为什么建议烟室气体分析仪要装SO2传感器？

越来越多的企业在烟室安装了高温烟气在线分析仪，用以监测窑内的通风和燃烧状况。通常安装的模块有：O2、CO和NO。这三个组分非常重要，O2和CO用以表征窑内的通风大小，NO用以表征火焰温度的高低。但是我在这里建议企业再多装一个模块，就是SO2。

为什么要装SO2模块呢？主要原因有两点。

（1）SO2可表征窑内的局部还原气氛

局部还原气氛不同于窑内整体通风小。窑内整体通风可用过剩空气系数表示，指的是窑内实际通风量与窑头煤完全燃烧所需要空气的比例。

局部还原气氛则是指在窑内局部产生了还原性气氛，通常是由于燃料与料层接触产生的，比如窑头火焰太宽、形状不稳定，导致火焰局部与料层接触；或部分煤粉沉降到料层等，这时燃料被包裹到熟料中后就会在该位置产生还原气氛。

局部还原气氛的危害包括引起硫酸钙的大量分解，一方面导致硫内循环加剧，可能引起过渡带结圈、窑尾结圈、烟室结皮等；另一方面，局部燃烧可能会导致飞沙料加剧，以及影响熟料质量；除此，因硫酸钙分解吸热，而SO2和CaO的结合等又放热，影响了窑内的温度分布。

那么如何判断是否有局部的还原气氛呢？

首先想到的就是CO浓度，因为煤粉不完全燃烧肯定会产生CO，因此认为可以用烟室的CO浓度来表征。但实际上有时候CO无法表征局部的还原气氛，原因就是含CO、O2的烟气在向窑尾流动的过程中，会发生反应，导致CO被消耗，因此从烟室位置可能测不出来CO，但不代表一定没有局部的还原气氛。

这个时候我们有两个方法可以表征局部的还原气氛，都和局部还原气氛导致硫酸钙的分解有关。

其一，直接检测烟室的SO2浓度。这是最简单、直接、快捷的方法。当发现烟室气体分析仪测出来的O2正常，CO正常或不正常，SO2很高，就说明有局部的还原气氛出现了；当然，当O2自身偏低，窑内整体通风偏小的时候，SO2也会很高。

其二，检测C5下料管热生料的硫含量。因为硫酸钙分解后，形成的SO2还会在分解炉内与CaO结合，因此就会导致入窑生料的SO3含量显著增加。通常我们用下料管SO3含量与熟料SO3含量的比值来表征。当这个比值超过2.5后（硫在窑内的挥发率＞0.6），就表示存在硫酸钙的大量分解，可能是局部还原气氛或者整体通风不好。需要说明的是，硫的挥发率正常是0.3-0.6，与硫碱比、窑内煅烧温度均有关，但关系最大的还是气氛。

（2）SO2可以用来表征是否有替代燃料落入烟室

越来越多的企业开始采用替代燃料。替代燃料给水泥窑带来的挑战之一就是大尺寸的替代燃料会直接落入烟室，导致硫酸钙大量分解，硫结皮加剧。在之前的文章中，对上述现象有详细阐述，请参考（无法附上链接，大家感兴趣可以直接搜索出来看）：

此时，如果烟室有SO2烟气的在线检测，即可马上看出来是否存在该问题！

举个我遇到的案例。该企业安装有烟室的SO2气体分析仪，当工厂打开烟室上方捅料孔，丢下去大量木块的时候，SO2就会迅速上涨，而此时CO并没有明显变化。

CO变化不明显的原因可能是即使有替代燃料落下去，导致局部产生CO，但CO可能很快会和O2结合，导致测出来的CO变化不明显；除此，烟室的漏风也会导致CO与O2的结合。

总结一下，烟室高温烟气分析仪安装SO2气体模块的必要性主要有两点，一是可以用来表征局部的还原气氛，二是可以表征是否有替代燃料会落入烟室。因此，建议企业在安装气体分析仪的时候就把SO2模块加进来；如果现在已经有了在线气体分析仪，可以多安装一个SO2的模块。