范文一：利用电石渣生产水泥

利用电石渣生产水泥

1 引言

建设节约型社会、发展循环经济已成为人们的共识，处理电石渣的传统方式已不能适应社会发展的要求，甚至被政府环保部门明令禁止，如何有效地处理电石渣已经成为各生产厂可持续发展的“瓶颈”问题。只有水泥工业把电石渣作为代替石灰石质原料，对电石渣消耗量最大、最为彻底、技术上也最为成熟，因此作为原料生产水泥成为综合利用电石渣的主要途径。有效地综合利用电石渣，对保护环境、节约土地和水资源及实现经济可持续发展具有显著的生态和社会效益。合肥水泥研究设计院十分注重水泥行业的循环经济发展，研究各种工业废渣在水泥生产中的综合利用，一直致力于用电石渣生产水泥的综合技术与装备的开发研究，采用多种水泥生产工艺消化电石渣并取得显著成绩；继在安徽皖维高新材料股份有限公司成功采用电石渣掺量15%干磨干烧工艺生产水泥的基础上，适时地提出能否用新型干法生产工艺煅烧高掺量电石渣的新课题，即用电石渣替代70～80%石灰石或全部石灰石生产水泥熟料，该课题的意义在于：

1.1、由于电石渣的特性和电石渣配料生料的特殊性，业内人士一直有新型干法生产工艺不适合煅烧高掺量电石渣生料的观点，如果该项技术有所突破，将为预分解技术处理其它工业废渣带来新的启迪，

为形成一套优质、高效、节能、环保以及单条生产线规模大型化的现代水泥生产方法提供良好的示范。

1.2、该项技术与带压滤湿法回转窑生产工艺相比节煤30%，同时每生产1吨熟料节水0.15吨，与湿磨干烧生产工艺相比节水0.66吨。对于煤炭储采比不足百年的中国来说节能尤其重要，不能以处理电石渣消耗大量能源为代价。

1.3、生产1吨熟料需要消耗1.28吨优质石灰石，同时向大气中排放0.57吨CO 2，用电石渣替代石灰石生产水泥熟料，可以减轻我国石灰石矿的开采和减少CO 2排放。

1.4、随着煤化工行业科学技术的不断进步，生产过程中电石渣以干基（含水分10-12%）排放，将为新型干法生产工艺煅烧高掺量电石渣提供捷径。

2 利用电石渣生产水泥熟料的技术进步

在我国利用电石渣生产水泥熟料始于上世纪七十年代，当时主要采用湿法长窑生产工艺，随后利用电石渣生产水泥熟料的工艺多种多样，不仅有立窑、湿法长窑以及立波尔窑，而且还有五级旋风预热器窑生产工艺，但这些生产工艺的技术经济指标相对落后，不符合国家的相关产业政策，目前广泛采用以下几种生产工艺：

2.1 带压滤湿法回转窑生产工艺

将成分基本稳定的电石渣浆直接送入已磨好的其它组分的料浆库中制成混合均匀的生料料浆，通过机械脱水成为含水分34%左右的料饼，送入回转窑煅烧成水泥熟料。

这一技术方案优点是电石渣可以替代全部石灰石生产水泥熟料，但其缺点一是生产工艺落后，热耗高，熟料烧成热耗一般在6000kJ/kg左右，不符合国家产业政策，已处于淘汰范例。二是回转窑单位容积产量低，很难实现大型化，企业的规模效益难以实现，单机生产能力难以满足国家产业政策的要求；三是其它组分必须加水粉磨成合格的料浆，每生产1吨熟料需要多消耗0.15吨水，无形中增加水资源和能源的消耗。该生产工艺过去是大多数化工企业的主要选择；随着煤价的上涨，许多湿法回转窑生产厂被迫停产，这是影响水泥工业可持续发展的首要因素。

2.2 湿磨干烧生产工艺

将成分基本稳定的电石渣浆直接送入已磨好的其它组分的料浆库中制成混合均匀的生料料浆，通过机械脱水成为含水分34%左右的料饼，再送入破碎烘干机利用窑尾废气余热烘干料饼，烘干后的物料随气流进入窑尾预热器、分解炉、回转窑煅烧成水泥熟料。这一技术方案优点是回转窑单位容积产量较高，热耗较低，熟料烧成热耗为4000kJ/kg。其缺点一是电石渣在原料中的掺量一般在15%以下，消耗电石渣量有限，对资源的综合利用不利；二是其它组分必须加水粉磨成合格的料浆，每生产1吨熟料需要多消耗0.66吨水，增加了水资源和能源的消耗；三是电石渣浆计量和控制较为困难，工艺流程较复杂，运转率低。

2.3 新型干法生产工艺

采用机械脱水作为湿排电石渣的前置处理设备，利用窑尾高温废气作为烘干热源，使用烘干能力强的立式磨对含水量较高的配合原料进行烘干粉磨，采取新型干法生产工艺生产水泥熟料，熟料烧成热耗3410 kJ/kg，生产技术先进、能耗低，这一技术方案代表水泥行业目前最先进的水泥生产技术，其优点非常明显，一是回转窑单位容积产量高，热耗低，熟料烧成热耗为3410kJ/kg；二是其它组分不需要加水，节省了水资源和能源的消耗；三是简化了烘干环节，工艺流程简单。其缺点一是电石渣在原料中的掺量一般在15%以下，消耗电石渣量有限，较难证明使用废渣的优势，只有通过增加生产规模来大量消耗电石渣，相应的增加固定资产的投资，对资源的综合利用不利，不能满足日益增长的环保要求，也在一定程度上影响了这一技术的推广应用；二是滤饼与其他原料一起直接进入烘干能力强的立式磨进行烘干粉磨，电石渣滤饼计量和控制较为困难。

根据以上国内外对电石渣的处理情况，可以看出，目前作为原料生产水泥成为综合利用电石渣的主要途径。而现有的生产工艺都存在一定的缺陷，必须研究开发一种技术先进、设备可靠、产量高、能耗低的符合当前水泥技术发展潮流的电石渣替代石灰石煅烧水泥熟料新型干法水泥生产工艺，来取代现有的生产工艺，以提高企业的技术装备水平和经济效益。更重要的是，此举能更多地提高电石渣的掺量，用电石渣替代石灰石生产水泥，变废为宝，对我国建材行业和化工行业的节约能源、保护环境和资源综合利用具有广阔的前景，对建设节约型社会、发展循环经济具有深刻的示范作用。

3 高掺电石渣生产水泥新型干法生产工艺介绍（淄博宝生）

国内首条1200t/d高掺电石渣干磨干烧新型干法水泥生产线，采用电石渣脱水、立磨烘干、新型干法预分解窑煅烧等一系列节能环保综合技术，于2005年8月8日在淄博宝生环保建材有限公司一次点火成功并生产出合格熟料，目前系统阻力 ≤5000 Pa，熟料热耗

≤760×4.18 kj / kg，出预热器废气温度320－340℃，电石渣替代80%石灰石，电石渣在原料中的掺量在60%以上，年消耗电石渣30万吨，实现了持续稳定生产，达到国内领先水平。该生产线可行性研究报告荣获2006年度建材行业优秀工程咨询成果奖一等奖。

3.1 电石渣浆的脱水、压滤及预烘干

含水90%左右电石渣液通过料浆泵送到2-Ф24m浓缩池中，经浓缩后的电石渣液含水80%左右。带隔膜板框压滤的脱水能力较强，料饼水分较低，压滤后的滤饼水分含量一般在40%以下。高水分电石渣在生产中需要热耗较高，经济上不合算，同时给电石渣的输送、储存带来困难，因此采用带隔膜板框压滤进行电石渣过滤脱水，可以排出滤饼颗粒间的微离水份；实际生产中料饼的水分最好状态为25%，一般能保证在32%～36%。

电石渣浆采用机械脱水后水分一般在32～35%范围内波动，给电石渣的输送、储存和准确配料带来困难，因此必须对电石渣进行预烘干；由于电石渣属于高湿含量轻质废渣，烘干处理难度非常大。 根据实验结果，确定电石渣烘干终水分控制在15%左右，在电石渣的输送、储存过程中不会发生粘堵，可以准确配料；压滤后的电石

