論電石渣生產水泥與傳統石灰石生產水泥能耗優勢

電石渣是電石法生產聚氯乙烯（簡稱ＰＶＣ）過程中電石水解反應的副產物。隨著經濟的發展，我國的ＰＶＣ工業保持著快速增長的勢頭，生產裝置能力不斷擴大，裝置規模日趨結構合理化．工藝技術水平不斷提高。目前我國生產ＰＶＣ樹脂的原料有70％以上來自電石．因電石法ＰＶＣ生產的發展，電石渣的排放量也逐漸增多，給環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年著手開發電石渣制水泥項目，至今已建成兩條電石渣水泥生產線，水泥設計產能達到200萬噸/年。從傳統的濕法長窯逐步向新型干法窯轉型，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原料時，分解爐內的熱負荷降低，分解爐內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、生產工藝和設備不同

1、生產窯型不同

熟料煅燒在水泥生產過程中耗熱量最大，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窯燒成系統，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節能的一項重要措施。我公司生產線在設計中，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，每年節約標準煤近萬噸。

3、改善燃燒條件

回轉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，有利于分解爐內煤粉的燃燒，降低熱耗。

三、充分利用循環經濟產業鏈中固體廢物

我公司在設計中充分考慮了利用工業廢渣—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。利用工業廢渣作為生產水泥的原料，不僅符合國家的產業政策，而且有效的治理了工業廢渣造成的環境污染，有很好的社會效益，更給企業帶來了可觀的經濟效益。

四、公司投產后能耗指標控制情況

2018-2019年能耗指標控制情況一覽表

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