电石渣特性对新型干法水泥工艺的影响图文精.docx

电石渣特性对新型干法水泥工艺的影响图文精.docx

《电石渣特性对新型干法水泥工艺的影响图文精.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电石渣特性对新型干法水泥工艺的影响图文精.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电石渣特性对新型干法水泥工艺的影响图文精

２０１１年第５期

新世纪水泥导报

Ｎｏ．５

２０１１

Ｃｅｍｅｎｔ

ＧｕｉｄｅｆｏｒＮｅｗＥｐｏｃｈ

考题论递

■■■■■———■——■●■■■■●—■■——————■■■■■■●■■■■■—■＿●—■■■■■■■■■■■■●■—■—●——■■■■■●■—●■——●■■■—一ＩＩ

Ｉ——●■—■—————●

中图分类号：

ＴＱｌ７２．４４

文献标识码：

Ｂ

文章编号：

１００８・０４７３（２０１１）０５－０００５－０４

电石渣特性对新型干法水泥工艺的影响

赵洪陈孝灵党剑飞李强

成都建筑材料工业设计研究院有限公司，６１００５１

摘要利用电石渣生产水泥熟料已成为处理电石渣污染的重要方法。

电石渣的原料特性对整个新型干

法生产工艺系统的影响较大，包括电石渣输送、电石渣烘干、生料制备、烧成系统、水泥制成系统工艺控制等，因此新型干法电石渣生产水泥熟料的工艺必须与电石渣的特性相适应。

关键词电石渣水泥熟料工艺影响

０引言

电石渣是电石法生产聚氯乙烯（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｃｈｌｏｒｉｄｅ，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，但电石渣的特性对水泥生产过程有较大的影响，怎样针对这些特性合理有效地配置水泥生产系统是此项技术的关键，电石渣特性对新型干法电石渣制水泥工艺的影响研究也是解决水泥生产应用的课题之一。

１电石渣特性

１．１电石渣的基本特性

电石渣的特性与电石法乙炔的生产过程、电石的性质、生产电石的石灰石质量、生产电石所使用的焦炭质量等诸多因素有关。

其主要特性包括：

电石渣的脱水性能，电石渣的粒度。

电石渣的储存输送性能，电石渣粉体的容重、真密度。

电石渣的热性能，电石渣的化学性能（包括主要化学成分、电石渣中氯、硫、碱等有害元素的含量、有刺激性气体的释放、水蒸汽的影响），电石渣的烧结性能等。

其特性已经在有关文献…中进行了详细的描述。

主要的特十生如下：

（１）电石渣的保水性较强．脱水比较困难，要节能降耗并有效利用热能。

应优化工艺流程，精

心设计选择高效节能装备。

（２）电石渣颗粒较细，容重轻，在不同状态

下表现出与石灰石原料不同的特性，在脱水、储

存、输送、计量、收尘、预热等环节都需要考虑。

（３）电石渣在４００ｏＣ时开始分解，分解温度

约为５８０℃，低于石灰石的分解温度。

（４）电石渣中的硫、碱、氯等有害物含量波动较大，与化工生产过程密切相关，而在新型干法电石渣制水泥生产中需要对生料中的硫、碱、氯等有害物含量进行严格的控制。

（５）电石渣生料的易烧性影响因素比较复杂，电石渣生料的配料率值、生料的细度、电石渣干粉的细度、辅助原料的矿物来源、辅助原料的细度等因素均对电石渣生料的易烧性有一定的影响。

２电石渣特性对新型干法生产工艺的影响

电石渣与石灰石的物理特性、化学特性均有较大的差异，这些差异势必对利用石渣作为钙质原料煅烧水泥熟料的工艺设计与传统的新型干法工艺有一定的差别，在Ｔ程设计的各个环节都需要考虑