渣其塑性、粘性均在表观大幅度降低，具有一种类似水泥浆体 “假凝”现象的物理性质，经储存风干后和采用防堵措施，解决了喂料及粘堵；供热系统提供900～1100℃持续高温烟气，选择长径比较大的烘干机，安装强化蒸发装置，使电石渣在其有效烘干区域内有充裕的干燥强度和时间；系统选用能处理高浓度粉尘、抗结露、防腐蚀袋收尘器进行收尘，使其达标排放；Ф3.0×25m回转式烘干机系统设计能力为23t/h。实际生产中系统运行稳定，单机能力为23～26t/h。

3.2 原料烘干及粉磨

立式磨集粉磨、烘干、分级和气力输送于一体，特点是粉磨效率高、电耗低、烘干能力大、产品细度易于调节、粒度均齐、化学成分容易控制、噪音低、扬尘少、系统工艺流程简单、设备布置紧凑、占地面积小、土建费用低等，特别是能充分的利用窑尾废气进行烘干，利用率达到90%。电石渣的主要化学成分是Ca(OH)2，其颗粒微细，1～50微米颗粒占80%左右，是一种含CaO 纯度(65%左右) 较高、化学成分又比较稳定的工业废渣，需要粉磨的量微乎其微，但要充分的利用立磨烘干能力强、均化效果好的优势。本工程生产采用电石渣、粘土、石灰石、硫酸渣、砂岩五组份配料，需要研磨的物料约占37.7%，根据入磨物料综合水分为11～13%的要求和原料易磨性实验，我院专为粉磨电石渣研制的HRM1900/2200立式磨，保证磨机具有45～60t/h生料的研磨能力和80～90t/h生料的烘干能力。当水分为10～12%入磨混合料在磨辊的快速碾压下，物料被粉碎并且向磨盘边沿风环处抛洒，被70～90m/s的高速气流带起，产生强烈的热交换，水分没有来

得及蒸发的大块物料会再次沉落，反复带起、沉落，充分进行热交换，高速气流在磨腔内流速很快降低，形成强烈的紊流场，特别适合于电石渣微细颗粒的烘干；粉状物料随气流一起上升通过磨机上壳体进入分离器的分级区，在分离器转子叶片的作用下，其中的粗粉落回磨盘与新喂入的物料一起重新粉磨，合格的细粉随气流一起出磨，经高效旋风收尘器收集后，与增湿塔和窑尾电收尘器收集的粉尘混合，由输送设备送入均化库内均化储存。出磨的废气汇入窑尾电收尘器进行除尘后达标排放。HRM1900/2200立式磨产量为75～85t/h，系统电耗可达16kWh/t。

3.3 预分解系统

电石渣配料生产水泥熟料时，必须充分考虑预热器、分解炉的结构；电石渣的掺入量越大，对预热器、分解炉的结构设计影响也越大。对系统综合分析和平衡计算，确定烧成热耗为3100～3360kJ/kg，其中蒸发生料的物理水耗热35kJ/kg，熟料形成热1024kJ/kg，废气温度按340℃考虑时，废气带走热700kJ/kg，入窑物料分解率按90～95％设计，研制开发出低阻型、高分离效率、显著防堵的新型低压损S 型结构、3R 大包角型式蜗壳、偏锥新型五级旋风预热器，分解炉采用旋流、喷腾、悬浮原理，使燃料有充分的燃烧时间，物料与燃料充分混合，在炉内有较长的停留时间，燃料在较低温度的SC 室大量燃烧，全炉系统没有产生局部高温的条件，因而系统结皮堵塞现象少，预分解系统关键部位采用特殊的衬料，研制出RBH5/1300型预分解系统。生料计量后由高效胶带斗式提升机送入五级旋风预分解系统，经过预

热、分解后入F3.2×52m 回转窑，入窑物料温度约850℃，表观分解率为90～95%，出窑熟料温度约1300℃，出冷却机熟料温度为65℃＋环境温度，经篦式冷却机冷却破碎后由链斗输送机送入一座1－F50m 帐篷库储存。

3.4 实际运行效果

电石渣浆的脱水、压滤及预烘干、生料粉磨、煤粉制备分别于2005年7月18日、7月28日顺利进行负荷试车，8月22日生料粉磨系统产量稳定在76t/h，到2005年9月生料系统产量稳定在85t/h以上，系统平均电耗16kWh/t；烧成系统于2005年8月8日点火，8月12日烧出合格熟料；烧成系统运行初期产量控制在1000t/d左右，随着操作人员操作水平的提高，在设备运转良好的条件下，产量逐渐增加，2005年9月20～22日连续运转72小时，生产熟料3786吨，平均日产熟料1262吨，熟料标号达58MPa 以上，熟料烧成热耗3176kJ/kg（760kCal/kg），实现达标。2005年11月份，烧成系统月平均产量达1200t/d以上；到2005年12月份，电石渣在生料中所占比例超过64%（干基），替代80%石灰石， 超过了预期的设计指标。

4 1000t/d “干磨干烧”新型干法水泥熟料生产线介绍（皖维公司） 皖维公司水泥分厂新2线于2002年3月开工建设，2002年12月点火投料，并于2003年2月达标。2003年3月生产线投入正常运营，至2003年底，当年共生产水泥熟料28.95万吨，熟料热耗3410kJ/kg-cl，熟料28天平均强度58.2MPa ，消耗各种废渣18万吨。2004年1～6月份累计生产熟料17.78万吨，平均日产量1100吨，超过设计指标

10%。该生产线设计荣获2005年度建材行业第十一次优秀工程设计一等奖。

4.1 电石渣浆处理

经过浓缩后的电石渣仍然含有75%～80%的水分，通过渣浆泵输送到二座新建的Φ5×10m均化库内储存，库内通入压缩空气防止电石渣沉淀，确保电石渣液的成分均匀一致，为电石渣参与配料提供准备。采用三台XMZ300/1250压滤机，过滤面积为300m 2，过滤总容积为

4.32m 3，滤室厚度为30mm ，压滤后滤饼水分为35%。

4.2 电石渣配料

生料配料采用石灰石、砂岩、电石渣、粉煤灰和铁粉五组分配料方案。石灰石、砂岩、铁粉三组分在库下由调速皮带秤计量，由微机控制实现自动配料，按一定配比配合好的生料由混合皮带送入立式磨内烘干粉磨。电石渣料饼由PLC 通过调节压滤机拉板时间控制给料量，经刮板输送机输送，皮带秤计量，直接进入原料输送皮带机输送入磨。粉煤灰运送到生料均化库旁的一座Φ4×8m钢制小仓内。在成品生料送入均化库前，粉煤灰经冲板流量计计量后，混入成品生料中一起送入1-Φ12×35mIBAU生料均化库均化。

4.3 原料烘干及粉磨

经调速皮带秤配合后的原料，由皮带机经DSK-1250三道闸门喂入MLS2619立磨，三道闸门为锁风喂料装置，液压控制，为防止湿料粘附，从立磨进风口引一根风管对其进行加热；窑尾废气作为烘干原料的主要热源，全部引入立磨，热风炉产生的高温气体也引至进磨

风管；立式磨内物料被来自窑尾380～400℃的大量高温气体烘干（另设置一座备用热风炉, 用于开窑前生料制备和出现异常情况的生产）和粉磨。粉磨后的物料被磨内高速向上的气流带起，经磨机顶部的选粉机分选，粗粉沉落下来重新粉磨，细粉随气流一起出磨，经高效旋风收尘器收集后，与冷却器和窑尾收尘器收集的粉尘混合，由输送设备送入均化库内均化储存。出磨的废气汇入窑尾收尘器进行除尘后达标排放。出磨生料经连续取样器取料，X-荧光分析仪分析，采用QCS 生料配料质量控制系统，使出磨生料的合格率达到70%以上。立磨产量稳定在85~90t/h，其中电石渣（干基）的投料量为12~14%，入磨物料平均综合水份为13.25%。

