1 前言
石灰石-石膏煙氣脫硫濕法工藝（FGD）和鍋爐內噴鈣工藝，是目前世界上技術(shù)最成熟、應用最廣泛的控制二氧化硫排放的技術(shù)，國內90%以上的火電廠(chǎng)采用的都是石灰石-石膏法脫硫技術(shù)。
無(wú)論是鍋爐內噴鈣，還是石灰石-石膏法對燃燒后煙氣脫硫凈化，吸收二氧化硫的介質(zhì)都是石灰石粉，石灰石粉的粒度對脫硫效率有較大的影響，粒度愈小，愈有利于二氧化硫的吸收，石灰石粉的制備則成為火電廠(chǎng)、鋼廠(chǎng)脫硫，提高脫硫效率的先決條件。另外，石灰石粉的制備成本對脫硫成本有較大的影響。低成本制備高細度的石灰石粉技術(shù)成為環(huán)保脫硫技術(shù)的重要環(huán)節。
2 影響石灰石脫硫效率的主要因素
（1）石灰石品質(zhì)
通常，石灰石中碳酸鈣的含量應高于85％，含量太低則會(huì )由于雜質(zhì)較多給運行帶來(lái)一些問(wèn)題，造成吸收劑耗量和運輸費用增加，石膏純度下降。
石灰石品質(zhì)由CaO的含量決定，石灰石純度越高，脫硫效率越好。但在工藝進(jìn)行配料設計時(shí)，既要計算其化學(xué)成分，也要了解它的物理性能。石灰石一級品的氧化鈣含量為48%～54%，但石灰石不一定是CaO含量越高越好。如CaO＞54%的石灰巖，其因純度較高而大理石化，不易粉磨，化學(xué)穩定性也強，因而不適合用作脫硫劑。
（2）石灰石粒徑（細度）
石灰石粉的細度是影響脫硫效率的一個(gè)重要因素，反應接觸面積很大程度上決定了化學(xué)反應速度，石灰石粉的顆粒越細，質(zhì)量比表面積就越大，單位質(zhì)量的化學(xué)反應的接觸面積也越大。由于石灰石的消溶反應是固—液兩相反應，其反應速率與石灰石顆粒比表面積成正比，因此，較細的石灰石顆粒的消溶性能好，各種相關(guān)反應速率較高，能夠以更快的速度與漿液中的HSO3-反應，從而更快地吸收二氧化硫氣體，脫硫效率及石灰石利用率較高。
但石灰石的粒度愈小，破碎的能耗愈高。要研磨成較細的石灰石粉，需要有較大的磨機，消耗較高的電能，從而會(huì )增加成本，因此需要權衡利弊，綜合考慮。通常要求的石灰石粉通過(guò)250目篩或325目篩的過(guò)篩率達到90%即可。同時(shí)石灰石粉的粒度與石灰石的品質(zhì)有關(guān)。為保證脫硫效率和石灰石利用率達到一定水平，當石灰石中雜質(zhì)含量較高時(shí)，應當磨制得更細一些。
（3）石灰石的反應活性對脫硫系統性能的影響
石灰石作為吸收劑的特性不僅包括其化學(xué)成分，主要也包括其反應活性，脫硫系統的堿量是通過(guò)石灰石粉的溶解來(lái)提供，吸收劑的活性影響到吸收劑的溶解度和溶解速度，是表示一種在酸性環(huán)境中的轉化特性。吸收劑的活性包含吸收劑種類(lèi)、物化特性和與其反應的酸性環(huán)境。吸收劑的物化特性包括純度、晶體結構、雜質(zhì)含量、粒度分布、包括內表面（即孔隙率）在內的單位總表面積和顆粒密度?；钚暂^高的石灰石在保持相同石灰石利用率的情況下，可以達到較高的二氧化硫脫除效率。石灰石反應活性高，石灰石利用率也高，石膏中過(guò)剩CaCO3含量低，即石膏純度高。
3 石灰石粉制備技術(shù)及工藝流程