电石渣特性的影响。

２．１电石渣特性对电石渣预处理系统的影响电石渣的预处理系统一般包括电石渣的初级脱水系统、机械脱水系统、滤饼输送系统、烘干及集尘系统、干粉储存等不同的阶段。

电石渣的特性对预处理过程中各个阶段均有不同程度的影响。

２．１．１初级脱水系统

电石湿法乙炔Ｔ艺产生的大量的电石渣浆体的同含量较低，水分含量约８５％。

９５％左右，在

５

万方数据

２０１１年第５期

Ｎｏ．５

２０１１

赵洪，等：

电石渣特性对新型干法水泥丁艺的影响

专题论篷

初步的脱水工艺中，一般采用自然沉降的方式进行处理，然后进入机械脱水系统。

经过自然沉降后，电石渣浆体的固含量会上升，水分含量一般约为７０％一８０％左右，不同工厂的电石渣其保水性不同，经过浓缩后的电石渣浆体水分含量也不相同。

２．１．２机械脱水系统

电石渣机械脱水方式较多，由于其具有良好的保水性，目前一般采用板框压滤机对电石渣脱水，当压滤系统控制较好时，电石渣滤饼可以获得较低的水分，而且水分比较稳定。

对后续的输送及烘干过程均有利；当压滤系统控制较差时，则电石渣的水分波动较大，而且电石渣的水分较高，对后续的输送及烘干过程均不利。

在电石渣的烘干过程中需要电石渣滤饼均匀喂料，因此要求电石渣滤饼卸料稳定、水分稳定。

板框压滤机的工作过程是间歇操作，因此需要多台压滤机组合形成一个Ｔ作单元进行循环来满足电石渣滤饼的连续稳定下料。

目前一个压滤操作单元一般采用的压滤机台数为５台或６台，也有极少数的生产厂家选择４台或７台。

多种选择的不同是由于板框压滤机的故障率较高，需要经常检修，备用台数不同造成的。

一般情况下如果选择５台压滤机作为一个操作单元，需要较高的操作水平方可满足生产要求。

目前也有不少化工生产企业增／ＪｎＮ６台甚至７台，增加了备用压滤机的数量，同时提高了压滤时间，获得水分较低的滤饼，有利于后续的输送和烘干过程。

也有少数生产厂家选择４台压滤机作为一个操作单元，但实际效果并不理想。

２．１．３电石渣滤饼输送系统

经过压滤后的电石渣需要输送进入烘干系统，对于距离较短的情况可以采用链板式输送机输送。

目前也出现了采用管道泵送电石渣，其优点比较明显，但其故障率较高，使用效果不太理想。

因此对电石渣滤饼的输送一般仍然采用皮带机输送，在输送过程中，需要对皮带的选择和输送角度进行慎重选择。

一般情况下，输送电石渣的皮带机倾斜角度越小越有利；对皮带机的选择与普通的皮带输送机选择方式有所不同，在选择的过程中将兼顾皮带机的输送能力和物料撒落等问题。

２．１．４电石渣烘干系统

随着生产丁艺的不同，对电石渣的烘干系统选择也不同：

当电石渣的使用量较小，其对石灰石的替代率在１５％以下时，将电石渣直接喂入生料磨

６

就可以满足烘干要求。

当电石渣利用的规模扩大，则需要预先烘干电石渣，目前采用的烘干装置主要有两种：

回转式烘干机、锤式烘干破碎机。

当使用回转式烘干机时，电石渣烘干系统与水泥熟料烧成系统相互独立。

其优点在于两系统的相互独立，相互之间不受明显干扰，对电石渣的喂料量和水分的波动变化更适应，回转式烘干机操作要求不高，粗放的操作方式可以满足要求；其缺点在于热效率较低，综合热耗增加，同时需要建立单独的热烟气供应系统和废气处理系统，增加了设备投资和相应的土建投资，而且烘干的终水分不能满足生料的要求，一般只能将电石渣的水分烘干到１０％～１５％，还需要再次进入生料磨粉磨烘干，增加了电石渣干粉落地中转的次数，对环保不利。

当使用锤式烘干破碎机时，一般与窑尾预分解系统相结合，采用窑尾排出的高温烟气作为烘干的热源，预热器的级数则根据烘干对烟气温度的要求进行调整，一般设计为两级，预分解系统与烘干系统使用同一套废气处理系统。

其优点在于系统热利用效率较高，预分解系统发生结皮堵塞的几率大幅度降低，减少了一套废气处理装置，节省了固定投资，烘干效果较好，直接达到生料的要求；缺点在于对烘干破碎机的操作要求较高，要求喂料比较均匀，水分比较稳定，否则容易造成烘干破碎机堵塞，导致整条生产线的停产，目前该问题已经比较好地得到了解决，运行良好的湿磨干烧生产线已经证明了该烘干方式是可靠的。

２．１．５电石渣集尘系统

电石渣颗粒较小，比重较轻，在空气中容易飞扬，给电石渣的集尘带来了困难。

电石渣经过烘干后的集尘系统一般采用两级收尘的方式，一般首先采用旋风收尘器进行初步集尘，然后采用袋收尘器或者电收尘器进行收尘，达到大气污染粉尘排放指标，同时尽可能地收集电石渣干粉。

在集尘系统中，初级旋风收尘系统变化较小，但第二级收尘系统与电石渣的烘干方式有关，当采用锤式烘干破碎机烘干时，烟气中的水蒸气含量很高（高达３８％），普通的袋收尘器难以满足运行要求，一般采用５电场的电收尘器收尘。

