本發(fā)明涉及水泥生產(chǎn)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于干法水泥回轉(zhuǎn)窯的石油焦燃料脫硫方法。

背景技術(shù)：

目前我國(guó)煉油工業(yè)原油加工能力已達(dá)到6億t/a，焦化裝置產(chǎn)能大于1億t/a，而且在今后相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)還會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。石油焦是焦化過程的產(chǎn)物，產(chǎn)率接近原油加工量的5%，巨大的加工產(chǎn)能使我國(guó)石油焦市場(chǎng)已經(jīng)日趨飽和，而且作為全球最大的石油焦生產(chǎn)國(guó)美國(guó)的石油焦因價(jià)格低廉而源源不斷進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，加大了我國(guó)石油焦市場(chǎng)的過剩，石油焦價(jià)格也遠(yuǎn)低于煙煤和無(wú)煙煤。

水泥工業(yè)是耗煤大戶，而我國(guó)煤資源南北方分布非常不平衡，南方優(yōu)質(zhì)煤十分緊缺，一些水泥企業(yè)開始嘗試采用石油焦作燃料。石油焦具有熱值高（35000kj/kg左右）、含硫高（so3含量2%~6%）、灰分低（0.1%~0.4%）和揮發(fā)分低（6%~12%）的特點(diǎn)（雙高雙低），高熱值和低灰分是吸引企業(yè)開發(fā)應(yīng)用石油焦燃料的主要?jiǎng)恿?，但是石油焦存在著火溫度和燃燼溫度高，燃燒速度慢的缺點(diǎn)，不能滿足新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯的煅燒要求。同時(shí)由于石油焦中含有較高的硫，采用石油焦作燃料不僅增加了煙氣中的硫排放量，難以滿足環(huán)保要求，gb4925-2013《水泥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定水泥窯排放標(biāo)準(zhǔn)為：so2濃度＜200mg/m³，重點(diǎn)地區(qū)企業(yè)為：so2濃度＜100mg/m³，隨著環(huán)保要求的越來(lái)越高，so2的排放要求也會(huì)越來(lái)越苛刻。另外，窯內(nèi)煙氣的高硫循環(huán)易導(dǎo)致物料在水泥窯的預(yù)熱和分解爐中結(jié)皮堵塞，嚴(yán)重影響水泥窯的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

公開號(hào)為cn101185834a的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種消除高硫石油焦燃燒煙氣中硫的方法，該方法是在高硫石油焦中配入氧化鋅、碳酸鈣或氧化銅脫硫劑后進(jìn)行燃燒，從而減少石油焦中so2的析出量。該方法雖然能夠消除石油焦燃燒煙氣中硫的方法，但由于石油焦著火溫度和燃燼溫度高，燃燒速度慢，僅通過該方法很難將石油焦作為干法水泥回轉(zhuǎn)窯的煅燒要求。

因此，亟需研究開發(fā)一種能夠?qū)⑹徒褂糜诟煞ㄋ嗷剞D(zhuǎn)窯的方法，不僅能解決石油焦著火溫度和燃盡溫度高，燃燒速度慢，還能解決石油焦燃燒帶來(lái)的so2污染問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于干法水泥回轉(zhuǎn)窯的石油焦燃料脫硫方法，其中在所述石油焦中加入稻殼粉混合均勻形成混合燃料，同時(shí)在水泥生料中加入鋰渣。