4.4 预分解系统

预热器是预分解系统的重要组成部分，主要有旋风筒、上升管道、下料溜管和锁风翻板阀等部件组成，其作用是物料热交换和料气分离。常温物料经预热器预热后进入分解炉的温度可达750-800℃，入窑物料温度可达850℃左右。由于生料中的Ca(OH)2在2#和3#旋风筒已脱水分解成CaO ，入窑生料CaCO3分解率可达90%以上。本设计选择低阻型、高分离效率的新型四级旋风预热器，并结合对分解炉预热器的优化，使1#筒出口负压控制在4500Pa 以下。由于本项目使用的原料性能较为独特，从皖维公司新1#线运行过程中可以看出其所使用的在线分解炉存在较严重的结皮堵塞问题，综合权衡，本项目决定采用半离线的RSP 型式的分解炉进行针对性、改进型的开发设计。经过带低阻高效四级旋风预热器和喷旋式分解炉预热、分解后入

F3.2×52m 回转窑，日产熟料1000～1200t ，熟料热耗为3680kJ/kg。分解炉用煤比例约为55%～60%，入窑生料的碳酸钙分解率达到90%以上。熟料冷却机采用新一代的控制流篦式冷却机，有效篦床面积为30.7m 2。出冷却机的熟料温度为环境温度+65℃。为破碎大块熟料，冷却机出口设有一台锤式破碎机，破碎后的熟料粒度≤25mm。熟料经链斗输送机送至熟料储存库。

4.5 实际运行效果

皖维公司水泥分厂新2线于2002年3月开工建设，2002年12月点火投料，并于2003年2月达标。其中立磨系统在窑系统稳定生产后，于2003年1月进行电石渣掺入试验，石灰石、砂岩、铁粉的投料量为80t/h，电石渣投料量达到12t/h，取得了较好的效果。窑系统2002年12月12日点火烘窑，12月20日正式投料，2003年1月11日～14日烧成系统在生料不掺电石渣的情况下，连续72小时稳定运行，累计生料投料量5637t ，约合熟料3458t （生料理论料耗1.50），折合1152t/d，熟料烧成热耗约为3545kJ/Kg-cl，熟料f-CaO 、升重合格率>85%，熟料强度≥58MPa，达到设计指标。同年1月18日～21日烧成系统在生料掺加电石渣（干基10~13%）的情况下，连续72小时稳定运行，累计生料投料量 5118t ，约合熟料3239t （生料理论料耗1.44），折合1080t/d，熟料烧成热耗3421kJ/Kg-cl，熟料f-CaO 、升重合格率>85%，熟料强度≥58MPa，也达到并超过设计指标。 2003年3月生产线投入正常运营，至2003年底，当年共生产水泥熟料28.95万吨，熟料热耗3410kJ/kg-cl，熟料28天平均强度58.2MPa 。

5 废渣综合利用业绩表

1、淄博宝生环保建材有限公司电石渣替代石灰石干磨干烧水泥生产线(1200t/d新型干法水泥生产工艺、电石渣代替80%石灰石，年处理30万吨电石渣，国内首条新型干法生产线) 。

2、皖维公司108万吨/年废渣处理环保技改工程(6000t/d新型干法水泥生产工艺、电石渣代替15%石灰石，年处理108万吨各种废渣) 。

3、皖维公司18万吨/年废渣处理环保技改工程(1000t/d新型干法水泥生产工艺、电石渣代替15%石灰石，年处理18万吨各种废渣) 。

4、江维公司五级旋风预热窑水泥熟料生产线(300t/d五级旋风预热窑干法水泥生产工艺、电石渣代替全部石灰石) 。

5、福维公司湿改干水泥熟料生产线(带压滤湿法回转窑水泥生产工艺、电石渣代替全部石灰石) 。

范文二：电石渣生产水泥简介

电石渣生产水泥简介

王育智１

吴铭生２

（１．新疆天业集团汇业信息有限公司；２．新疆石河子青松天业水泥公司，石河子市８３２０００）

中图分类号：ＴＱ１７２．４

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００７－６３４４（２００７）０２－００３４－０２

１原、燃材料（见表１）

（１）电石渣。电石渣主要成分是Ｃａ（ＯＨ）２，其

渣，Ｆｅ２Ｏ３含量可达６５％以上。

（４）燃料。采用自备煤厂的烟煤，低位发热量达

ＣａＯ含量在７０％左右，水分８０％，电石渣浆中１０￣５０μｍ颗粒在７５％以上，０．０８ｍｍ筛余在２０％以内。（２）粘土质原料。新疆生产水泥的粘土质原料丰

富，如黄土、黄沙、页岩、品位高，易烧性好，易磨性好。

——硫酸（３）铁质校正原料。采用硫酸厂废渣—

表１

物料名称电石渣黄沙黄土页岩煤灰粉煤灰石膏柠檬酸渣硫酸渣

２５０８０ｋＪ／ｋｇ以上。

（５）混合材。采用自备热电厂的干排粉煤灰，达一级品要求。

采用天然二水石膏和柠檬酸渣作水泥（６）石膏。缓凝剂。

％

ＣａＯ７０．０２３．２０６．６１２．６４９．１６９．８２３７．８６３．３６

１．４６４１．２５４８．００１．７５ＳＯ３０．０７

ＭｇＯ０．３００．４５０．２５２．０３２．５０３．５００．４２５．２５

Ｆｅ２Ｏ３０．２５３．５０４．７２６．５２９．８４９．０８０．２４７４．１０

原、燃材料化学组成

Ｌｏｓｓ２３．５０２．８５７．５０５．３４７．７６７．８７０．５７

ＳｉＯ２３．７０７５．００５９．７９６２．０６５３．０４４５．３２０．４６１０．３０

Ａｌ２Ｏ３１．７０１２．００１３．８８１６．７３１７．９３１８．９３０．２４３．３２

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 秒时，９９．９％的二哐部密闭，在负压下工作，全部废气经大布袋除尘器处恶英会分解。而在高温下分解的氯化物与烟气中的ＨＣｌ在３００℃附近，又会迅速组合理，完全达到国家垃圾焚烧烟气排放标准。

成二哐恶英类物质。

恶英的措施５．３立窑焚烧垃圾中抑制二哐

恶英彻底分为了保证垃圾焚烧过程中产生的二哐

解，在立窑的废气处理中增加了二燃室，如果立窑燃烧温度低于８５０℃，所有废气进入二燃室后喷油、补氧进行二次燃烧，温度高达１０００℃左右，保证在燃烧过程中产生的二哐恶英彻底分解；为了抑制冷却过恶英，我们增加了余热锅炉发电设备，程中产生的二哐

快速冷却废气，把废气温度快速冷却到１５０℃以下，恶英的含量；急剧降温后的废气，最大限度的降低二哐

还是含有少量的二哐恶英，通过半干法加活性炭等净恶英；所有工作场合全化工艺彻底消除废气中的二哐

６结束语

用立窑焚烧垃圾，投资少、营运费用低，和投资

数亿元的炉排炉相比，更贴近中小城市的实际。以人口１０万的小城市计算，每天产生的垃圾约１５０吨，用一台立窑焚烧刚好满足要求。经过１０年的摸索、实践，在用立窑焚烧垃圾技术上已经基本成熟，废气完全可以处理，废渣也能循环利用。由于条件的局限，尚有许多地方需要改进。当然，焚烧垃圾主要是社会效益，没有经济效益，投资和营运费用都需要政府的补贴，还需要政府加大投入力度，进一步推动垃圾焚烧技术的发展！

