LYWS高温固硫剂

一、技术背景

一般观念认为石灰石是较理想的燃烧固硫剂，它与其它固硫剂相比更为经济，因此被广泛应用在发电，锅炉等行业，但针对水泥工业，由于脱硫产物及煤灰将与水泥生料一道经历1300℃以上高温煅烧，形成水泥熟料矿物，此时CaSO4会大量分解重新释放SO2，因此石灰石已达不到固硫作用。SO2的释放会造成环境污染，特别是对水泥回转窑，由于SO2在窑内的循环，使窑系统结皮，结蛋以致堵塞，影响窑的正常生产，因此在水泥生产中通常不采用高硫煤。面对能源日趋紧张的今天，劣质燃料的开发使用已迫在眉睫，如能较好的解决水泥窑中的固硫问题，高硫煤在水泥工业中的应用才能成为可能。本技术便是以此为目的，研究解决水泥窑中的固硫问题。

二、LYWS高温固硫剂原理

试验表明在l100℃以下，LYWS高温固硫剂固硫效果,>CaCO3，当高于l100℃，LYWS高温固硫剂的固硫效率明显优于CaCO3；CaCO3的最佳固硫温度范围很窄，仅在800～1200℃之间，而LYWS高温固硫剂在较宽温度范围有较高的固硫率；当LYWS高温固硫剂/S=1时，LYWS高温固硫剂的最高固硫率可达85％，此时CaCO3仅为(30-40)％，随着固硫剂/S摩尔比的增加,固硫率提高，固硫产物CaCO3在1100℃开始分解，使CaCO3的固硫率明显下降，至1300℃、1400℃其固硫率已近于零，LYWS高温固硫剂在超过l100℃也开始部分分解，同时颗粒烧结，使LYWS高温固硫剂的固硫率下降，至1300～14OO℃，固硫率已为最高值的一半，即为50％左右；随着LYWS高温固硫剂/S、摩尔比增加至1.5、2，固硫率随温度升高的下降幅度已不明显，此时固硫率可达到(80～90)％。

三、LYWS高温固硫剂效果

由于水泥生料中存在大量CaCO3，当LYWS高温固硫剂与其共存，固硫效果又将如何?谁优先与SO2结合?这些必须考虑。为讨论此问题，在进行单一固硫剂固硫研究同时，我们也进行了加入LYWS高温固硫剂固硫，考虑到水泥生产的实际情况，重点进行13O0～1400℃高温段的固硫实验测定，固硫率达到80-90%，在固定LYWS高温固硫剂总摩尔比值，LYWS高温固硫剂的加入对固硫率起决定性作用。

四、LYWS高温固硫剂的应用

在水泥生产中，煤的燃烧状况直接影响到水泥熟料的质量，因此添加LYWS高温固硫剂后对煤燃烧产生的影响是很重要的。实验通过LYWS高温固硫剂的加入，煤燃烧所需着火点时间缩短，即对燃烧起到了催化作用。且LYWS高温固硫剂的催化效果优于CaCO3，加入LYWS高温固硫剂时，煤的燃烬时间没有明显缩短。进一步证实LYWS高温固硫剂催化效果的存在，LYWS高温固硫剂的加入，煤的挥发份燃烧温度，固定碳起燃点温度降低，表明LYWS高温固硫剂对煤的燃烧起到了催化作用。

五、技术前景

当以LYWS高温固硫剂为固硫剂，其在较宽温度范围具有高固硫率。LYWS高温固硫剂可直接与高硫煤燃烧释放的SO2结合生成硫酸盐，而LYWS高温固硫剂则由于理论分解温度可达I360℃，固硫反应大多以过程进行反应。LYWS高温固硫剂硫酸盐的理论分解温度为I58O℃，即使在1200～1400℃高温段，LYWS高温固硫剂仍具有一定的固硫率，但随着温度升高，由于仍有部分硫酸盐分解及颗粒表面烧结，使固硫率下降，当添加过量LYWS高温固硫剂，使LYWS高温固硫剂/S摩尔比提高为1.5或2时，增加了固硫剂与煤中S接触机率，同时过量的LYWS高温固硫剂，LYWS高温固硫剂在部分硫酸盐分解时又会与SO2结合，使LYWS高温固硫剂固硫率提高，且此时提高温度对其固硫率的降低影响已不明显。LYWS高温固硫剂/S摩尔比为l时，最大固硫率可达8O％，高温段可达50％，提高LYWS高温固硫剂摩尔比为1.5或2时，固硫率可达90％甚至更高，高温段固硫率仍可达(8O～90)％，从这点讲，CaCO3的固硫效率远远低于此，且在高温段CaCO3已基本失去固硫作用。在LYWS高温固硫剂与CaCO3共存时，SO2优先与LYWS高温固硫剂结合，因此不会因为水泥生料中大量CaCO3的存在而影响到LYWS高温固硫剂的固硫效果。

六、LYWS高温固硫剂用于高硫煤

从LYWS高温固硫剂对高硫煤燃烧影响来讲，LYWS高温固硫剂的引入对煤粉燃烧在一定程度上起到了催化作用，这有利于水泥生产。催化作用的存在是因为煤分子中有一定量的含氧羧基官能团(R---COOH)和少量矿物，浸入的LYWS高温固硫剂可能会与R--COOH发生作用并结合，同时外加的LYWS高温固硫剂在燃烧过程中也会与煤中矿物质相互作用，增加了煤的活性，使煤燃烧性改善。由此看来， LYWS高温固硫剂的加入，不仅能较好的发挥其固硫作用，达到绝对优于CaCO3的较高固硫率，而且对高硫煤的燃烧起到催化作用，有利于水泥生产，同时众多实验早已证明，LYWS高温固硫剂在水泥熟料中既是一种矿化剂，也是一种防止β-C2S向γ-C2S转化的稳定剂，这就是说LYWS高温固硫剂的固硫产物及残余的LYWS高温固硫剂将不会对水泥产生不良影响，因此LYWS高温固硫剂能较好的解决水泥窑中高硫煤的固硫问题，且同时对高硫煤燃烧起到催化作用，这确实是一个值得应用参考的结论。

七、技术总结

LYWS高温固硫剂是较理想的固硫剂，特别在高温段其仍有较高固硫而适用于水泥生产。LYWS高温固硫剂的加入对高硫煤燃烧在一定程度上起到催化作用而有利于水泥生产。