其中，所述石油焦中的硫含量為2%~7%。

其中，所述稻殼粉中含有1.2%~1.6%的的氧化鈣，2.0%~3.0%的氧化鉀和0.3%~0.6%的氧化鈉。

其中，所述鋰渣中含有42%~48%的氧化硅，19%~23%的氧化鋁，1.5%~2.5%的氧化鈣，2.8%~3.6%的氧化鉀，6%~10%的氧化鈉。

其中，所述石油焦采用0.08mm方孔篩篩余小于1%。

其中，所述稻殼粉的粒徑小于0.8mm。

其中，所述水泥生料和所述鋰渣采用0.08mm方孔篩篩余小于10%。

其中，所述混合燃料中，所述石油焦與所述稻殼粉的重量百分比為70%~90%：10%~30%。

優(yōu)選地，所述石油焦與所述稻殼粉的重量百分比為75%：25%，80%：20%，85%：20%。

其中，所述鋰渣在水泥生料中的摻加量為水泥生料總質(zhì)量的1%~10%。

優(yōu)選地，所述鋰渣在水泥生料中的摻加量為水泥生料總質(zhì)量的2%，3%，4%，5%，6%，7%，8%，9%。

其中，所述干法水泥回轉(zhuǎn)窯排放的廢氣中二氧化硫的濃度小于20.0mg/m³，制備的水泥熟料中三氧化硫的濃度為1.2%~2.2%。

我國(guó)南方地區(qū)稻殼資源豐富，稻殼具有著火溫度低，揮發(fā)份高，燃燒速度快的特點(diǎn)，將稻殼粉碎后摻入石油焦中作混合燃料不僅可顯著改善石油焦燃燒特性，達(dá)到水泥回轉(zhuǎn)窯特別是窯外分解窯的煅燒要求，而且稻殼灰中的堿金屬氧化物與石油焦中的硫具有較強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)能力，可產(chǎn)生明顯的固硫脫硫效果。南方地區(qū)江西宜春具有世界上最大的鉭鈮礦伴生鋰云母礦，經(jīng)提鉭、鈮和鋰后，產(chǎn)生大量固體廢渣，簡(jiǎn)稱鋰渣。本發(fā)明提供了一種利用稻殼與石油焦作干法水泥回轉(zhuǎn)窯煅燒混合燃料，同時(shí)在水泥生料中摻加鋰渣的方法，通過該方法可使干法水泥回轉(zhuǎn)窯燃燒過程中產(chǎn)生的硫以硫酸鹽形式固化到熟料中，使窯尾煙氣中二氧化硫的排放濃度遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放指標(biāo)。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提供的用于干法水泥回轉(zhuǎn)窯的石油焦燃料脫硫方法，第一方面，在石油焦中加入稻殼粉主要是利用稻殼粉中含有化學(xué)活性很高的堿金屬氧化物，如氧化鈣、氧化鉀和氧化鈉，這些堿金屬氧化物在燃燒過程中會(huì)和石油焦中的硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硫酸鹽沉積在水泥熟料中；同時(shí)在水泥生料加入的鋰渣主要是利用鋰渣中含有的堿金屬氧化物，如氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鉀和氧化鈉，這些堿金屬氧化物在水泥生料懸浮預(yù)熱和分解過程中會(huì)吸收揮發(fā)在氣體中的硫氧化物生成硫酸鹽沉積在水泥熟料中，同時(shí)還能減少鋰渣的肆意排放對(duì)環(huán)境造成安全隱患。經(jīng)過兩次脫硫反應(yīng)，可大幅減少干法水泥回轉(zhuǎn)窯中排放的煙氣中二氧化硫的濃度（脫硫率大于99%）。

第二方面，由于石油焦著火溫度和燃燼溫度高，燃燒速度慢，單純使用石油焦作燃料很難滿足干法水泥回轉(zhuǎn)窯的煅燒要求，而本發(fā)明通過在石油焦中加入稻殼粉，利用稻殼粉著火溫度低，燃燒速度快的特點(diǎn)，可以有效降低石油焦的著火點(diǎn)和燃盡溫度，減少不完全燃燒現(xiàn)象，降低水泥熟料的煅燒熱耗。

具體實(shí)施方式

以下是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。

本發(fā)明提供了一種用于干法水泥回轉(zhuǎn)窯的石油焦燃料脫硫方法，其中在所述石油焦中加入稻殼粉混合均勻形成混合燃料，同時(shí)在水泥生料中加入鋰渣。

在本發(fā)明實(shí)施方式中，所述石油焦中的硫含量為2%~7%。

在本發(fā)明實(shí)施方式中，所述稻殼粉中含有1.2%~1.6%的的氧化鈣，2.0%~3.0%的氧化鉀和0.3%~0.6%的氧化鈉。

在本發(fā)明實(shí)施方式中，所述鋰渣中含有42%~48%的氧化硅，19%~23%的氧化鋁，1.5%~2.5%的氧化鈣，2.8%~3.6%的氧化鉀，6%~10%的氧化鈉。

在本發(fā)明實(shí)施方式中，所述石油焦采用0.08mm方孔篩篩余小于1%。

在本發(fā)明實(shí)施方式中，所述稻殼粉的粒徑小于0.8mm。

在本發(fā)明實(shí)施方式中，所述水泥生料和所述鋰渣采用0.08mm方孔篩篩余小于10%。

在本發(fā)明實(shí)施方式中，所述混合燃料中，所述石油焦與所述稻殼粉的重量百分比為70%~90%：10%~30%。

在本發(fā)明實(shí)施方式中，鋰渣在水泥生料中的摻加量為水泥生料總質(zhì)量的1%~10%。

在本發(fā)明實(shí)施方式中，所述干法水泥回轉(zhuǎn)窯排放的廢氣中二氧化硫的濃度小于20.0mg/m³，制備的水泥熟料中三氧化硫的濃度為1.2%~2.2%。

