[发明专利]一种研究脱硫产物在回转窑中稳定性的实验装置及其实验方法

说明书

涉及研究干法脱硫产物的实验装置，尤其涉及一种研究脱硫产物在回转窑中稳定性的实验装置及其实验方法。该实验装置包括用于模拟水泥窑烟气的气体模拟系统、用于投加物料的给料系统、实现物料预热及分解的预热分解系统、用于模拟水泥回转窑的旋转式反应系统和用于提供热量的加热系统；气体模拟系统与给料系统连接，给料系统、预热分解系统和旋转式反应系统沿物料输送方向依次设置，加热系统设在预热分解系统和旋转式反应系统的周向外侧。本发明还公开了该实验装置的实验方法。采用该实验装置及其实验方法能够更好地模拟水泥回转窑的回转加热过程，且物料在回转加热前的初始状态与真实情况吻合度高，使得实验数据更加科学、真实和精确。

技术领域

本发明涉及研究干法脱硫产物的实验装置，尤其涉及一种研究脱硫产物在回转窑中稳定性的实验装置及其实验方法。

背景技术

近年来，针对我国水泥行业的二氧化硫(SO₂)排放超标问题，多种脱硫技术在水泥行业得到快速应用发展。其中，干法脱硫以其成本低、无二次废弃物排放等优点成为目前最具潜力的水泥窑烟气脱硫技术。

目前，水泥窑主要为新型干法水泥窑，主要组成部分为：五级旋风预热器、分解炉、回转窑、篦冷机。水泥窑烟气的主要成分通常有：O₂、N₂、CO₂、CO、NO_x、SO_x、H₂O等，水泥原料主要为：石灰石、粘土、铁矿粉等。

干法脱硫是将钙基脱硫剂从水泥窑的适当位置(通常为低级旋风预热器)加入，与SO₂气体迅速反应生成硫酸钙(CaSO₄)从而实现烟气脱硫的目的。但与其它脱硫技术相比，脱硫效率低是干法脱硫进一步发展的最大障碍。主要原因是：脱硫产物CaSO₄随水泥生料经旋风预热器、分解炉进入回转窑中，在回转窑1450℃的高温下发生分解反应CaSO₄→CaO+SO₂↑+1/2O₂↑，再次释放出SO₂气体。该过程在降低脱硫效率的同时，还会引起回转窑内壁的结皮问题，严重影响工业生产。而研究及工业实践表明，在钙基脱硫剂中掺加少量催化剂(氧化物、碱金属盐等)可促使CaSO₄向高温稳定型物质转化，从而降低CaSO₄的高温分解率，减少SO₂气体的二次释放量。因此研究干法脱硫产物在水泥回转窑中的存在形式及其稳定性对揭示干法脱硫中催化剂的作用机理及推动水泥窑干法脱硫技术的发展具有重要意义。目前，该领域的研究者多采用实验室普通电炉加热物料的方式进行研究。与实际水泥回转窑相比，实验室现有加热方式在物料的初始状态及其与回转窑内壁的接触面积等方面显示出明显差别。因此在现有实验室加热装置及方法的基础上，难以获取对工业脱硫具有指导性的实验数据。因此，亟待研发一种研究干法脱硫产物在水泥回转窑中存在形式及其稳定性的实验装置及方法，以期完善水泥窑干法脱硫技术的理论体系。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种研究脱硫产物在回转窑中稳定性的实验装置及其实验方法，采用该实验装置及其实验方法能够更好地模拟水泥回转窑的回转加热过程，且物料在回转加热前的初始状态与真实情况吻合度高。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种研究脱硫产物在回转窑中稳定性的实验装置，包括：用于模拟水泥窑烟气的气体模拟系统、用于物料定量投加的给料系统、实现物料预热及分解的预热分解系统、用于模拟水泥回转窑的旋转式反应系统和用于提供热量的加热系统；气体模拟系统与给料系统连接，给料系统、预热分解系统和旋转式反应系统沿物料输送方向依次设置，加热系统设在预热分解系统和旋转式反应系统的外侧。采用这种结构后，能更好地模拟水泥回转窑的回转加热过程，且物料在回转加热前的初始状态与真实情况吻合度高。