２．２电石渣特性对生料制备系统的影响

２．２．１电石渣粒度变化对生料制备系统工艺的影响电石渣的原始粒度较细，满足生料对细度的要求，但是在烘干的过程中，颗粒之间发生聚结现

万方数据

２０１１年第５期

Ｎｏ．５

２０１１

新世纪水泥导报

ＣｅｍｅｎｔＧｕｉｄｅｆｏｒＮｅｗＥｐｏｃｈ

专题论述

象，造成烘干后的电石渣粒度较粗，不再满足生料对粒度的要求，因此需要对电石渣再次进行粉碎。

当采用烘干破碎机烘干电石渣时。

解决烘干后的电石渣粒度较粗的问题可以从两方面去进行：

第一，可以将电石渣重新投人生料磨中完成粉磨，同时完成与其它物料组分的初步混合；第二，在烘干的过程中进行分选，粗粉返回烘干破碎机循环，细粉则作为产品收集，与其它物料的混合则采用其它的混合方式。

从电石渣的细度对生料易烧性的影响试验中可以知道，当电石渣的细度满足生料要求时，电石渣不再需要粉磨，可以直接参与生料配料。

２．２．２电石渣的流动性对储存及计量系统的影响电石渣经过干燥后具有良好的流动性，同时粒子之间的粘附力较强，在储库内容易压实，给稳定卸料带来了困难。

当储库内的料位太高，下层的电石渣被压实，卸料比较困难，而使用压缩空气时则一涌而出。

不能稳定卸料；而储库内的料位太低时，电石渣没有经过压实，其流动性得不到控制，卸料时一涌而出，无法控制．因此电石渣储存需要选择一个合适的储库，保证电石渣卸料的稳定。

电石渣在生料中的比例很大，其准确计量对生料的质量稳定影响很大。

在实际丁程设计中必须选择计量能力大、精度高、扬尘小的计量装置，传统的皮带秤计量方式在实际生产中并不合适。

另外物料卸料的不稳定给配料的准确计量造成很大的困难，使生料质量波动大，工况难以稳定，熟料的质量也得不到保证。

２．２．３电石渣特性对输送系统的影响

电石渣干粉颗粒细小，容重较低（约０．６ｄｍ３），粉体的基本特性也与石灰石生料的有一定的差别。

其输送方式和输送装置都需要根据电石渣的特性来设计，不能套用传统的生料输送方式。

电石渣粉体流动性良好，采用传统的皮带输送装置不能满足输送量的要求，而且扬尘太大，电石渣较低的容重要求输送装置的规格较大。

２．３电石渣特性对预热预分解工艺的影响２．３．１电石渣烘干对预分解系统的影响

采用湿式电石渣作为钙质原料煅烧水泥熟料时．将电石渣烘干系统与预分解系统进行整合，采用窑尾预热器ｍ口的高温烟气作为烘干的热源．电石渣烘干系统和预分解系统共用一套废气处理系统，这是目前采用湿式电石渣作为钙质原料生产水

泥的比较合理的电石渣烘干方式。

为了满足高水分电石渣的烘干要求，窑尾预热器排出的高温烟气的温度、气体量必须受到相应的控制，需要根据电石渣的水分的变化，灵活调节高温烟气的温度。

当电石渣的水分较高时，烘干烟气需要较高的温度和气体量，反之亦然，但都必须同时满足电石渣生料预热预分解的要求。

由于需要烘干水分较高的电石渣，预热器出口的烟气温度较高。

这样预热器的级数必然较少，当电石渣的水分变化时，对预热器的级数要求也会发生变化，因此在预热器系统还需要采用分料的方式，即多点喂料来实现对高温烟气温度的灵活控

制。

２．３．２电石渣的物化特性对预分解系统的影响

电石渣粉体中含有大量的细颗粒，在旋风分离中不容易分离造成旋风预热器的分离效率较低，回灰量太大，对输送系统的影响很大，同时也造成电石渣干粉化学成分的波动。

电石渣的热分解特性与石灰石相比差异较

大，主要表现在分解温度、分解热及分解产物，因

此对预分解系统的控制参数将不一样。

石灰石的分解温度约８００ｏＣ，分解炉的温度一般控制在８５０～８８０ｏＣ。

电石渣的分解温度约５８０ｏＣ，因此分解炉的温度控制范围较宽，ＥＰ６３０—８８０ｏＣ，可以根据实际要求灵活地调节分解炉的出口烟气温

度。

石灰石的分解热为ｌ

６６０

ｋＪ＆ｇ。

电石渣的分解

热为１

１６０

ｋＪ／ｋｇ，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。

石灰石的分解产物为ＣａＯ和ＣＯ，，而电石渣分解的主要产物为ＣａＯ和Ｈ，０，当使用石灰石作为钙质原料时，在分解炉内石灰石分解产生的ＣＯ，和燃料燃烧产生的ＣＯ，都会抑制分解反应的发生。