本發(fā)明實(shí)施例采用的水泥生產(chǎn)設(shè)備為φ3.5×52m窯外分解窯（五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器，rsp分解爐）；石油焦中的硫含量為2%~7%，灰分為0.2%~0.4%；稻殼粉中氧化鈣含量為1.2%~1.6%，氧化鉀含量為2.0%~3.0%，氧化鈉含量為0.3%~0.6%，灰分為13%~16%；鋰渣中氧化硅含量為42%~48%，氧化鋁含量為19%~23%，氧化鈣含量為1.5%~2.5%，氧化鉀含量為2.8%~3.6%，氧化鈉含量為6%~10%。

實(shí)施例1

本發(fā)明提供的一種用于干法水泥回轉(zhuǎn)窯的石油焦燃料脫硫方法，將石油焦經(jīng)電子膠帶秤計(jì)量后喂入石油焦磨機(jī)磨至0.08mm方孔篩篩余小于1%，稻殼經(jīng)電子膠帶秤計(jì)量后喂入稻殼粉碎機(jī)粉碎至粒徑小于0.8mm的稻殼粉，石油焦與稻殼粉的重量百分比為90%：10%，稻殼粉由石油焦粉磨系統(tǒng)的排風(fēng)機(jī)吸入袋式收塵器與同時(shí)進(jìn)入袋式收塵器的石油焦粉混合收集后由螺旋輸送機(jī)送人混合燃料倉(cāng)中，混合燃料分別經(jīng)由二臺(tái)轉(zhuǎn)子計(jì)量秤計(jì)量后由二臺(tái)螺旋泵將混合燃料分別送到分解爐和回轉(zhuǎn)窯窯頭燃燒器燃燒。同時(shí)按水泥生料總質(zhì)量的10%摻加鋰渣，經(jīng)電子膠帶秤計(jì)量配好后，由膠帶輸送機(jī)送進(jìn)輥式生料磨粉機(jī)磨至0.08mm方孔篩篩余小于10%，出磨生料由水平輸送機(jī)和提升機(jī)提升進(jìn)生料庫(kù)。

通過該實(shí)施例制備的混合燃料和水泥生料，經(jīng)過煅燒工藝后，水泥熟料中三氧化硫的含量為1.5%；回轉(zhuǎn)窯排放至空氣中的廢氣中二氧化硫的濃度為6.8mg/m³。

實(shí)施例2

將實(shí)施例1中石油焦與稻殼粉的重量百分比改為80%：20%，同時(shí)按水泥生料總質(zhì)量的5%摻加鋰渣，其他工藝與實(shí)施例1相同。

通過該實(shí)施例制備的混合燃料和水泥生料，經(jīng)過煅燒工藝后，水泥熟料中三氧化硫的含量為1.4%；回轉(zhuǎn)窯排放至空氣中的廢氣中二氧化硫的濃度為7.5mg/m³。

實(shí)施例3

將實(shí)施例1中石油焦與稻殼粉的重量百分比改為70%：30%，同時(shí)按水泥生料總質(zhì)量的3%摻加鋰渣，其他工藝與實(shí)施例相同。

通過該實(shí)施例制備的混合燃料和水泥生料，經(jīng)過煅燒工藝后，水泥熟料中三氧化硫的含量為1.5%；回轉(zhuǎn)窯排放至空氣中的廢氣中二氧化硫的濃度為3.9mg/m³。

常規(guī)水泥廠使用石油焦作燃料排放的煙氣中二氧化硫的濃度都比較高，通常高于100mg/m³，對(duì)于一些新建的水泥廠，由于各項(xiàng)環(huán)保措施做得比較好，二氧化硫的濃度會(huì)低于100mg/m³，但通常也會(huì)高于50mg/m³，隨著環(huán)保要求越來(lái)越高，很大一批新建水泥廠也將面臨不達(dá)標(biāo)的情況。

為了分別驗(yàn)證在石油焦中加入稻殼粉與在水泥生料中加入鋰渣對(duì)尾窯煙氣中二氧化硫排放量的影響，本發(fā)明設(shè)置了對(duì)比實(shí)施例。

