干法乙炔電石渣全利用實現新型干法水泥生產工藝

　　前言

　　當今中國，“以盡可能少的資源消耗和盡可能小的環(huán)境代價，取得最大的經濟產出和最少的廢物排放”為核心的循環(huán)經濟已經成為經濟運行方式的主流，并將對中國未來經濟發(fā)展產生深遠影響。新疆天業(yè)作為全國化工行業(yè)第一批國家循環(huán)經濟試點單位，節(jié)約型的循環(huán)經濟沖出各種原料價格上漲推動氯堿產品價格上漲的重圍，為企業(yè)插上騰飛的翅膀，顯現出超強的競爭實力。

　　新疆天業(yè)通過產業(yè)循環(huán)組合，將聚氯乙烯生產中乙炔工序排出的廢棄物—電石渣全部用做生產水泥的主要原料，采用國家發(fā)改委鼓勵發(fā)展的新型干法水泥生產工藝，不僅生產出了完全符合國家標準的高質量水泥，又降低了水泥的生產成本，符合發(fā)展循環(huán)經濟的要求。

　　1  濕磨干燒和新型干法水泥生產工藝路線

　　目前國內較多的用電石渣生產水泥的工藝采用濕磨干燒的生產工藝。濕電石渣作為生產水泥的一種主要原料儲存在電石渣漿庫內，與按一定成份配比的黑生料通過濕法磨磨出合格的水分為43%左右的生料漿，兩者通過體積配庫，配制成合格的生料后，用泵送至壓濾機壓濾出含水為30%左右的料餅，再將料餅送入烘干破碎機，烘干后水分小于1.5%的生料進行入窯煅燒。但濕磨干燒的工藝熟料能耗較高，水資源浪費比較嚴重。

　　新型干法水泥生產線，對原料電石渣要求水分在4%以下，這就要求與之配套的乙炔裝置必須是干法乙炔裝置。新疆天業(yè)在2007年40萬噸聚氯乙烯項目及配套工程建設過程中，建設了一套日產2×2 000 t熟料的新型干法水泥工藝裝置，與之配套的乙炔裝置全部采用干法裝置。新型干法水泥生產線全國有許多家，但100%使用電石渣并配套干法乙炔裝置，在全國是第一家。新疆天業(yè)天辰化工有限公司新型干法水泥及干法乙炔配套裝置于2007年12月底開車至今，運行平穩(wěn)、正常。

　　新型干法水泥生產工藝是將干法乙炔產生的干電石渣（含水4%以下）通過管帶機送到干混電石渣鋼倉中通過皮帶稱，與之生料按一定的配比進烘干中卸磨磨出及選粉合格的生料(風積砂、硫酸渣、粉煤灰等)通過計量后共同進入窯尾干燥管中烘干、混合為1%水分的生料送到生料均化庫、窯尾三級窯外分解爐入窯進行煅燒。

　　2  濕磨干燒和新型干法水泥生產工藝對原料的要求

　　該項目充分利用新疆天業(yè)化工園區(qū)產生的電石渣、粉煤灰、硫酸渣、石灰渣、電石灰等工業(yè)廢渣作為生產水泥的原料。該廠址就近消化了廢渣，減少了廢渣運輸及倒運距離。

　　水泥生產的常規(guī)原料石灰石要求CaO質量分數在52%以上。而電石渣法水泥生產工藝，電石渣中CaO質量分數在70%以上，完全滿足水泥生產原料對CaO的含量要求。濕磨干燒水泥生產工藝對電石渣含水分沒有要求，因為在配料過程中，需要將各種原料配置到含水43%左右，然后送去壓濾、烘干。而新型干法水泥生產工藝則要求電石渣含水分必須控制在4%以下，以便進行干料混合。

　　新疆天業(yè)新型干法水泥生產線經過10個月的生產實踐，運行平穩(wěn)，原料廢渣選用適宜， 水泥強度高、質量好、成本低；與常規(guī)水泥生產的425硅酸鹽熟料質量3天抗壓強度(≥26MPa)高4～6MPa，28天抗壓強度(≥48MPa)高2～4MPa；其產品質量經自治區(qū)質檢部門檢驗，各項質量指標均符合相關產品標準要求，同時在顧客使用中均反映良好，得到了市場認可；說明100%利用電石渣替代石灰石生產水泥，同樣能夠達到相關標準要求，生產出優(yōu)質水泥產品。

　　3  干法乙炔工藝

　　與傳統的濕法乙炔生產工藝不同，公司在配套年產40萬噸聚氯乙烯生產中大膽采用了電石干法乙炔生產技術。干法乙炔工藝是將水以霧態(tài)噴在電石粉上使之水解，反應熱由水汽化帶走，經由洗滌塔進行水洗降溫除塵。這種生產方法具有低成本、污染小的優(yōu)越性，其廢棄物電石渣為含水量4%～10%干粉末，也為新型干法水泥的生產提供了良好的原料。

　　3.1  DCS全過程控制

　　新型干法水泥裝置要求原料電石渣含水份在4%以下。為保證電石渣含水分符合新型干法水泥的指標，干法乙炔裝置在電石加入發(fā)生器時采用計量裝置準確計量，發(fā)生器反應用水采用流量計進行精確計量，并通過DCS控制電石加入量及反應用水量，以此來確保電石渣水份。新型干法水泥和電石干法生產乙炔的生產過程均采用DCS集散型控制系統進行監(jiān)視、控制和管理，運行安全可靠等特點，適應現代化大型干法水泥生產線生產過程連續(xù)性，確保各主要生產環(huán)節(jié)穩(wěn)定、協調、高效的特點，滿足生產控制與管理要求。