【收稿日期：２００６－０８－１５】

－３４－ＳＩＣＨＵＡＮＣＥＭＥＮＴ

烧生产熟料（其工艺流程见图１），考虑了产量低，入窑之前采用了烘干，水份在１％～２％之间，干法中空窑生产。

目前第二、三条日产熟料２５００ｔ／ｄ生产线设计采用新型干法生产，其工艺流程见图２。

２生产工艺选择

（１）采用湿磨干烧工艺。

（２）烘干电石渣浆水份后采用新型干法生产水

泥熟料工艺。

图２。（３）工艺方案见图１、

（４）方案选择。熟料１２００ｔ／ｄ生产线采用湿磨干

烘干机

回转窑

图１工艺流程之一图２工艺流程之二

３质量

表２

熟料化学组成

４结

％

ＣａＯ６６．２５

ｆＣａＯ０．６０

论

熟料化学组成及物理性能见表２、表３。

Ｌｏｓｓ０．５７

ＳｉＯ２２１．９４

Ａｌ２Ｏ３５．６２

表３

（１）电石渣生产水泥国内不足１０条生产线，大多采用湿法窑生产，而我公司采用湿磨干烧工艺非常成功。

熟料热耗低，因为ＣａＣＯ３（２）电石渣生产水泥、

分解温度为７５０°Ｃ，而电石渣中Ｃａ（ＯＨ）２分解温度仅为５８０°Ｃ，两者吸热差为５０１．６ｋＪ／ｋｇ。

（３）电石渣是乙炔气生产中的废渣，充分利用了它具有环保和循环经济的意义。

收稿日期：２００６－０７－１４】【

Ｆｅ２Ｏ３４．２４

熟料物理性能

０．０８ｍｍ筛

筛余／％

１．２

比表面积／（ｍ２／ｋｇ）３天强度／ＭＰａ５．５／２６．７

２８天强度／ＭＰａ９．０／５７．９

３６０

! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! "

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! "

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"

第二届水泥工业用耐磨材料技术研讨会

定于５月１６日在郑州召开

本刊讯】由中国建材机械工业协会耐磨材【

料及抗磨技术分会和新世纪水泥导报杂志社主办的第二届水泥工业用耐磨材料技术研讨会将于５月１６日在郑州紫荆山宾馆召开（５月１５日报到）。自２００５年１０月，首届水泥工业用耐磨材料技术研讨会在成都胜利召开后，行业人士更加关注高性能耐磨材料的研发状况和在水泥行业的应用水平和实际效果。为了继续系统地展现当今水泥工业用耐磨材料新技术和交流其应用经验，促进高性能、高技术含量、高性价比耐磨材料的推

广，中国建材机械工业协会耐磨材料及抗磨技术分会和新世纪水泥导报杂志社决定在郑州举办以提高耐磨材料应用水平，降低水泥企业运营成“

本”为主题的第二届水泥工业用耐磨材料技术研讨会，本次会议集专家论坛、技术交流和产品展示于一体，还将举行《水泥工业耐磨材料与技术应用手册》首发及赠书仪式。本次会议由郑州机械研究所特种焊接材料研究室和洛阳鹏飞耐火材料有限公司协办。

●本刊编辑部●

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四川水泥

－３５－

范文三：电石渣生产水泥熟料的工艺

第１２期２００６年１２月

中国氯碱

ＣｈｉｎａＣｈｌｏｒ－Ａｌｋａｌｉ

Ｎｏ．１２Ｄｅｃ．，２００６

３５

电石渣生产水泥熟料的工艺

包先法

（中国建材集团合肥水泥研究设计院，安徽合肥２３００５１）

摘

要：电石渣是乙炔法生产聚氯乙烯产生的废渣，利用电石渣生产水泥熟料是电石渣综合利用中用

量最大、最彻底、技术最成熟的方法。实现资源综合利用工艺方案发展循环经济。分析了国内各种利用电石渣生产水泥熟料工艺的特点，认为选择新型干法预烘干干磨干烧工艺是最具发展前途的工艺。关键词：电石渣水泥；生产工艺；方案选择中图分类号：Ｔ１７２．４＋

文献标识码：Ｂ

文章编号：１００９－１７８５（２００６）１２－００３５－０６

Ｐｒｏｃｅｓｓｏｆｃｅｍｅｎｔｃｌｉｎｋｅｒｂｙｃａｒｂｉｄｅｓｌａｇ

ＢＡＯＸｉａｎ－ｆａ

（ＨｅｆｅｉＣｅｍｅｎｔＲｅｓｅａｒｃｈ＆ＤｅｓｉｇｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｈｉｎａｂｕｉｌｄｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌＧｒｏｕｐ，Ｈｅｆｅｉ２３００５１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣａｒｂｉｄｅｓｌａｇｉｓｔｈｅｗａｓｔｅｒｅｓｉｄｕｅｏｆＰＶＣｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｂｙａｃｅｔｙｌｅｎｅｍｅｔｈｏｄ．Ｃｅｍｅｎｔｃｌｉｎｋｅｒｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｂｙｃａｒｂｉｄｅｓｌａｇｉｓｍｅｔｈｏｄｓｗｉｔｈｆｕｌｌ，ｔｈｏｒｏｕｇｈａｎｄｗｅｌｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｒｅｓｏｕｒｃｅｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎｅｃｏｎｏｍｙｗｅｒｅｒｅａｌｉｚｅｄ．Ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｅａｃｈｃｅｍｅｎｔｃｌｉｎｋｅｒｐｒｏｃｅｓｓｂｙｃａｒｂｉｄｅｓｌａｇｉｎｄｏｍｅｓｔｉｃｗｅｒｅａｎａｌｙｓｅｄ．ｄｒｙｐｒｅｂａｋｉｎｇ，ｄｒｙｇｒｉｎｄｉｎｇ，ａｎｄｄｒｙｂｕｒｎｐｒｏｃｅｓｓａｒｅｂｅｓｔｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃａｒｂｉｄｅｓｌａｇｃｅｍｅｎｔ；ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ；ｐｒｏｊｅｃｔｓｅｌｅｃｔｉｏｎ

电石渣是乙炔法生产聚氯乙烯产生的工业废渣，２００５年我国电石渣的排放量超过１４００万ｔ，历年积存的电石渣量逾亿吨。随着电石渣的存量和年排放量的增加，长期堆放污染环境占用土地资源，已制约ＰＶＣ生产企业的可持续发展，对电石渣的有效利用日益迫切。电石渣其他应用技术的研究也取得进展，如代替石灰对火电厂烟气脱硫、用来生产硅钙板和新型墙体材料、作为生产涂料的添加剂等，但所使用的电石渣量均较小，难以消耗掉全部电石渣。

１．５ｔ电石，每吨电石消解产生１．２ｔ电石渣（干基）。

电石渣颗粒细微，大部分粒径为１０～１５μｍ，（占６０％～８０％），８８μｍ筛余物一般占３％～９％，相对密

度较小，黏附性强。

我国水泥年产量超过１０亿ｔ，水泥工业石灰石的消耗量巨大，生产１ｔ水泥熟料约需一千二百八十公斤优质石灰石。

表１表明电石渣完全可用做生产水泥熟料的钙质原料，充分利用电石渣能节省不可再生的石灰石资源，减少ＣＯ２气体排放，保护环境，还可以减少几十元的处理费用。

１引言

电石与水通过下列消解反应生成乙炔气和电石

渣。

２

ＣａＣ２＋２Ｈ２Ｏ→Ｃ２Ｈ２↑＋Ｃａ（ＯＨ）２↓

电石渣的化学成分见表１，生产过程中以湿基

电石渣生产水泥熟料的工艺进步

我国利用电石渣生产水泥熟料始于２０世纪

７０年代，当时主要采用传统湿法窑生产，随后出现

机立窑、立波尔窑，还有小型五级旋风预热器窑。由于生产工艺落后，规模小，能耗高，生产成本高，企业

排放，其中水的质量分数为９０％～９２％，经沉降池浓缩后，仍有７０％～每生产１ｔ聚氯乙烯需要消耗８０％。

３６

表１

烧失量

甲厂乙厂丙厂丁厂一般

中国氯碱

电石渣的化学成分

２００６年第１２期

ＳｉＯ２４．２６４．１０２．７４４．３０

Ａｌ２Ｏ３１．８４１．４５１．５６２．５９

Ｆｅ２Ｏ３０．１３０．４８０．０７０．３４

ＣａＯ６７．６７６７．６３６９．８５６８．３６

ＭｇＯ０．４２０．１２０．９４０．３４

Ｒ２Ｏ０．０２４０．０３５０．０２０．０６ＳＯ４

２－

Ｃｌ－０．０２０．０３０．０１０．００９

２５．３１２５．２５２４．０８２２．９６２４～２７

０．２０．２５０．０５０．０７

２．２～５．０１．５～３．００．１～２．０６５～６９０．５～１．５０．０２～０．１５０．１～０．５０．０１～０．０３

经济效益差。随着水泥生产工艺的技术进步和对电石渣研究的深入，利用电石渣生产水泥熟料的工艺也在不断进步，目前国内利用电石渣生产水泥熟料使用较多的工艺有以下几种。

水泥熟料，其工艺流程见图１。这种工艺保留了传统湿法工艺流程简单等特点，电石渣配比高，一般全部代替石灰石，由于增加了机械脱水装置，使入窑生料中水的质量分数为由５５％降到３２％～３４％，熟料烧成热耗有所降低。但传统湿法工艺的缺点没有根本改变，熟料烧成热耗仍然高；窑单位容积产量低；单机生产能力小不能大型化；企业的规模效益难以实现。另外校正原料须加水粉磨，每生产１ｔ熟料需要多消耗０．１５ｔ水。

