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1、电石炉废气废渣的综合利用摘要:电石是高能耗、高排放行业,为号召国家节能减排的重要任务,本文从电石炉尾气利用、尾气余热利用、电石渣代替石灰石生产水泥加以探讨,既节约成本,又实现废气、废渣的综合利用。实现循环经济,降低电石、水泥行业的生产成本,减少环境污染,这也是当今电石生产必然发展趋势。关键词:密闭电石炉 气烧石灰窑 尾气 电石渣一、前言电石生产属于高能耗、高污染、高排放行业,自身要消耗大量的电能,而且排放出大量的尾气(CO)。据资料统计,我国每年产生的电石炉尾气超过150亿m3,目前很多企业仍然将电石炉尾气以点燃火炬的形式排放,对大气环境污染特别严重,同时,造成能源的大量浪费。到2008年底,
2、我国将电石尾气的利用不到15亿m3,利用率仅10%。每年经济损失240万吨标准煤,同时排放约1200万吨CO2和90万吨粉尘。目前每年产生的电石渣(干渣)近500万吨,这对环境造成了很大的污染。随着环保意识的不断提高,发展节能环保的电石工业已是当务之急,这也给电石行业带来了很大的机遇和挑战,我公司电石生产积极响应国家的号召,充分利用电石炉尾气,将电石炉尾气经过干法净化后用于气烧石灰窑,将干法乙炔工序中产生的电石渣制水泥,实现废气、废渣的综合利用,达到电石炉尾气零排放。如何进一步利用电石炉尾气、电石渣的利用、粉料的充分利用,减少废气排放和环境污染,降低生产成本,已是当今社会企业迫不及待的课题。二
3、、大型密闭电石炉尾气综合利用基本途径1.电石炉尾气大型密闭电石生产中产生出高温炉气400600,主要成分CO。其主要化学反应方程式为:CaO + 3C CaC2 + CO,其中CO约占气体总量的7585%,炉气的成分取决于石灰的品质,石灰的煅烧程度至关重要。而采用大型密闭式电石炉生产每吨电石一般副产炉气450Nm3左右,折合标煤约0.17吨,可满足生产1吨石灰所需的能源。2.气烧石灰窑电石炉尾气稳定后,其热值为2600Kcal/Nm3,热值比较高,利用价值极高。所以,在电石生产中,配有套筒石灰窑装置,将所产生的炉气CO经过除尘、净化、冷却后送往石灰窑作为燃料使用,变废为宝,不仅实现了资源的有效
4、利用, 而且保护环境,实现了尾气的有效利用。气烧石灰窑是以CO作为燃料煅烧石灰石,气体在窑内分布均匀,煅烧石灰活性高、反应性能好,产量高、能耗低。同时,保证了电石生产稳定的高质量石灰原料,炉况稳定,电极易操作,电耗低。3.石灰窑尾气烘干碳材大型密闭电石炉,对原料的水分要求非常严格。因此,合格水分的炭材可以提高电石炉的稳定性,同时能防止发生电极事故。传统的兰碳干燥采用旋转式烘干机,用煤炭作燃料,工艺非常成熟。缺点就是在干燥过程中要消耗大量的煤炭,碳材停留时间短,烘干效果不佳,并且物料在回转过程中破损率非常高,会产生20%的粉末,原料利用率低,并且增加成本。我公司采用箱式隧道窑烘干炭材,并利用石灰
5、窑高温尾气(一般350400)的余热干燥碳材,可将20%的炭材水分干燥到1%以内。由于在炭材干燥过程中采用箱式烘干机,碳材在箱体内为静态烘干,物料在箱内停留时间较长,烘干效果好,破损率小,大大提高了炭材的利用率。将石灰窑燃烧的余热尾气,通过气体输送管道引至炭材烘干,作为烘干碳材的预热能量,可节省煤炭燃料,从而降低生产成本。三、电石渣制水泥1.电石渣电石渣是制取乙炔气、PVC等产品时产出的废渣,其主要成分是为Ca(OH)2, CaO含量高达65%70%,还有少量的二氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化镁、硫化物、磷化物等。据资料统计,国内每年产生的电石渣高达2.4108t,电石渣广泛用在水泥、建筑、化工
6、、冶金等行业。电石渣呈强碱性,pH13,含有少量硫化物、磷化物有害物质。传统的电石渣处理方法主要是择地堆放或填埋,不仅占土地资源,污染环境,而且容易被风吹起四处飞溅,形成粉尘产生二次污染。所以,如何合理利用废弃电石渣,减少环境污染,节约资源是当务之急。从上表可以看出,电石渣的主要成分是氧化钙,我公司用电石废渣代替石灰石作为原料生产水泥,有效抑制电石渣对环境造成的严重污染,实现了资源的综合利用,降低原料成本。2.电石渣制水泥乙炔工序是以电石为原料,在干法制取乙炔气体的过程中会产生很多的电石渣副产物。将原料磨完后直接入旋风预热器,经预热水分达到12 15%后与其它原料一同配料,再采用烘干能力强的立
7、窑尾气对这种高湿生料进行烘干粉磨,预热器出来后入回转窑烧成水泥熟料。而我项目以电石渣为原料,采用新型干法生产水泥,能耗低,生产规模大,电石配比高。利用电石渣替代石灰石生产水泥不仅很好地利用电石废渣,而且将少了传统制水泥对石灰石原料的消耗,使石灰石资源的利用价值进一步提高,同时减少环境污染。利用1吨电石渣可节省1.28吨石灰石,减少CO2气体排放0.56吨,也可以增加吸收窑尾废气SO2 气体减少其排放。四、展望与结语综上所述,在电石生产过程中,将电石炉尾气净化后用于气烧石灰窑,而石灰窑产生的高温尾气用于烘干碳材。在制取乙炔气过程中产生的电石渣用于制造水泥,是比较经济且符合资源的有效利用,体现了循
8、环经济的指导思想,节约了能源,大幅度的降低了产品的生产成本,并且附加值高,技术成熟可靠,大大提升产品在市场上的竞争力。宁东工业园建设“热电电石煤化工”一体化煤基化工多联产项目,通过加长产业链,增加产品附加值和企业抗风险能力,这是能源生产和供应形势多样化必然发展趋势。电石行业坚持走“低投入、低消耗、低排放、高利润”的能源综合利用型的发展之路,把发展循环经济,建设资源节约型、环境友好型的企业,是当今社会发展的需要。参考文献1汪乐丰.密闭电石炉尾气利用新途径J.中国环保产业,2009(10).2石峻,毛志伟,王琦,彭毅.全密闭电石炉尾气治理及综合利用J.中国环保产业,2007(2).3牛云辉,封培然.电石渣的应用现状J.中国氯碱,2010(11):35-37.4高俊,王素娥,林明丽,智科端.电石渣循环利用途径J.内蒙古工业大学学报,2011(3):255.5熊谟元.电石生产及其深加工产品M.北京:化学工业出版社,2004.4