脫硫用石灰石粉要求粒度250目或325目（45μm），325目石灰石粉脫硫效果更好。但制備如此細的石灰石粉，目前主要采用的磨機為雷蒙磨（擺式磨）、懸輥磨、球磨機或歐版磨粉機。以往，雷蒙磨、懸輥磨、球磨機使用的較多，近年來(lái)，隨著(zhù)對石灰石粉細度要求的提高和節能減排的需要，愈來(lái)愈多的電廠(chǎng)脫硫制備石灰石粉開(kāi)始采用歐版磨粉機方案。歐版磨粉機制備石灰石粉工藝流程見(jiàn)圖1。
 由圖1可知，制粉系統采用的設備為：破碎機、提升機、電磁振動(dòng)給料機、歐版磨粉機。由于歐版磨粉機內部帶有選粉裝置，不需外部的選粉機，因而流程簡(jiǎn)單。工藝流程簡(jiǎn)述如下：大塊狀石灰石經(jīng)顎式破碎機破碎到所需粒度后，由提升機將其送至儲料斗，再經(jīng)振動(dòng)給料機將其均勻定量連續地送入歐版磨粉機主機磨室內進(jìn)行研磨，粉磨后的石灰石粉被風(fēng)吹起，經(jīng)選粉機進(jìn)行分級。
符合細度的石灰石粉隨氣流經(jīng)管道進(jìn)入新型隔離式旋風(fēng)集粉器內，進(jìn)行分離收集。收集的石灰石粉成品經(jīng)出料口并由輸送裝置送入石粉倉，以備脫硫使用。不合格的粉粒經(jīng)選粉機分離后被甩向筒壁，沿筒壁落下后重新回到磨機研磨。整個(gè)系統在負壓狀態(tài)下運行，系統粉塵不外溢從而保證了現場(chǎng)清潔。
由于進(jìn)入磨機內的石灰石有時(shí)有一定的含水量，研磨時(shí)產(chǎn)生的熱量會(huì )使其變成水蒸氣，使系統內氣體的總量增加，同時(shí)由于管道接合處會(huì )有空氣隨石灰石進(jìn)入系統，也會(huì )使系統內氣體總量增加。研磨時(shí)的摩擦熱也會(huì )使氣體升溫，體積膨脹。此時(shí)為了保持系統的負壓運行狀態(tài)，可以開(kāi)啟風(fēng)機和主機之間的閥門(mén)，使多余氣體自動(dòng)導入脈沖布袋除塵器經(jīng)過(guò)濾后排出，確保環(huán)境達標。
4 歐版磨粉機結構和工作原理
歐版磨粉機整機結構由主機、選粉機、管道裝置、離心引風(fēng)機、隔離式旋風(fēng)集粉器、除塵器組成。
（1）主機工作原理
電動(dòng)機通過(guò)三角帶帶動(dòng)橫向傳動(dòng)軸，橫向傳動(dòng)軸再通過(guò)另一端的錐齒輪帶動(dòng)主軸。主軸的上端連接著(zhù)磨輥吊架，磨輥部件通過(guò)橫擔軸懸掛在磨輥吊架上，整個(gè)磨輥部件可以繞橫擔軸擺動(dòng)。當主軸轉動(dòng)時(shí)，磨輥部件在圍繞中心軸回轉的同時(shí)，在離心力的作用下磨輥沿著(zhù)磨環(huán)內圓滾動(dòng)。磨輥吊架下端裝有鏟刀架，鏟刀架下裝有鏟刀座盤(pán)，鏟刀座盤(pán)上裝有鏟刀。鏟刀刃將磨機內的物料鏟起后送往磨環(huán)和磨輥之間進(jìn)行碾壓。
（2）選粉機工作過(guò)程
