论电石渣生产水泥与传统石灰石生产水泥能耗优势

电石渣是电石法生产聚氯乙烯（简称ＰＶＣ）过程中电石水解反应的副产物。随着经济的发展，我国的ＰＶＣ工业保持着快速增长的势头，生产装置能力不断扩大，装置规模日趋结构合理化．工艺技术水平不断提高。目前我国生产ＰＶＣ树脂的原料有70％以上来自电石．因电石法ＰＶＣ生产的发展，电石渣的排放量也逐渐增多，给环境带来的压力日益加剧。将电石渣用于制水泥是大量处理电石渣的有效途径，宁夏金昱元化工集团有限公司从2004年着手开发电石渣制水泥项目，至今已建成两条电石渣水泥生产线，水泥设计产能达到200万吨/年。从传统的湿法长窑逐步向新型干法窑转型，水泥能耗指标也由准入值逐步向先进值靠拢，通过对比分析主要有以下优缺点：

一、主要原料理化特性不同

电石渣地物理性能及化学成分与石灰石不同外,生料煅烧时两者地化学反应过程有巨大不同.石灰石地主要成分是CaCO₃加热至750℃时开始分解,900℃时分解剧烈,反应式如下：

CaCO3→CaO+CO2↑ 

CaCO₃分解时,需要吸收大量地热量,反应热为1787.8 kJ/kg,是水泥熟料形成过程中消耗热量最多地一个过程。

电石渣的主要成分是Ca(OH)₂,在加热过程中,部分Ca(OH)₂会吸收气体中地CO₂形成CaCO₃加热至550℃时Ca(OH)₂开始分解,生成地部分CaO又会吸收气体中地CO₂形成CaCO₃在900℃以上时,上述两部分生成的CaCO₃会重新分解。上述反应如下：

Ca(OH)₂→CaO+H₂O

该反应为吸热反应,1kgCa(OH)₂反应热为1160.6kcal。

 CaCO₃→CaO+CO₂↑

该吸热反应,1kgCaCO₃反应热为1787.8 kcal。

从上述可以看出,石灰石的分解热为1787.8 kcal。电石渣的分解热为1160.6kcal，远低于石灰石的分解热。当使用电石渣为钙质原料时，分解炉内的热负荷降低，分解炉内燃料的使用量也降低．熟料烧成热耗也大大降低。其次，采用电石渣配料生料分解反应后地废气成分和废气量与石灰石配料不同。石灰石分解中产生的废气量大，带走的热量也就增加，能耗相对应会增加。

二、生产工艺和设备不同

1、生产窑型不同

熟料煅烧在水泥生产过程中耗热量最大，我公司熟料煅烧采用双系列3级低压损旋风预热器及CDCR分解炉和第四代可控气流篦式冷却机组成的新型干法回转窑烧成系统，熟料烧成热耗为3177kJ/kg熟料（760kcal/kg熟料）,与我国相同类型的新型干法回转窑熟料烧成热耗3762kJ/kg熟料相比,每千克熟料降低热耗586kJ,因此该系统热耗水平较先进。

2、充分进行余热回收利用

充分利用废气的余热是水泥工业节能的一项重要措施。我公司生产线在设计中，利用窑尾预热器排出的大约550℃的废气引入电石渣烘干的热源，使出磨物料水分小于1％；利用冷却机排出的废气作为入窑二次风、煤磨烘干、生料磨烘干热源；利用从窑头罩引出的大约800℃的废气作为入分解炉的三次风，上述几项措施可使窑尾、窑头废气的利用率达90%以上，每年节约标准煤近万吨。

3、改善燃烧条件

回转窑采用多通道喷煤嘴，可使入窑一次风量降到10% 以下，提高了高温二次风的比例，从而达到改善窑内燃烧条件，提高燃烧效率，降低烧成热耗的目的。同时采用可控气流式篦冷机，可充分回收冷却熟料的热量，提高三次风温，有利于分解炉内煤粉的燃烧，降低热耗。

三、充分利用循环经济产业链中固体废物

我公司在设计中充分考虑了利用工业废渣—电石渣、电厂粉煤灰、炉渣、硫酸渣、脱硫石膏、电石除尘灰、兰炭粉末等。每年可利用电石渣65万吨、粉煤灰45万吨、硫酸渣4万吨、炉渣6万吨、脱硫石膏5万吨、电石除尘灰3.8万吨、兰炭粉末0.9万吨。利用工业废渣作为生产水泥的原料，不仅符合国家的产业政策，而且有效的治理了工业废渣造成的环境污染，有很好的社会效益，更给企业带来了可观的经济效益。

四、公司投产后能耗指标控制情况

2018-2019年能耗指标控制情况一览表

从上表可以看出，从项目建成开车以来我公司能耗指标逐年下降，截止2019年五项能耗指标，有四项已经超出国家先进值。