但ＣＯ：

不会对预热器内粘结堵塞产生负面的作用。

当使用电石渣作为钙质原料时，分解产生的水蒸气和燃料燃烧产生的ＣＯ：

不会共同对分解反应产生抑制作用，仅仅分解产生的水蒸汽会抑制分解反应的发生，但是水蒸气会降低共熔物的熔点．对预热器内发生粘结堵塞产生负面作用。

２．３．３电石渣对烘干系统和预分解系统整合的影响

湿式电石渣烘干方式的不同对预热预分解系

７

万方数据

２０１１年第５期

Ｎｏ．５

２０１１

赵洪，等：

电石渣特性对新型干法水泥工艺的影响

考题论述

统的影响也不一样。

当湿式电石渣采用烘干破碎机进行烘干时，一般采用与窑尾预分解系统进行整合，采用窑尾预热器排出的高温烟气作为烘干热源，则必须将预分解系统与烘干系统一体化操作，包括电石渣的喂料、生料喂料、燃料喂料、生料分料等。

当系统稳定运行时，要保持电石渣滤饼的喂料均匀，若波动较大会直接影响烘干破碎机的稳定运行。

当电石渣的水分升高，则烘干烟气的温度需要相应提高，可以通过改变分料的比例，提高燃料的使用量来实现；当电石渣的水分降低，则烘干烟气的温度可以降低，可通过直接降低燃料的使用量来实现。

当电石渣喂料不均匀，将严重影响烘干破碎机的运行，使烘干破碎机内的温度不断波动，烘十破碎机容易发生堵塞，造成烘干系统被迫停止。

同时由于烘干与预分解系统的一体化，预分解系统也被迫停止，严重影响窑系统的运转率。

当湿式电石渣采用回转烘干机进行烘干时，电石渣烘干系统与预分解系统是相互独立的。

单独建市电石渣同转式烘干系统，该系统可以拥有自身的运转率，不受到其它系统的影响。

预分解系统也不再考虑烘干烟气的要求，完全按照自身的特点来设计预热预分解系统＝但是其缺点也很明显，热效率较低，综合热耗增加，同时需要建立单独的热炯气供应系统和废气处理系统，增加了设备投资和相应的土建投资＋而且烘干的终水分不能满足生料的要求，一般只能将电石渣的水分烘干到１０％～１５％．还需要再次进入生料磨烘干．增加了电石渣干粉落地中转的次数，对环保不利。

２．４电石渣特性对回转窑煅烧系统的影响

目前电石渣对回转窑煅烧系统的影响主要表现在电石渣生料的易烧性上．从前期试验情况看，当生料的细度满足要求时，电石渣生料的易烧性良好．不会对回转窑煅烧系统产生不良的影响＝当入窑生料的温度在７５０℃以上时，回转窑的规格不需

节能降耗科学发展－。

要进行针对性设计，按照常规的回转窑规格即可以满足熟料煅烧要求；当人窑生料的温度较低时则需要对回转窑的能力进行进一步的核算，一般情况下可以采用适度放大回转窑的规格来满足熟料产量的要求。

２．５电石渣特性对水泥制成系统的影响

电石渣与石灰石分解后得到的ＣａＯ的烧结性能不一样，晶体结构也不一样，利用电石渣制水泥熟料得到的主要矿物（Ｃ，Ｓ）的晶体形态也不一样。

利用电石渣生产的水泥熟料可以获得较高的强度，同时易磨性良好，因此水泥制成系统的单位能耗相对较低。

３结束语

（１）作为生产水泥熟料的钙质原料，电石渣的特性与石灰石差别较大，在Ｔ艺设计中会直接受到电石渣特性的影响。

（２）电石渣的特性会影响其在预处理过程中的输送，对它输送方式的选择要根据所输送的电石渣的特点来确定。

（３）电石渣粒度较细，但是在烘干过程中容易发生粘结现象，因此电石渣滤饼的烘干需要同时考虑烘干和破碎的需要。

（４）电石渣的物理特性与石灰石差别较大，因此在电石渣干粉的输送和储存过程需要按照其特性参数来设计。

（５）电石渣的热分解特性与石灰石的差别很大，冈此对预分解系统的设计和操作也不一样；

（６）利用电石渣生产的水泥熟料．其晶体结

构可以获得更高的强度：

参考文献

…高敏．文柏鸣．电石渣制的原料特性研究…新世纪水泥导报，２００９（２）

（１Ｉ芟稿日期：

２０１Ｉ一０６—２５）

万方数据