1.基本原理

石灰石是目前廣泛應(yīng)用于燃煤、冶煉鍋爐等領(lǐng)域的脫硫劑。隨著近年能源尤其是電力的緊張局勢(shì)，引起煤炭資源的大量開(kāi)采，許多含硫量較高的劣質(zhì)煤、煤矸石進(jìn)入市場(chǎng)。如何提高石灰石的脫硫能力和開(kāi)發(fā)利用率成為業(yè)內(nèi)關(guān)注和研究的新課題。

在全面建設(shè)小康社會(huì)的今天，國(guó)家提出經(jīng)濟(jì)建設(shè)必須要與人口、資源和環(huán)境的和諧發(fā)展，走可持續(xù)發(fā)展道路。社會(huì)各界對(duì)環(huán)保事業(yè)日益重視，但是燃煤能源的利用所引起的大氣污染日趨嚴(yán)重。2003年二氧化硫的排放量達(dá)2158.7萬(wàn)噸（中國(guó)環(huán)保統(tǒng)計(jì)年鑒2003），其中燃煤發(fā)電供熱所產(chǎn)生的二氧化硫占了很大的比重。目前，我國(guó)在煤炭資源的綜合利用中，優(yōu)質(zhì)煤開(kāi)發(fā)利用后，留下大量的劣質(zhì)煤、煤矸石。二氧化硫污染形勢(shì)更加嚴(yán)峻，煙塵的脫硫問(wèn)題引起各界高度重視。

從國(guó)外引進(jìn)的循環(huán)流化床鍋爐（CFB爐）近年在我國(guó)得到推廣應(yīng)用。為發(fā)揮CFB爐的優(yōu)越性，必須配備石灰石脫硫粉劑。國(guó)內(nèi)由于缺乏現(xiàn)成的石灰石脫硫粉劑的制取技術(shù)，更無(wú)現(xiàn)成的制粉設(shè)備，必須從國(guó)外進(jìn)口。但進(jìn)口設(shè)備價(jià)格昂貴，且多數(shù)引進(jìn)設(shè)備由于石灰石原料差異，不適應(yīng)國(guó)內(nèi)的需要，已經(jīng)嚴(yán)重制約著CFB爐技術(shù)的應(yīng)用。

對(duì)于脫硫粉，有標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)指標(biāo)要求。較早進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，在業(yè)內(nèi)具有相當(dāng)權(quán)威的CFB鍋爐制造商——美國(guó)FW公司，對(duì)石灰石脫硫粉劃分5級(jí)，最好第1、2級(jí)，一般為3級(jí)，4級(jí)為及格，第5級(jí)不合格；粉體粒度級(jí)配要符合相應(yīng)Ahlstrom、FW曲線。

2.方案簡(jiǎn)介

以粉體機(jī)械領(lǐng)域資深專家為主的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，依據(jù)石灰石礦的成型機(jī)理和石灰石脫硫粉的作用原理理論，結(jié)合脫硫效果相關(guān)技術(shù)參數(shù)，選定以沖旋式制粉機(jī)組為核心的粉碎工藝。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)、對(duì)比和調(diào)整，對(duì)粒度級(jí)配、生產(chǎn)能力、加工成本、噪音、粉塵等進(jìn)行調(diào)試和測(cè)定，獲得了大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并于1998年開(kāi)始試制生產(chǎn)石灰石脫硫粉劑。
 
試驗(yàn)樣機(jī)投入使用后，應(yīng)杭州協(xié)聯(lián)熱電要求，提供石灰石粉劑，用于 220t/h CFB爐脫硫。經(jīng)地礦部浙江省中心實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)取樣，送美國(guó)FW公司進(jìn)行測(cè)試，粒度級(jí)配符合Ahlstrom曲線，脫硫活性2級(jí)。經(jīng)CFB爐使用，在鈣硫比規(guī)定范圍內(nèi)，實(shí)際脫硫率大于85%，完全滿足CFB爐的脫硫要求。浙江省科技廳組織專家對(duì)“高活性石灰石脫硫粉劑沖旋式制取技術(shù)”項(xiàng)目的研究和應(yīng)用成果進(jìn)行了技術(shù)鑒定，“用該機(jī)組生產(chǎn)的石灰石脫硫沖旋粉，比表面積大、成本低、脫硫效果明顯，級(jí)配粒度能滿足現(xiàn)在CFB爐的使用要求，……，該技術(shù)處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。”