２．１半湿法工艺

将成分基本稳定的电石渣浆与另外粉磨的校正

原料浆通过贮库调配成水的质量分数约为百分之五十五的生料料浆，通过压滤机压滤脱水成水的质量分数为３２％～３４％的料饼，再送入湿法回转窑煅烧成

这种工艺在实际生产中存在以下问题。（１）电石渣料饼黏附性强，通过窑尾链条带时易产生黏结堆积。

（２）压滤机间歇式操作，滤饼直接入窑，无法保证喂料均匀性，引起窑热工制度流动，严重时影响窑的正常运转。

（３）入窑料饼采用双管螺旋输送机喂料，易产生粘结；且设备长期处于高温烟气中，虽有保护套但运行可靠性仍难保证，影响窑的运转率。

这种工艺最先用于福维公司水泥厂%２．５ｍ／

料生产线采用%４．６ｍ×１６０ｍ回转窑，年产熟料

４２万ｔ，年利用电石渣约四十二万吨。

２．２湿磨干烧工艺

２．２．１湿磨－干法长窑煅烧

将成分基本稳定的电石渣浆与另外粉磨的校正原料浆通过贮库调配成水的质量分数为百分之五十五左右的生料料浆，通过压滤机压滤脱水成水的质量分数为３２％～料饼采用破碎烘干机破３４％的料饼。碎，烘干后由旋风收尘器收集入干法长窑煅烧成水泥熟料，破碎烘干机的热源为窑尾八百五十摄氏十度左右的废气，其工艺流程见图２。这种工艺电石渣配比高，一般全部代替石灰石，但是它有与半湿法工艺一样的缺点，熟料烧成热耗高；窑单位容积产量低，单机生产能力小，不能大型化；

企业的规模效益

３．１ｍ×７８ｍ湿法窑的改造。目前投产和在建的有

６００ｔ／ｄ、８００ｔ／ｄ、１３００ｔ／ｄ熟料等规模的生产线，８００ｔ／ｄ熟料生产线采用%４ｍ×１４５ｍ回转窑，年产熟料２６万ｔ，年利用电石渣约二十六万吨；１３００ｔ／ｄ熟

第１２期包先法：

电石渣生产水泥熟料的工艺

３７

难以实现。校正原料须加水磨粉，每生产１ｔ熟料也需要多消耗０．１５ｔ水。

这种工艺在实际生产中也存在以下问题。（１）同半湿法工艺一样，压滤机间歇式操作，滤饼直接经破碎烘干入窑，无法保证喂料均匀性，引起窑热工制度波动，严重时影响窑的正常运转。

（２）窑内煅烧和窑尾烘干所需热量都由窑头喷煤燃烧供给，有时相互制约。窑内煅烧状况的变化影响破碎烘干机的烘干效果使入窑生料水分波动，而入窑生料水分的波动又将影响窑正常的热工制度。

（３）破碎烘干过程需要足够的时间，否则烘干不足将使入窑生料水分偏大和破碎烘干机出口废气偏高，正常生产时不应该采用喷水措施降低废气温度。

目前投产的有１０００ｔ／ｄ熟料的生产线，采用

渣约三十二万吨。

２．２．２湿磨－半干法预分解窑煅烧

将成分基本稳定的电石渣浆与另外粉磨的其他

组分料浆通过贮库调配成水的质量分数为百分之四十左右的生料料浆，或将含电石渣的配合原料一起粉磨制成水的质量分数为百分之四十左右的生料料浆，通过压滤机压滤脱水成水的质量分数为２３％～

２５％的料饼。料饼采用破碎烘干机破碎烘干后由旋

风收尘器收集入半干法预分解窑煅烧成水泥熟料，破碎烘干机的热源为窑尾预热器出口６５０～７００℃的废气，其工艺流程见图３。这种生产工艺将湿法制备的生料和预分解窑煅烧相结合，回转窑单位容积产量较高，熟料烧成热耗比半湿法工艺大幅降低，但系统工艺流程复杂，操作难度较大，电石渣配比不高，一般为１５％，而全部生料浆脱水造成机械脱水装置

! ４．３ｍ×９６ｍ回转窑，年产熟料３２万ｔ，年利用电石

３８

中国氯碱２００６年第１２期

庞大。其他原料也加水粉磨，每生产１ｔ熟料需要多消耗０．６ｔ水。

这种工艺由于窑尾设有二级预热器和分解炉，可以通过调节分解炉用煤来适应滤饼水分的波动，使入窑生料水分相对稳定；对滤饼直接经破碎烘干入窑，喂料不匀引起的窑热工制度波动也有一定的调节作用，但不能完全消除这种影响。

电石渣配比不高制约这种工艺的发展，带分解炉的二级预热器出口废气温度限制了破碎烘干机的入料水分。根据以前国内外湿法窑湿改干的经验，这种工艺预热器出口废气温度可以调节到

分数为２３％～２５％。一般认为，若使压滤后生料浆的水分小于２７％～２９％，电石渣的掺入量不宜超过

３０％。

目前投产和即将投产的有１０００ｔ／ｄ、２０００ｔ／ｄ熟料两种规模的生产线，１０００ｔ／ｄ熟料生产线采用

’３．２ｍ×５２ｍ回转窑，年产熟料３０万ｔ，年利用电石渣

约六万吨；２０００ｔ／ｄ熟料生产线采用’４ｍ×６０ｍ回转窑，年产熟料６０万ｔ，年利用电石渣约十二万吨。

２．３新型干法干磨干烧工艺２．３．１直接入磨干磨干烧工艺

先将电石渣浆通过压滤机压滤脱水成水的质量分数为百分之三十五左右的料饼，然后与石灰石等其他原料一同配料，采用烘干能力强的立式磨利用窑尾废气对这种高湿生料进行烘干粉磨；成品生料经均化计量后进入新型干法预分解窑煅烧成水泥熟料，其工艺流程见图４。这种生产工艺采用先进的立式粉磨和窑外分解窑煅烧等技术，回转窑单位容积产量高，熟料烧成热耗低，电石渣经过压滤机械脱水装置少，但电石渣配比不高，一般为１５％。

７４０～７６０℃，在窑尾回灰喂入破碎烘干机而减少入

窑生料量时，允许生料中水的质量分数最高为

２７％～２９％。对电石渣性能的研究表明，电石渣的掺

入使生料浆脱水性能变差，随着电石渣掺入量增加，生料浆经压滤机压滤后的水分也越来越大。普通生料浆压滤后滤饼中水的质量分数为１５％～１８％，纯电石渣浆压滤饼中水的质量分数为百分之三十五左右，含电石渣１５％的生料浆压滤后滤饼中水的质量

电石渣配比不高同样制约这种工艺的发展，因为当前立磨设备正常运行允许入磨风温低于４５０℃，从而限制了其烘干能力。根据理论计算，电石渣配比达到２０％是有可能的。其另一个缺点是滤饼直接入磨，喂料均匀性无法保证，出磨生料成分容易波动。

