文 献 综 述

1. 序言

在水泥工业中，分解炉是一个十分重要的化工装备。在分解炉中，生料粉分散悬浮在气流中，使燃料燃烧和碳酸钙分解在很短时间(一般1.5~3秒)内分解。分解炉是一种高效率的直接燃烧式固相~气相热交换装置。在分解炉内，由于燃料的燃烧是在激烈的紊流状态下与物料的吸热反应同时进行，燃料的细小颗粒呈一面浮游，一面燃烧，使整个炉内几乎都变成了燃烧区。所以不能形成可见辉焰，而是处于820～900℃低温无焰燃烧的状态。

水泥烧成过程大致可分为两个阶段：石灰质原料约在900℃时进行分解反应(吸热)；在1200～1450℃时进行水泥化台物生成反应(放热、部分熔融)。根据理论计算，当物料由750℃升高到850℃，分解率由原来的25％提高到85～90％时。每千克熟料尚须1670千焦的热量。因此，全燃料的60％左右用于分解炉的燃烧，40％用在窑内燃烧。近年来窑外分解技术发展很快，虽然分解炉的结构型式和工作原理不尽相同，它们各有自己的特点，但是从入窑碳酸钙分解率来看，都不相上下，一般都达到85％以上。由此看来，分解炉的结构型式对于入窑生料碳酸钙分解率的影响是不太大的。关键在于燃料在生料浓度很高的分解炉内能稳定、完全燃烧，炉内温度分布均匀，并使碳酸钙分解在很短时间内完成。

综上，分解炉有如下特点：

1. 消耗大量的燃料（主要为煤）进行燃烧反应，煤中所带有的硫的成分燃后产生含有硫的酸性气体。处理不当会导致环境造成污染。

2. 分解炉内燃烧反应剧烈，难以直接进行测量，因此设计时需要考虑数值模拟的方法进行分析研究。

3. 分解炉中所消耗的煤量巨大，相对应可能所产生的硫的量也十分的多，因此对分解炉进行改进十分必要。

2. 煤脱硫技术的现状

2.1 煤燃烧前脱硫

目前主要的煤燃烧前脱硫技术为洗选法脱硫，即在燃烧前对煤进行净化，除去原煤中的一部分硫分和灰分。中间又分为物理法、化学法和微生物法。物理法：指重力选煤，利用煤中间有机质和硫铁矿的密度差异达到分离的作用，这种方法受煤的粒度和硫的状态影响。主要的方法有跳汰选煤，重介选煤，风力选煤等。化学法：化学法又可分为物理化学法和纯化学法。物理化学法即浮选，而纯化学法包括了碱法脱硫、气体脱硫、热解与氢化脱硫等。微生物法：使用生物工程技术将煤中的有机硫和无机硫脱去。

2.2 燃烧中脱硫

在煤燃烧的过程中间加入石灰石(CaCO₃)、熟石灰(Ca(OH)₂)、白云石粉(MgCO₃)等碱性脱硫剂。在燃烧设备中碱性脱硫剂受到高温，从而分解生成CaO和MgO，这些碱性氧化物同烟气中间的SO₂反应生成固态硫酸盐。从而脱去烟气中间的硫，转换成固态硫酸盐，达到脱硫的目的。

2.3 煤转化过程脱硫

煤转换脱硫即指使用物理、化学方法将煤炭中的硫元素转换成相对应的气体、液体、化工原料或产品。煤中的大部分硫磺、硫化氢、二氧化碳和COS等形式进入煤气或者通过其他手段进行收集，实现煤中硫分的更有效利用，避免这些硫直接进入大气污染环境。

2.4 燃烧后脱硫

燃烧后烟气脱硫(flue gas desulfurization, FGD)是目前唯一能够大规模进行市场化应用的脱硫措施。根据脱硫工艺的不同，分为干法、半干法和湿法三大类工艺。