3.方案內(nèi)容

從石灰石礦的成型機(jī)理分析，在粉碎過(guò)程中，單體粉粒獲得相應(yīng)的外部顆粒組織形貌和內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，使之成型，從而擁有高脫硫能力。其實(shí)質(zhì)就在于順應(yīng)石灰石的組織結(jié)構(gòu)特性施行粉碎，產(chǎn)生以抗拉為主的脆性應(yīng)變，裂紋急速發(fā)育，沿著形成的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)裂，料塊粉碎成粉末，獲得其自然成型特性，凸現(xiàn)出大比表面積的顆粒形貌和裂紋充分發(fā)育的組織結(jié)構(gòu)，使石灰石天然堿性（CaCO3）得到發(fā)揮的優(yōu)越條件，顯示出對(duì)酸性物（SO2）的最佳化合能力，遵循氣固兩相反應(yīng)規(guī)律，生成中性硫酸鈣鹽。同時(shí)粒度級(jí)配又適合于CFB爐燃燒脫硫特性。將此機(jī)理應(yīng)用于實(shí)際，就改善了凌空粉碎方式。物料受空氣帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，受到高速運(yùn)行的刀具沖擊，按物料的天然網(wǎng)紋結(jié)構(gòu)和力學(xué)特性，粉碎并獲得良好的顆粒形貌，使比表面積增大，裂紋充分發(fā)育和獲得熱爆效能，具有高化學(xué)活性，充分體現(xiàn)成型機(jī)理的作用。綜合運(yùn)用沖旋粉碎、旋渦分離、篩風(fēng)分級(jí)、級(jí)配調(diào)控等最新技術(shù)優(yōu)化組合。使粉碎后物料經(jīng)分級(jí)、輸送和收集，得到成品，減少粉塵溢出。

該解決方案所涉噪音、粉塵經(jīng)測(cè)定，完全符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和清潔生產(chǎn)要求

4.方案優(yōu)勢(shì)

隨著沖旋式制粉機(jī)組的推廣應(yīng)用，高活性石灰石脫硫粉劑沖旋式制取技術(shù)已引起業(yè)內(nèi)的矚目，也贏得了用戶單位的口碑。2005年，公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始實(shí)施ZYF-800型機(jī)組研發(fā)項(xiàng)目�？梢灶A(yù)見(jiàn)的說(shuō)，ZYF-800型沖旋式制粉機(jī)組將實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)大型CFB爐配套石灰石脫硫粉的國(guó)產(chǎn)化，也預(yù)示著大型CFB爐用石灰石脫硫粉制取的低成本時(shí)代到來(lái)。

循環(huán)流化床鍋爐石灰石脫硫粉各種生產(chǎn)方法比較

注：1、各制粉所使用的設(shè)備是：Φ2100型棒磨機(jī)（美制220kW），Φ1800型球磨機(jī)（240kW）。600型振動(dòng)棒磨機(jī)（110kW），4R型雷蒙機(jī)（70kW），Φ300型對(duì)輥機(jī)（美制，110kW），ZYF430型沖旋機(jī)（63kW）。

2、原料：石灰石（中硬），CaCo3含量>85%。

3、活性級(jí)別：按美國(guó)Ahlstrom公司廠標(biāo)，分5個(gè)等級(jí)，1級(jí)最好，5級(jí)最差。地礦部浙江省中心實(shí)驗(yàn)室于1998年也擬定了等級(jí)，也分5級(jí)，為示區(qū)別，其前加“中字”

4、粒級(jí)：按美國(guó)Ahlstrom曲線和中國(guó)寶塔形曲線要求。

5、形貌：根據(jù)電子掃描顯微鏡照片

6、能耗和加工成本等屬一個(gè)確定的粉碎機(jī)組，從原料塊至排出產(chǎn)品粉料（0-1-2mm）。不包括原料準(zhǔn)備和粉料外送。

7、加工成本計(jì)算包括電耗、人工、折舊、大修4項(xiàng)費(fèi)用。電價(jià)0.7元/度，折舊率7%，操作定員（三班總數(shù)）5人。

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