對(duì)比實(shí)施例1

本發(fā)明提供的一種用于干法水泥回轉(zhuǎn)窯的石油焦燃料脫硫方法，將石油焦經(jīng)電子膠帶秤計(jì)量后喂入石油焦磨機(jī)磨至粒徑0.08mm，稻殼經(jīng)電子膠帶秤計(jì)量后喂入稻殼粉碎機(jī)粉碎至粒徑小于0.8mm的稻殼粉，石油焦與稻殼粉的重量百分比為90%：10%，稻殼粉由石油焦粉磨系統(tǒng)的排風(fēng)機(jī)吸入袋式收塵器與同時(shí)進(jìn)入袋式收塵器的石油焦粉混合收集后由螺旋輸送機(jī)送人混合燃料倉(cāng)中，混合燃料分別經(jīng)由二臺(tái)轉(zhuǎn)子計(jì)量秤計(jì)量后由二臺(tái)螺旋泵將混合燃料分別送到分解爐和回轉(zhuǎn)窯窯頭燃燒器燃燒。同時(shí)將水泥生料由膠帶輸送機(jī)送進(jìn)輥式生料磨粉機(jī)磨至0.08mm方孔篩篩余小于10%，出磨生料由水平輸送機(jī)和提升機(jī)提升進(jìn)生料庫(kù)。

該對(duì)比實(shí)施例相比實(shí)施例1只在石油焦中加入稻殼粉，不在水泥生料中加入鋰渣，經(jīng)過煅燒工藝后，水泥熟料中三氧化硫的含量為0.6%；回轉(zhuǎn)窯排放至空氣中的廢氣中二氧化硫的濃度為36.8mg/m³。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證石油焦中稻殼粉的加入量對(duì)尾窯煙氣中二氧化硫排放量的影響，本發(fā)明進(jìn)行了不同對(duì)比實(shí)施方式，具體結(jié)果見表1。

通過對(duì)表1的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析可知，隨著石油焦中稻殼粉的量不斷增加，水泥熟料中三氧化硫的濃度逐漸升高，尾窯煙氣中的二氧化硫的排放量逐漸降低，但當(dāng)?shù)練搅看笥?5%后，繼續(xù)增加稻殼摻量時(shí)脫硫量基本不再增長(zhǎng)。

對(duì)比實(shí)施例2

本發(fā)明提供的一種用于干法水泥回轉(zhuǎn)窯的石油焦燃料脫硫方法，將石油焦經(jīng)電子膠帶秤計(jì)量后喂入石油焦磨機(jī)磨至0.08mm方孔篩篩余小于3%，將其送到分解爐和回轉(zhuǎn)窯窯頭燃燒器燃燒。同時(shí)按水泥生料總質(zhì)量的10%摻加鋰渣，經(jīng)電子膠帶秤計(jì)量配好后，由膠帶輸送機(jī)送進(jìn)輥式生料磨粉機(jī)磨至0.08mm方孔篩篩余小于10%，出磨生料由水平輸送機(jī)和提升機(jī)提升進(jìn)生料庫(kù)。

該對(duì)比實(shí)施例相比實(shí)施例1不在石油焦中加入稻殼粉，只在水泥生料中加入鋰渣，經(jīng)過煅燒工藝后，水泥熟料中三氧化硫的含量為0.82%；回轉(zhuǎn)窯排放至空氣中的廢氣中二氧化硫的濃度為32.8mg/m³。

為了進(jìn)一步驗(yàn)證水泥生料中鋰渣的加入量對(duì)尾窯煙氣中二氧化硫排放量的影響，本發(fā)明進(jìn)行了不同對(duì)比實(shí)施方式，具體結(jié)果見表2。

通過對(duì)表2的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析可知，隨著水泥生料中鋰渣的量不斷減少，水泥熟料中三氧化硫的濃度逐漸降低，尾窯煙氣中的二氧化硫的排放量逐漸升高，但濃度始終高于30mg/m³，脫硫效果不是很顯著。

通過對(duì)上述兩個(gè)對(duì)比實(shí)施例進(jìn)行分析可知，同時(shí)在石油焦中加入稻殼粉，以及在水泥生料中加入鋰渣，可取得比單獨(dú)使用稻殼粉或鋰渣更好的固硫脫硫效果，尾窯煙氣中二氧化硫的排放量可降到低于20mg/m³，甚至低于10mg/m³。這一方面是利用了稻殼粉中含有的化學(xué)活性很高的堿金屬氧化物在燃燒過程中會(huì)和石油焦中的硫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硫酸鹽沉積在水泥熟料中，另外一方面是利用了鋰渣中的堿金屬氧化物在水泥生料懸浮預(yù)熱和分解過程中會(huì)吸收揮發(fā)在氣體中的硫氧化物生成硫酸鹽沉積在水泥熟料中，從而減少尾窯煙氣中二氧化硫的排放量。

以上實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都是屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。