變頻調速電機帶動(dòng)葉盤(pán)旋轉，葉盤(pán)上的葉片轉動(dòng)會(huì )形成旋轉氣流，大顆粒物料的離心力較大，被甩向筒壁后下落回到磨機，合格物料則會(huì )通過(guò)選粉機。電機的轉速要按成品粉塵粒度大小做相應的調節：如要獲得較細粒度的粉塵時(shí)，就應該提高葉片的轉速，如果要獲得較粗粒度的粉塵時(shí)，就應該降低葉片的轉速，具體的轉速要根據成品的目數、物料的比重、當地的溫度和濕度、氣壓高低以及顆粒的具體特性、磨機的使用狀態(tài)進(jìn)行仔細調節。
（3）旋風(fēng)集粉器對磨粉機的性能起到很重要的作用
帶粉氣流進(jìn)入集粉器時(shí)，在集粉器內會(huì )形成向下運動(dòng)的旋轉氣流。旋轉粒子在離心力的作用下，顆粒物被甩向筒壁。顆粒一旦碰到筒壁即被捕集并沿著(zhù)筒壁滑向桶底。向下運動(dòng)的氣體在錐體的作用下加速旋轉并被向上反射從回氣管排出進(jìn)入風(fēng)機。集粉器的下端裝有卸料閥，從集粉器下端掉落下的粉塵通過(guò)上下錐閥排出。由于在集粉器錐底形成的向上旋轉的氣流核心呈負壓狀態(tài)，所以對集粉器的下端密封要求很高，不允許有漏氣現象。一旦漏氣就會(huì )使已經(jīng)被捕集的粉塵被氣體重新吹起帶走，直接影響到整機的產(chǎn)量。因此集粉器的下端裝有上、下錐閥，其作用是分別打開(kāi)或關(guān)閉，從而能夠在卸料時(shí)保證外界空氣不被吸入集粉器。
5 歐版磨粉機制備石灰石粉的技術(shù)特點(diǎn)
MTW歐版磨粉機采用了錐齒輪整體傳動(dòng)、內部稀油潤滑系統、弧形風(fēng)道等多項專(zhuān)利技術(shù)，性能穩定，操作方便，能耗低，可調可控成品粒度粉磨物料應用廣泛；配備專(zhuān)用除塵器，粉塵排放濃度可完全達到國家環(huán)保有關(guān)規定，目前已在國電、華電、華能、大唐等下屬多家電廠(chǎng)脫硫石灰石制粉項目中得到廣泛應用。
該技術(shù)的主要特點(diǎn)有：
（1）錐齒輪整體傳動(dòng)，能量損耗小、效率高：傳統擺式磨、懸輥磨機需另有減速機、通過(guò)聯(lián)軸節傳動(dòng)主軸，安裝時(shí)對中難度大，易產(chǎn)生噪聲，降低效率，MTW歐版磨粉機為錐齒輪整體傳動(dòng)，結構更加緊湊，安裝調節更方便快捷，效率大大增加。
（2）內部稀油潤滑系統、先進(jìn)可靠：傳統磨機潤滑形式為脂潤滑，潤滑阻力大、溫升高、軸承壽命短，MTW歐版磨粉機采用內部油泵，無(wú)需另外增加油泵或潤滑站，就可以實(shí)現主軸軸承和圓錐齒輪軸軸承的潤滑，極大地提高了設備的使用壽命。
（3）傳統磨機中的磨粉機風(fēng)道均為直板型風(fēng)道，這種結構存在氣流直接沖擊風(fēng)道板而產(chǎn)生阻力，氣流分子間相互碰撞的能量損失大，易產(chǎn)生渦流導致風(fēng)道堵塞等缺點(diǎn)。而弧形風(fēng)道的風(fēng)量損失小、物料流動(dòng)性好。MTW歐版磨粉機所采用風(fēng)道為曲面型風(fēng)道，切向氣流進(jìn)口順滑，阻力小，內部出口方向有利于物料的分散，不容易堵料?；⌒物L(fēng)道與直板型風(fēng)道對比示意見(jiàn)圖2。