最早投产的是皖维公司新二线１０００ｔ／ｄ熟料生产线，采用’３．２ｍ×５２ｍ回转窑，年产熟料３０万ｔ，

年利用电石渣约六万吨。有些水泥企业正采用这种工艺改造现有的新型干法水泥生产线，以实现利用少量电石渣。

２．３．２预烘干干磨干烧工艺

直接入磨干磨干烧工艺电石渣配比不高，若电

石渣经预烘干到含水分＜１５％入磨，则其配比可提高到６０％以上（替代８０％以上石灰石），

同时便于稳定

第１２期包先法：

电石渣生产水泥熟料的工艺

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配料提高电石渣入磨的稳定性，预烘干干磨干烧工艺因此应运而生。

国内首条采用预烘干干磨干烧工艺的高掺电石渣新型干法生产线于２００５年８月在淄博宝生环保建材公司点火投产，设计能力１２００ｔ／ｄ熟料，年产熟料３６万ｔ，年利用电石渣约三十万吨，总投资

程是先将电石渣浆通过７－ＸＭＺ５００箱式压滤机压滤脱水成含水分百分之三十五左右的料饼，然后用

２５ｍ高效烘干机烘干至水分＜１５％入库与其! ３ｍ×

他原料一同配料，再采用烘干能力强的ＨＲＭ１９／２２

立磨利用窑尾废气对这种高湿生料进行烘干粉磨；成品生料经均化计量后，进入! ３．２ｍ×５２ｍ新型干法预分解窑煅烧成水泥熟料，其工艺流程见图５。

１．２亿元（含水泥粉磨，包装发运）。其主要工艺过

该生产线成功地解决了以下关键技术问题。（１）电石渣滤饼烘干。为烘干机研制了特殊结构的高效扬料板，适合烘干水分百分之三十五左右的滤饼，烘干终水分＜１５％；综合利用电石炉含ＣＯ、ＣＨ４的高温尾气作为烘干热源。

（２）电石渣生料烘干粉磨。针对电石渣生料须研磨的物料比例小而须烘干的水分大的特性，研制出具有４５～６０ｔ／ｈ粉磨能力和８０～９０ｔ／ｈ烘干能力的

量还可以提高，完全可以全部代替石灰石。该生产线的成功运行消除了业内对采用新型干法预分解窑煅烧高掺电石渣生料的疑虑。

预烘干干磨干烧工艺采用先进的高效预烘干、立式粉磨和窑外分解窑煅烧等技术，回转窑单位容积产量高，综合能耗低，容易大型化形成规模效益，电石渣配比高处理量大，且与水泥工业发展的主流工艺技术一致。但有工艺环节较多、流程较复杂的缺点。

正在设计的其他生产线有１６００ｔ／ｄ熟料生产线，采用! ３．５ｍ×５４ｍ回转窑，年产熟料４９．６万ｔ，年利用电石渣约四十二万吨；２５００ｔ／ｄ熟料生产线采用! ４ｍ×６０ｍ回转窑，年产熟料７７．５万ｔ，年利用电石渣约六十五万吨。

ＨＲＭ１９／２２型专用立磨。

（３）窑尾预分解系统。根据高含电石渣生料热工

特性的差异和易粘附的特点，开发出高效低阻并显著防堵的ＨＸＰＧ５／１３Ｄ（ＲＢＨ）型窑尾预分解系统。

２００５年１０月正式投产以来的生产数据显示，电石渣掺量高达６０％（替代８０％石灰石），整个烧成

系统运行稳定，入窑生料分解率９０％～９７％，窑产量

３

３．１

对选择电石渣生产水泥熟料工艺的看法

应符合国家的产业政策

目前国家对水泥行业的产业政策是发展具有经

１２７９ｔ／ｄ以上，最高１４００ｔ／ｄ，熟料平均标号６０ＭＰａ以上，熟料烧成热耗低于３１８０ｋＪ／ｋｇ，熟料ｆ－ＣａＯ及

升重合格率均大于８５％，熟料最高月产量超过根据该生产线窑和预３８０００ｔ（窑投料运转率９２％）。

分解系统的运行状况分析，随着对电石渣生料煅烧特性的掌握和操作的进一步熟练，生料中电石渣掺

济规模的新型干法窑外分解生产工艺，控制水泥总量，淘汰高能耗的落后生产工艺，并要求单线生产能力达到控制规模。新型干法干磨干烧工艺煅烧高掺电石渣生料技术已经成熟，在国家对利用电石渣生

４０

中国氯碱２００６年第１２期

产水泥没有新的政策出台前，新建属淘汰之列的干湿法和湿磨－干法长窑煅烧的工艺路线与目前的国家水泥行业产业政策相悖。

约能源和资源，降低运行成本，提高企业的经济效益。几种电石渣生产水泥熟料工艺的能耗见表２。新型干法干磨干烧工艺节煤、节水优势显著，对于煤炭储采比不足百年、水资源并不充足的我国国情来说，节能节水尤其重要，不能以处理电石渣而消耗大量能源和资源为代价。当前煤价居高不下，水泥行业一些湿法窑企业因煤耗高而停产，因而企业选择工艺

３．２注重节能和综合效益

利用电石渣生产水泥熟料既处理了电石渣，又

综合利用资源发展循环经济，是企业新的经济增长点。因此选择电石渣生产水泥熟料的工艺要考虑节

表２

名称

生料中电石渣干基配比／％电石渣替代石灰石／％

窑尾废气烘干的物料中水的质量分数／％熟料烧成热耗（１０ｋＪ?ｋｇ）

３

－１

电石渣生产水泥熟料工艺的能耗

湿磨干法长窑湿磨半干法分解窑直接入磨干磨干烧

预烘干干磨干烧

半湿法

７５～７８１００３２～３４５．５～５．８／１８８～１９８６０～６５０．１５

７５～７８１００３２～３４５．６～５．９／１９１～２０１６５～７００．１５

１５１８２３～２５４．１～４．３／１４０－１４７６５～７００．６

１５１８１２～１５３．４～３．６／１１６～６０～７０／

６２～７０８０～９０１１～１４３．００～３．１７０．９０～０．９２１３２～１３９６０～７０／

电石渣预烘干热耗（１０３ｋＪ?ｋｇ－１）熟料标准煤耗（ｋｇ?ｔ－１）含烘干熟料综合电耗（ｋＷ??ｈｔ－１）湿磨工艺过程多耗水（ｔ?ｔ－１）

方案自然十分注重运行的能源成本。

另外电石炉的４００～６００℃高温尾气富含ＣＯ、

４结束语

利用电石渣生产水泥熟料是电石渣综合利用中

ＣＨ４等可燃气体，可以综合利用作为电石渣滤饼预

烘干的热源以降低综合能耗。

用量最大、最彻底、技术上最成熟的方法，而采用新型干法预烘干干磨干烧工艺具有节能节水节省土地、电石渣配比高处理量大、容易形成规模效益、运行成本低等众多优势，是电石渣生产水泥熟料工艺的首肯和发展方向。目前煤化工行业正在开发电石渣干排技术，水的质量分数仅为１０％～１２％，一旦成熟将为新型干法水泥干磨干烧工艺处理电石渣提供捷径。

参考文献：

［１］张平洪，周明，朱大来，等．电石渣首次在新型干磨干烧生产线的成功利用．水泥工程，２００４，（３）：７１［２］潘

炯．湿磨干烧技术在废渣治理中的应用．水泥，２００２，（３）：１１

［３］谷胜余，袁曙光．以电石渣为原料的水泥生产线的设计．新世纪水泥导报，２００４（增刊）：５８

［４］钮一民．湿法窑改造还是湿磨干烧好．水泥科技，１９９９，（２）：２［５］孙义燊．水泥厂湿磨干烧热经济分析．水泥．石灰，１９９５，（１）：３

收稿日期：２００６－０９－０１

３．３适应电石法ＰＶＣ的发展趋势

为适应国家对煤化工行业的宏观调控，电石

法ＰＶＣ的建设规模向大型化发展。年产ＰＶＣ超过

３０万ｔ的煤化工企业很多，有的已达６０万ｔ，拟建的

最大规模年产ＰＶＣ高达１００万ｔ，相应的电石渣排放量为５４万ｔ、１０８万ｔ、１８０万ｔ。利用如此大量的电

石渣生产水泥，预烘干干磨干烧工艺的电石渣配比高易大型化的优势凸显，处理１８０万ｔ电石渣最多建设２条生产线，规模效益显著。如采用其他生产工艺，只能采取群窑方案建设众多生产线并行，占地面积大，生产人员多，也不便于生产管理。

