为验证该技术的生产应用可行性, 本课题组已分别在实验室和工业水泥窑炉上开展了试验工作。试验配料主要采用脱硫灰、粉煤灰和石灰石, 其中脱硫灰与粉煤灰用量可达40% ~ 60% 。图2 为水泥回转窑工业试生产中烧成熟料的XRD 图谱, 图谱显示熟料的主要矿物组成为具有水硬性的硫铝酸钙( Ca4Al6O12SO4) 和硅酸二钙( Ca2SiO4) , 符合硫铝酸盐水泥的矿物组成。

按照国家水泥标准对该熟料试样进行强度性能检测, 检测结果如表6 所示, 其抗压抗折强度均已达到普通水泥国家标准的52. 5R 强度等级。

利用脱硫灰生产硫铝酸盐水泥的技术具有以下优势: 水泥厂的设备无需进行任何改变即可进行生产; 水泥生料成本大幅度降低; 由于脱硫灰和粉煤灰的细度都已足够, 基本不需粉磨, 可大幅度降低粉磨电耗; 由于烧成温度较低, 且脱硫灰和粉煤灰中都有一部分的未燃烬炭在生产水泥过程得以再利用, 因此煤耗得到大幅度降低。

因此, 用脱硫灰生产硫铝酸盐水泥具有众多技术优势, 是一种高效的综合利用方式。特别是可以再利用脱硫灰中未参与脱硫反应的钙基矿物, 能从一定程度上弥补半干法脱硫过程中钙利用率低的缺陷, 也能通过资源利用间接降低部分脱硫成本。

3 结 论

( 1) 通过典型脱硫灰的实例分析, 发现脱硫产物中存在相近数量的CaSO3/ CaSO4 和CaCO3, 并可确定CaCO3 是在脱硫过程中形成的, 因而从新视角指明了干法/ 半干法烟气脱硫工艺中的脱硫剂利用率偏低的问题和原因。

(2) 鉴于干法/ 半干法烟气脱硫工艺系统的主要运行成本来自脱硫剂, 因此其技术完善应以提高脱硫剂利用率作为重要的突破方向之一。

( 3) 对脱硫灰进行高效综合利用, 是弥补脱硫剂利用率低的有效措施之一。试验证明, 用脱硫灰作原料可生产出相当于普通水泥国家标准52. 5R 强度等级的硫铝酸盐水泥。该法可充分利用脱硫灰中的各种矿物, 并可通过附加值的提高间接降低脱硫成本, 是脱硫技术实现资源化发展的极有潜力的途径。

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