颗粒起到了汽相H2S04。凝结中心的作用。因此，在水泥厂建设了满足环保要求的高效除尘器、SCR脱硝装置和烟气脱硫装置后，在无法进一步降低亚微米颗粒物排放浓度的情况下.除由于烟羽中水蒸汽凝结所造成的白色烟羽之外，SO2的排放成为影响烟羽颜色和不透明度最主要的因素。

在大多数情况下，当烟气中硫酸气溶胶的浓度过高时，会出现可见的蓝烟、黄烟烟羽，且硫酸气溶胶的浓度越高，烟羽的颜色越浓、烟羽的长度也越长，严重时甚至可以落地。

3水泥工艺中的硫

(1)原料硫。水泥生产所用原料中的硫化物大部分为黄铁矿和白铁矿，2者均为FeS2，还有一些单硫化物(如FeS)。原料中的硫酸盐主要包括石膏(CaSO4.2H20)和硬石膏(CaS04)，这2种矿物在低于烧成带温度下很稳定。原料中存在的硫酸盐大体上都会进入窑系统。硫化物(比如硫铁矿)会在500～600%发生氧化生成S0气体.主要发生在第二级旋风筒。

(2)燃料硫。燃料中硫的存在形式和原料中的一样.有硫化物、硫酸盐还有有机硫。燃料在分解炉或者回转窑燃烧。分解炉存在大量的活性CaO，同时分解炉的温度正是脱硫反应发生的最佳范围，因此烧成带产生的S02气体可以在分解炉被CaO吸收或者在过渡带和烧成带与碱结合生成硫酸盐。也就是说在正常情况下燃料中的硫很少会影响到硫的排放。但是以下这些情况出现例外：①燃料的燃烧是在还原状况下进行的；②生料易烧性很差，烧成带温度被提得很高；③硫碱比明显偏高。

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