３．４用于生产特种水泥

电石渣中Ｒ２Ｏ质量分数低，一般小于０．１５％，可

以用来生产低碱水泥。

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

（上接第１４页）

二个面向，即面向未来，面向世界。面向未来就是要坚持科学发展观，倡导“责任关怀”的理念，引领行业的健康发展。面向世界就是在全球经济一体化的背景下，加强国际交流和合作，融入世界氯碱的发展之中。在市场、技术、环保、安全、职业健康等各个领域，在世界氯碱发展中发挥更大的作用。

三个服务，即服务政府、服务行业、服务企业，这是我们协会的宗旨，我们要坚持不渝、协会才能保持旺盛的生命力。

作为我个人，我将紧紧依靠全体会员单位，依靠秘书处，在石油和化学工业协会的的指导下，在各位老领导的关怀下，努力工作，贡献我的一份微薄的力量，为中国氯碱行业的发展铸就新的篇章。

范文四：使用100_电石渣的水泥生产线

通讯地址 :新疆建材设计研究院 , 新疆 乌鲁木齐 830000;

收稿日期 :2008-10-04;

编辑 :吕 光

使用 100%电石渣的水泥生产线

Cement Production Line Operated with 100%Calcium Carbide Sludge

□□ 孙传毅 , 侯向群

中图分类号 :TQ172.44文献标识码 :B 文章编号 :1001-6171(2009) 03-0047-03

1项目概况和工艺流程

青松天业股份有限公司利 用 工 业废渣建设年产 30万吨的水泥项目 位于新疆石河子市天业化工园区 , 是 天 业 化 工 年 产 20万 吨 PVC 的 配 套 工程 , 要求 100%电石渣替代石灰质 原料生产水泥 , 按 1000t 熟料规模建 设 , 由新疆建材 设 计 研 究 院 设 计 总 包 , 并负责调 试 达 标 达 产 。 项 目 从

2005年 6月开始动工 , 12月 15日点

火投产 , 建设期约 6个月 , 总 体 投 资

1.4亿 。 2006年 3月完成达标达产过

程 , 熟料稳定在 1100t /d , 窑系统运转 率大于 85%, 各品种产品水泥符合国 家标准 。 该生产线熟料段的工艺流程 框图见图 1。

其中 , 区别与传统水泥生产工艺 的关键工序环节是 , 湿法生料磨 , 料 浆搅拌池及搅拌机 , 箱式压滤机 , 烘 干锤式破碎机系统 。 与传统水泥生产 方法相同的有煤 粉 制 备 喷 煤 燃 烧 系 统 , 4.3m×96m中空回转窑及水平推 动篦式冷却机系统 。 下面介绍重点环 节 、 关键过程的调试概况 。

2关键工艺的调试过程 2.1原料选择及配料

电石渣是化工石灰石电石 法 制 乙炔过程中的付产物 , 主要成分是碱 性 Ca (OH)2·2H 2O 及部分 Ca(HCO3) 2。

其完全脱水反应大约在 580℃ 进 行 , 且每温度段副反应较多 , 而 CaCO 3分 解温度在 850℃ 左右 , 这种差别造成 电石渣较石灰石反应活性好 , 形成共 熔温度低 , 要求烧成温度低 , 热 耗 也 偏低 , 但容易出现煅烧不正常窑况 ,

影响窑的长期 安 全 运 行 。 在 生 产 阶 段 , 首要解决的是原料及配 料 , 摸 索 其配合运行规律 。 事实证明 , 电石渣 水泥虽然采用中空回转窑工艺 , 但其 配料则呈现预分解窑配料部分特点 , 即需要较高的 SM 。 由于点火初期 ,

原

47

2009/3

水泥技术

表 1生产线原料 、 生料浆 、 入窑生料粉化学成分 , %原料名称 水分

烧失量

SiO 2Al 2O 3Fe 2O 3CaO MgO SO 3合计

电石渣浆 7023.53.661.680.2469.680.360.0799.2砂岩 5.03.1171.3711.843.692.511.870.1794.6页岩 4.08.6259.0212.694.926.912.110.42

94.7硫酸渣 3.53.0312.542.174.433.613.2198.9煤 灰 57.6820.227.437.132.595.0黑料浆 625.1855.9911.1114.635.092.0594.1生料浆 65

19.316.143.973.3455.190.7198.7熟料

0.21

21.68

5.26

4.95

65.56

1.14

98.8

表 2熟料化学全分析及熟料物理检验指标数据

生料 /熟料

C 3S %

C 2S %

C 3A %

C 4AF %

fCaO %

凝结时间 , h :min 安定性 抗压强度 , MPa

KH SM

AM

初凝

终凝

3d 28d 1.05/0.922.21/2.121.2/1.160.1416.95.5415.050.981:151:55

合格

28.6

56.8

料中未参加砂 岩 , 采 用 三 组 分 电 石 渣 、 页岩 、 铁粉配料 , 窑内反应料非常 易烧 , 结大块 , 频繁推车 , 窑皮几乎形 不成 , 且熟料过烧 , 成分不合格 , fCaO 高达 8.0%左右 , 安定性溃烂 ; 运行 3d 后 , 辅助料中加入砂岩 (一 种 盆 地 风 积沙 ), 窑况和 产 品 发 生 根 本 改 变 ,

fCaO 符合指标 , 窑皮逐渐形成 , 窑内

推车现象杜绝 , 熟料安定性合格 , 充 分表现了电石渣差 异 于 石 灰 石 在 中 空回转窑的特点 。 在 原 料 选 择 调 整 上 , 设计院调试组很快找到规律 , 最 终确定采用电石渣 、 砂岩 、 页岩 、 硫酸 渣四组分配料 , 率值控制 :KH=0.92±

0.02; SM=2.2±0.1; AM=1.3±0.1。

在稳定配料上 , 由于操作的是浆 体体积配合 , 而 目 标 是 干 基 成 分 配 比 , 配料过程受两种浆体水分变化影 响大 , 而化工产物电石渣浆水分变化 在 50%~90%之间 , 且具有不确切性 , 调试前期 , 只有通过辅料 (黑浆 ) 浓度 的稳定再与变化的电石渣浆 (白浆 ) 体积配合 , 控制较大的搅拌池混合浆 量 , 减少波动 , 后经专业论 证 在 化 工 厂园区浓缩池增建了一座 3500m 3浓 度搅拌池 , 即来自浓缩池的电石渣浆 先行进入搅拌池进 行 浓 度 均 化 后 再 泵送至水泥厂料浆储存库 ; 同时 , 又 增加了三台料浆体流量计 , 分别计量 黑浆体积 、 白浆体积以及配合浆总体 积 (以前配库是量库高度计量体积配 合 ), 这些设施 、 设备的投 入 , 使 配 料 问题得到根本改善 , 月生料入池合格 率达到 70%以上 , 稳定了生产的首要 工序 , 但电石渣浆的粘附沉淀问题有 待解决 。 研究实验表明 , 电石渣浆完 全沉淀时间仅有 20min , 如何保证料 浆库不沉淀 , 保证随时放出 库 , 目 前 没有更好的办法 。 青松天业水泥厂主 要是增加了三台螺杆式空气压缩机 , 即加大压缩空气用量 , 不间断吹扫库 底区域 , 减缓沉淀 , 这也相 应 增 加 了 生料的电耗 。 表 1为该生产线原料 、 生 料 浆 、 入 窑 生 料 粉 化 学 成 分 , 表 2为熟料化学全分析 及 熟 料 物 理 检 验

