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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的副產(chǎn)物。隨著經(jīng)濟的發(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，水泥設計產(chǎn)能達到200萬噸/年。從傳統(tǒng)的濕法長窯逐步向新型干法窯轉(zhuǎn)型，水泥能耗指標也由準入值逐步向先進值靠攏，通過對比分析主要有以下優(yōu)缺點：
一、主要原料理化特性不同
電石渣地物理性能及化學成分與石灰石不同外,生料煅燒時兩者地化學反應過程有巨大不同.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,反應式如下：
CaCO3→CaO+CO2↑
CaCO3分解時,需要吸收大量地熱量,反應熱為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。上述反應如下：
Ca(OH)2→CaO+H2O
該反應為吸熱反應,1kgCa(OH)2反應熱為1160.6kcal。
CaCO3→CaO+CO2↑
該吸熱反應,1kgCaCO3反應熱為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，遠低于石灰石的分解熱。當使用電石渣為鈣質(zhì)原料時，分解爐內(nèi)的熱負荷降低，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，能耗相對應會增加。
二、生產(chǎn)工藝和設備不同
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級低壓損旋風預熱器及CDCR分解爐和第四代可控氣流篦式冷卻機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。
2、充分進行余熱回收利用
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)線在設計中，利用窯尾預熱器排出的大約550℃的廢氣引入電石渣烘干的熱源，使出磨物料水分小于1％；利用冷卻機排出的廢氣作為入窯二次風、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，上述幾項措施可使窯尾、窯頭廢氣的利用率達90%以上，每年節(jié)約標準煤近萬噸。
3、改善燃燒條件
回轉(zhuǎn)窯采用多通道噴煤嘴，可使入窯一次風量降到10% 以下，提高了高溫二次風的比例，從而達到改善窯內(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，可充分回收冷卻熟料的熱量，提高三次風溫，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)濟產(chǎn)業(yè)鏈中固體廢物
我公司在設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)濟效益。
四、公司投產(chǎn)后能耗指標控制情況
2018-2019年能耗指標控制情況一覽表
|
年度 |
產(chǎn)品 名稱 |
產(chǎn)量 （噸） |
原煤消耗量（噸） |
動力消耗量（KW.h） |
可比熟料綜合煤耗（Kgce/t） |
可比熟料綜合電耗（KW.h/t） |
可比水泥綜合電耗（KW.h/t） |
可比熟料綜合能耗（Kgce/t） |
可比水泥綜合能耗（Kgce/t） |
|
準入值指標 |
|
|
|
≤108 |
≤60 |
≤88 |
≤115 |
≤93 |
|
|
先進值指標 |
|
|
|
≤103 |
≤56 |
≤85 |
≤110 |
≤88 |
|
|
2018年 |
熟料 |
415178 |
60750.33 |
29604303 |
104.71 |
64.34 |
|
112.55 |
|
|
水泥 |
449557 |
/ |
17982507 |
|
|
89.37 |
|
98.91 |
|
|
2019年 |
熟料 |
668479 |
87908.11 |
42997158 |
101.00 |
58.38 |
/ |
108.17 |
/ |
|
水泥 |
694924 |
/ |
25760164 |
/ |
/ |
77.73 |
/ |
95.98 |
|
|
備注 |
按照GB16780-2012《水泥單位產(chǎn)品能耗限額》標準，水泥中熟料配比按照75%計算，每上升1%可比水泥綜合能耗指標上升1.15kgce/t，2018年經(jīng)修正后可比水泥綜合能耗指標為103.81kgce/t，2019年經(jīng)修正后可比水泥綜合能耗指標為109.59kgce/t。 |
||||||||
從上表可以看出，從項目建成開車以來我公司能耗指標逐年下降，截止2019年五項能耗指標，有四項已經(jīng)超出國家先進值。
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