（4）特殊磨輥及磨環(huán)結構設計為曲面可換刀刃鏟刀（見(jiàn)圖3），提高了粉磨效率，降低了使用成本。傳統磨機鏟刀刀刃磨損較快，鏟刀為整體鏟刀，刃部磨損后，需要整體更換鏟刀，浪費材料，增加停機更換時(shí)間。MTW歐版磨粉機鏟刀，刃部采用高耐磨合金材料，使用壽命長(cháng)，更換時(shí)只需更換刀刃部分，提高了材料利用率。另外，傳統的平面型鏟刀，物料鏟起后堆積在一個(gè)層面上，使磨輥磨環(huán)中部磨損嚴重，曲面型鏟刀可將物料導向立面，使磨輥磨環(huán)上、中、下部都能磨粉，使其均勻磨損，同時(shí)也增大了有效工作面積，從而增加了產(chǎn)量。
 （5） 成品粒度可調可控、選粉效率高：選粉機轉速采用變頻控制，轉速更加精確，細料分選效果更佳；隔離式旋風(fēng)集粉器、選粉效率大大提高，內筒與混合氣粉流之間采用隔離結構，能夠有效地提高選粉效率和選粉精度。隔離式旋風(fēng)集粉器與常規集粉器
（6）無(wú)阻力進(jìn)風(fēng)蝸殼（小觀(guān)察門(mén)無(wú)渦流）：傳統磨機的進(jìn)風(fēng)蝸殼觀(guān)察門(mén)內部門(mén)板內面向外凸出，與進(jìn)風(fēng)蝸殼內面不在一個(gè)平面上，這樣就易產(chǎn)生渦流效應，增加系統能耗。MTW歐版磨粉機采用內部門(mén)板內面與進(jìn)風(fēng)蝸殼內面在同一曲面上，這樣就能有效地避免渦流效應。
（7）人性化設計、易于操作：歐版磨機不僅內部采用了諸多先進(jìn)結構，而且外觀(guān)也采用優(yōu)美的弧形結構設計，使整臺機器更加人性化，降低了工人操作時(shí)產(chǎn)生不必要損傷的可能性。
（8）注重環(huán)保理念：設備工作噪聲小，配備先進(jìn)的除塵器，粉塵排放濃度完全符合國家有關(guān)環(huán)保標準。氣流由大旋風(fēng)集粉器上端回風(fēng)管吸入離心引風(fēng)機，該引風(fēng)機整個(gè)氣流系統是密閉循環(huán)的，并且是在正負壓狀態(tài)下循環(huán)流動(dòng)的，獨特的空氣自循環(huán)系統，大大降低了外排風(fēng)量，降低粉塵排放濃度，避免環(huán)境污染。
6 歐版磨粉機在環(huán)保脫硫石灰石粉制備系統中的選型
環(huán)保脫硫石灰石粉制備系統年可運行300天，每天有效運行時(shí)間為20小時(shí)，根據環(huán)保脫硫一年需要的石灰石粉量計算需要的單機臺時(shí)產(chǎn)量，再由單機的臺時(shí)產(chǎn)量選擇歐版磨機的型號和規格。用于石灰石粉制備的歐版磨粉機規格性能見(jiàn)下表。
7 結論
綜上所述，采用歐版磨粉機制粉工藝的環(huán)保脫硫石灰石粉制備技術(shù)，其產(chǎn)品的細度及顆粒級配均齊，能夠很好滿(mǎn)足煙氣脫硫所需要的石灰石粉，提高脫硫效率，且生產(chǎn)線(xiàn)工藝流程通暢，投資省上馬快，易于生產(chǎn)管理，綜合能耗比傳統的雷蒙磨、懸輥磨、球磨機等工藝降低20%～30%，產(chǎn)品質(zhì)量大幅提高，可為火電、鋼鐵企業(yè)的節能減排提供可靠的技術(shù)和設備保障。
作者：侯憲勇，肖 威（河南黎明重工科技股份有限公司，鄭州 450001）
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