論電石渣生產(chǎn)水泥與傳統(tǒng)石灰石生產(chǎn)水泥能耗優(yōu)勢

電石渣是電石法生產(chǎn)聚氯乙烯（簡稱ＰＶＣ）過程中電石水解反應(yīng)的副產(chǎn)物。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的ＰＶＣ工業(yè)保持著快速增長的勢頭，生產(chǎn)裝置能力不斷擴(kuò)大，裝置規(guī)模日趨結(jié)構(gòu)合理化．工藝技術(shù)水平不斷提高。目前我國生產(chǎn)ＰＶＣ樹脂的原料有70％以上來自電石．因電石法ＰＶＣ生產(chǎn)的發(fā)展，電石渣的排放量也逐漸增多，給環(huán)境帶來的壓力日益加劇。將電石渣用于制水泥是大量處理電石渣的有效途徑，寧夏金昱元化工集團(tuán)有限公司從2004年著手開發(fā)電石渣制水泥項目，至今已建成兩條電石渣水泥生產(chǎn)線，水泥設(shè)計產(chǎn)能達(dá)到200萬噸/年。從傳統(tǒng)的濕法長窯逐步向新型干法窯轉(zhuǎn)型，水泥能耗指標(biāo)也由準(zhǔn)入值逐步向先進(jìn)值靠攏，通過對比分析主要有以下優(yōu)缺點(diǎn)：

一、主要原料理化特性不同

電石渣地物理性能及化學(xué)成分與石灰石不同外,生料煅燒時兩者地化學(xué)反應(yīng)過程有巨大不同.石灰石地主要成分是CaCO₃加熱至750℃時開始分解,900℃時分解劇烈,反應(yīng)式如下：

CaCO3→CaO+CO2↑ 

CaCO₃分解時,需要吸收大量地?zé)崃?反應(yīng)熱為1787.8 kJ/kg,是水泥熟料形成過程中消耗熱量最多地一個過程。

電石渣的主要成分是Ca(OH)₂,在加熱過程中,部分Ca(OH)₂會吸收氣體中地CO₂形成CaCO₃加熱至550℃時Ca(OH)₂開始分解,生成地部分CaO又會吸收氣體中地CO₂形成CaCO₃在900℃以上時,上述兩部分生成的CaCO₃會重新分解。上述反應(yīng)如下：

Ca(OH)₂→CaO+H₂O

該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),1kgCa(OH)₂反應(yīng)熱為1160.6kcal。

 CaCO₃→CaO+CO₂↑

該吸熱反應(yīng),1kgCaCO₃反應(yīng)熱為1787.8 kcal。

從上述可以看出,石灰石的分解熱為1787.8 kcal。電石渣的分解熱為1160.6kcal，遠(yuǎn)低于石灰石的分解熱。當(dāng)使用電石渣為鈣質(zhì)原料時，分解爐內(nèi)的熱負(fù)荷降低，分解爐內(nèi)燃料的使用量也降低．熟料燒成熱耗也大大降低。其次，采用電石渣配料生料分解反應(yīng)后地廢氣成分和廢氣量與石灰石配料不同。石灰石分解中產(chǎn)生的廢氣量大，帶走的熱量也就增加，能耗相對應(yīng)會增加。

二、生產(chǎn)工藝和設(shè)備不同

1、生產(chǎn)窯型不同

熟料煅燒在水泥生產(chǎn)過程中耗熱量最大，我公司熟料煅燒采用雙系列3級低壓損旋風(fēng)預(yù)熱器及CDCR分解爐和第四代可控氣流篦式冷卻機(jī)組成的新型干法回轉(zhuǎn)窯燒成系統(tǒng)，熟料燒成熱耗為3177kJ/kg熟料（760kcal/kg熟料）,與我國相同類型的新型干法回轉(zhuǎn)窯熟料燒成熱耗3762kJ/kg熟料相比,每千克熟料降低熱耗586kJ,因此該系統(tǒng)熱耗水平較先進(jìn)。

2、充分進(jìn)行余熱回收利用

充分利用廢氣的余熱是水泥工業(yè)節(jié)能的一項重要措施。我公司生產(chǎn)線在設(shè)計中，利用窯尾預(yù)熱器排出的大約550℃的廢氣引入電石渣烘干的熱源，使出磨物料水分小于1％；利用冷卻機(jī)排出的廢氣作為入窯二次風(fēng)、煤磨烘干、生料磨烘干熱源；利用從窯頭罩引出的大約800℃的廢氣作為入分解爐的三次風(fēng)，上述幾項措施可使窯尾、窯頭廢氣的利用率達(dá)90%以上，每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤近萬噸。

3、改善燃燒條件

回轉(zhuǎn)窯采用多通道噴煤嘴，可使入窯一次風(fēng)量降到10% 以下，提高了高溫二次風(fēng)的比例，從而達(dá)到改善窯內(nèi)燃燒條件，提高燃燒效率，降低燒成熱耗的目的。同時采用可控氣流式篦冷機(jī)，可充分回收冷卻熟料的熱量，提高三次風(fēng)溫，有利于分解爐內(nèi)煤粉的燃燒，降低熱耗。

三、充分利用循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈中固體廢物

我公司在設(shè)計中充分考慮了利用工業(yè)廢渣—電石渣、電廠粉煤灰、爐渣、硫酸渣、脫硫石膏、電石除塵灰、蘭炭粉末等。每年可利用電石渣65萬噸、粉煤灰45萬噸、硫酸渣4萬噸、爐渣6萬噸、脫硫石膏5萬噸、電石除塵灰3.8萬噸、蘭炭粉末0.9萬噸。利用工業(yè)廢渣作為生產(chǎn)水泥的原料，不僅符合國家的產(chǎn)業(yè)政策，而且有效的治理了工業(yè)廢渣造成的環(huán)境污染，有很好的社會效益，更給企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

四、公司投產(chǎn)后能耗指標(biāo)控制情況

2018-2019年能耗指標(biāo)控制情況一覽表

從上表可以看出，從項目建成開車以來我公司能耗指標(biāo)逐年下降，截止2019年五項能耗指標(biāo)，有四項已經(jīng)超出國家先進(jìn)值。