指标数据 。

2.2料浆压滤过程

此环节是该种工艺关键工序 , 因 搅拌池配合料浆是含水 60%~80%的 浆体 , 全部入窑系统热工除 水 , 显 然 不经济 , 设计中采用先行机械压滤除 水工艺 , 可以除去浆体中至少 50%以 上的附着水 , 成为含水 30%左右的料 饼 。 水分及供料的连续性是本过程重 要控制指标 , 这两项指标直接影响着 咽喉设备烘干破碎 机 的 产 量 及 安 全 运行 。 调试经历了艰难的过程 。 压滤 系统还兼有入窑计量功能 , 在此环节 计量 , 简单易行 , 可靠准确 。 考虑到工 艺线的连续时效性 , 不宜计量入窑生 料粉 , 料饼的输送完全可以采用胶带 输送机 , 在北方须严密考虑压滤厂房 及输送廊道的保温 , 否则冬季无法运 行 。 因电石渣中残存少量乙炔气体等 有机物 , 料浆储存输送及压滤环节应 该严格防火 、 防爆 、 防渗漏 。 在调试阶 段 , 出现了料浆库爆炸 , 车 间 出 明 火 等安全事故 , 应引以为戒 。 另压滤循 环水最好考虑二级 沉 淀 处 理 泵 回 化 工厂乙炔车间往 复 利 用 , 在 化 工 环 节 , 最好设置循环上清液除氯装置 , 削弱微量元素对水 泥 生 产 过 程 的 影 响 。

2.3烘干锤式破碎机及分选系统

该系统包括锁风下料器 , 烘干破

碎机 、 喷水降温系统 、 旋风收尘系统 、 管道阀门以及输送设备 , 系统工况条 件均呈强负压工作状态 , 能量动力全 部来自窑尾排风机 , 该系统设计配置 操作调节要充分考 虑 窑 内 系 统 与 烘 干破碎能量的平衡 , 在操作方面 , 烘 干破出口需要较大的压强 , 将物料抽 送到处于高位的旋风沉降系统 , 这样 烘干破才能发挥能力 , 电流负荷得到 保证 , 锤头磨损也小 , 但是 窑 内 煅 烧 会产生大量热量 , 同时还要保证窑内 烧成带的相对稳定集中 , 这就呈现一 组矛盾 , 解决这组矛盾的最佳办法是 设置窑头至烘干破进口的三次风管 , 当然这个三次风管 与 预 分 解 窑 传 统 意义上的作用有所不同 , 设计院在该 生产线提产技改中 , 已经考虑 。 我们 在调试过程中是通 过 加 大 尾 排 风 机 拉风 , 辅之加大投料量 , 同 时 在 窑 尾 烟室处放入冷风方法 , 解决弱化这组 矛盾的 。 事实情况是 , 窑内煅烧产生 大量热量 , 致使 烘 干 破 温 度 严 重 超 高 , 锤头及其衬板寿命大大缩短 , 而 喷入水量 , 由于雾化不好 , 致 使 破 碎 机频繁湿底 , 电流超高跳闸 , 最 好 采 用进口高温喷淋装 置 并 辅 之 以 冷 风 降温方式 , 效果较好 。 毋庸置疑 , 烘干 破是该窑系统的关键 , 设计及操作中 处理好烘干破与窑 内 的 几 组 矛 盾 是 窑系统安全长期高效运行的核心

。

48CEMENT TECHNOLOGY 3/2009

3

窑系统的操作

设计 方 在 主 持 石 河 子 青 松 天 业 电石渣水泥厂调试达产 , 以及观察了 解生产运行一年来 , 结合该生产线特 点 , 提出以下技术管理 、 操 作 参 数 要 点 (仅针对该生产线 ):

3.1调整煤管 , 改善火焰形状 , 兼顾 煅烧 , 火焰柔顺 , 形状完整 。

3.1.1

重点 煤 管 调 整 , 内 、 外 及 煤 风

稳定 , 综合考虑最好能保持内 5、 外 8用一次风 , 正常煅烧煤管位置处于距 离窑口窑内 500mm 处 , 煤管尽量与 窑保持平行 , 并处于窑断面第四象限 (X+150mm; Y-200mm ) 处 。

3.1.2适当减少一次风用量 , 一次风 压控制在 28.0kPa 以下 。

3.1.3

窑速不宜过快 , 保持物料窑内

填 充 率 恒 定 , 其 正 常 生 产 控 制 在

0.8r /min 以下 。 3.2提高窑前温度 , 保持烧成高温 带相对集中 , 提高二次风温度 。 3.2.1

篦床推动速度不宜过快 , 稳定

料层厚度 , 1100t /d , 其速度控制宜在

9.0n /min 以下 。 3.2.2

篦冷机各室风机 , 尤其二 、 三

室及一室平衡风机 风 量 风 门 开 度 适 当加大 , 保证二次风量供应 , 窑 前 清 晰 。

3.2.3现阶 段 可 考 虑 适 当 减 少 窑 头

拉风 , 这样 , 可适当降低进 窑 头 电 收 尘温度及热量 , 对于稳定窑内温度分 布也有益 。

3.3兼 顾 烘 干 破 及 窑 的 热 工 平 衡 ,

控制窑内拉风 , 宜采取加大尾排风机 拉风及适当在窑尾 点 火 烟 帽 放 入 冷 风方法 , 这样即保持烘干破电流 , 又 可稳定入烘干破温度 , 从而使窑内烧 成带分布集中 , 提高煅烧效率 。 此观 点 , 是鉴于窑内煅烧与烘干破热工系 统配置不平衡所 致 , 建 议 该 窑 尾 密 封 , 现阶段可暂不处理 。 另针对本系 统特点 , 不宜控制生料小仓仓位 , 双 管转速尽可能大 , 目的是使生料煅烧 受热过程连续 , 尽快达到系统热工平 衡 , 也可减少热损失 。

3.4挂好窑皮 , 稳定热工 , 保护窑皮 窑主窑皮长度 14.0m 左右 , 较之

石灰石预分解窑皮偏短 , 窑口前端约 有 4.0m 冷却带 , 在 17.0至 24m 处于 窑皮活跃段 , 该段耐火砖应该选择热 震稳定性次数多的材质砖 , 不宜选择 易粘挂窑皮的砖质型 。 毋庸质疑 , 窑 皮挂的好 , 保护好 , 窑砖龄就长 , 消耗 就低 , 尤其在窑龄期到换砖 后 , 开 窑 运行前两天 , 以挂窑皮为主 , 四 班 统 一操作 , 窑速不宜过快 , 但 投 料 量 也 不宜过少 , 保证窑内填充 , 窑 内 适 当 控制拉风等 。 挂窑皮期间 , 配料方面 可适当提高料的耐火度 , 事实证明 , 难烧料易结圈 , 形成窑皮 厚 , 而 要 求

的窑皮料具有 (相对正常 工 况 ) 较 高 的 KH , 较高的 SM , 适当的 AM , 以及 需要控制较高的煅烧温度 , 此阶段可 不以烧熟料的 fCaO 为主 , fCaO 指 标 可适当放宽 , 熟料可考虑单独堆放 , 搭配使用 。

4函待解决的问题

(1) 电 石 渣 浆 库 中 粘 附 沉 降 及 沉

淀问题 。

(2) 窑内窑皮粘挂不牢 , 较之石灰 石分解窑 , 砖耗 (3.5kg /t 熟料 ) 偏高 , 系统运转率偏低 。

(3) 水泥凝结时间偏短 , 搅拌站用 水泥和易性略差 。

笪

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2009/3

水泥技术

范文五：天山股份阜康电石渣熟料水泥生产线开建

10月18日，新疆天山股份阜康3×2500t／d电石渣熟料水泥生产线开工奠基，这是继2007年天山股份与中泰化学在乌市米东工业园合作建成第一条电石渣制水泥生产线后，双方再次合作建设的电石渣制水泥生产线。自治区政协副主席、经信委主任王永明参加奠基仪式。

该项目总投资预计10亿元，年产水泥300万吨，年消化电石干渣216万吨，目前先期建设的第一条日产2500吨的电石渣水泥生产线，投资预计3．45亿元，2012年2月建成投产后可年产水泥100万吨，满足重点工程对优质高强度新型干法水泥的需求，年消化电石干渣72万吨，可解决就业200多人。

据天山水泥股份有限公司董事长张丽荣介绍，该项目的石灰石原料主要来自新疆中泰化学股份有限公司120万吨聚氯乙烯树脂生产线排出的电石渣，项目的实施拓展了现有化工产业链，实现了资源、产品到废渣再利用的完整循环，是消除电石渣污染的最有效途径。

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