　　3.2   輸渣系統在線檢測

　　傳統的水泥生產裝置為非防爆場所，一旦采用了電石渣生產水泥裝置，則會要求防爆等級隨之提高。因為如果乙炔生產裝置出現生產故障時，很容易使原料電石渣中含有乙炔氣，特別是干法乙炔生產的含水4%以下的干電石渣，乙炔氣更易溶在其內。為確保新型干法水泥生產裝置安全生產，在從干法乙炔到新型干法水泥的電石渣輸送線路上沿途安裝有在線乙炔分析儀及在線氧氣分析儀，分析數據通過數據線傳輸至DCS控制室。

　　3.3  上清液、廢次鈉回用

　　電石干法生產乙炔生產過程將洗滌過程產生的電石渣上清液循環(huán)回用，用于發(fā)生器氣相出口洗滌塔噴林降溫后，由泵送至增稠器沉降后，送壓濾車間，壓濾的清液和上清液匯合回用，代替循環(huán)水間接冷卻。清凈車間的廢次鈉也通過曝氣，使廢次鈉中溶解的乙炔氣全部釋放，然后部分用于配次鈉，使廢水達到了零排放，同時產生明顯的節(jié)水效果。因為廢次鈉的含氯水沒有進入到電石渣中，使電石渣中的氯根含量可完全滿足水泥的生產要求。是典型的循環(huán)經濟支撐技術。

　　3.4  密閉輸渣系統

　　作為新疆天業(yè)循環(huán)經濟鏈條中的關鍵一環(huán)——新型干法水泥裝置，肩負著消耗全部干法乙炔產生干電石渣的重任。因為新型干法水泥生產裝置和干法乙炔生產裝置均為全國首套裝置，為了確保生產過程能連續(xù)進行，在建設過程中，新型干法水泥裝置就建設了日產2×2000噸熟料的生產線，且電石渣輸送線路也有兩條，其一是采用埋刮板機輸送到電石渣庫，然后有管膠帶機送電石渣倉，其二是采用管膠帶機直接送電石渣倉。這樣，新型干法水泥生產裝置和電石渣輸送系統均有了備用系統。可確保干法乙炔產生的干電石渣能不斷的直接送到新型水泥生產裝置用于生產，確保水泥生產的連續(xù)性。同時，因為干電石渣采用的是埋刮板機和管膠帶機密閉輸送，避免了電石渣的堆放和揚塵，實現整個系統的安全文明生產，極大改善了周邊環(huán)境。

　　4 新型干法水泥生產工藝達到的效果

　　4.1  100%電石渣全利用

　　新疆天業(yè)公司現有年產40萬噸聚氯乙烯生產能力。理論上按每噸電石分解可產生干電石渣1.16 t計算，每年可產生72萬噸電石渣，沉淀后的電石渣顆粒十分細微，80%的顆粒在10～15μm范圍內，且顆粒均勻，比重較輕，是生產水泥優(yōu)質的石灰質主要原料。新疆天業(yè)年產130萬噸新型干法水泥生產項目，按噸水泥耗廢渣1.3計算，每年可消耗廢電石渣88.5萬t，足以將年產40萬噸聚氯乙烯生產過程中產生的電石渣全部利用完。

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　　4.2  消耗指標與水泥行業(yè)清潔生產指標的對比

　　新疆天業(yè)新型干法水泥生產裝置運行消耗情況與水泥行業(yè)清潔生產對比情況如下表：

　　從以上對比表中可以看出，新疆天業(yè)新型干法電石渣制水泥裝置能源利用指標完全達到水泥行業(yè)清潔生產要求，并且處于國內領先水平。

　　從目前的運行效果看，新型干法水泥裝置達到了預期的目的，熱耗由濕磨干燒的4600 kJ/kg熟料降低到新型干法水泥的3722 kJ/kg熟料，節(jié)煤21%以上。同時因為水泥裝置的原料均是天業(yè)集團內部各企業(yè)的廢棄物，生產的原料成本就低，再加之又使用了先進的新型干法水泥裝置，這均使水泥生產成本大大降低。以前這些廢棄物處置需要花費巨資，現在將這些廢棄物用于生產水泥，不但不用處置費，改善了環(huán)境，還產生了可觀的經濟效益。

　　5  結束語

　　新型干法水泥裝置及干法乙炔裝置自2007年12月開車以來，通過近半年的不斷改造，使生產運行平穩(wěn)正常，真正意義上實現了電石渣100%全利用生產水泥的工藝循環(huán)經濟鏈。

　　2008年4月國家發(fā)改委發(fā)布通知，鼓勵利用電石渣生產水泥。其中要求：新建、改擴建電石法聚氯乙烯項目，必須同時配套建設電石渣生產水泥等電石渣綜合利用裝置，其電石渣生產水泥裝置單套生產規(guī)模必須達到2000 t/d及以上，現有電石渣水泥生產線可以采用濕磨干燒生產工藝進行改造，新建電石渣水泥生產線裝置必須采用新型干法水泥生產工藝。

　　新型干法水泥裝置生產裝置規(guī)模為日產2×2000 t熟料，并且為100%電石渣替代石灰石生產水泥的新型干法水泥生產工藝，完全符合國家發(fā)改委的政策，而且在國家發(fā)改委通知之前，公司就完成了建設工作并投產，說明公司的循環(huán)經濟發(fā)展方向完全正確，符合國家的產業(yè)政策。