新型干法電石渣生產水泥熟料工藝的淺析

汪 泳

(浙江中材工程設計研究院有限公司)

新型干法電石渣生產水泥熟料工藝的淺析

汪 泳

(浙江中材工程設計研究院有限公司)

本文筆者結合電石渣的特征分析了新型干法電石渣生產水泥熟料工藝中電石渣預處理系統、生料制備系統、回轉窯煅燒系統和水泥制成系統的具體要求，可供參考。

新型干法 水泥熟料工藝 工藝流程

一、引言

隨著我國經濟的飛速發展，PVC工業產業也得到快速的增長，生產裝置能力不斷擴大，裝置規模日趨結構合理化，工藝技術水平也不斷提高。電石渣是電石法生產聚氯乙烯(PVC)過程中電石水解反應的副產物。將電石渣用于制水泥是大量處理電石渣的有效途徑，對新型干法電石渣制水泥熟料工藝的進行改造也是解決水泥生產應用的重要課題之一。

二、新型干法電石渣生產水泥熟料工藝特征及流程

電石渣與石灰石的物理特性、化學特性均有較大的差異，這些差異勢必對利用石渣作為鈣質原料煅燒水泥熟料的工藝設計與傳統的新型干法工藝有一定的差別，在工程設計的各個環節要求具體如下：

1電石渣預處理系統

電石渣的預處理系統包括電石渣的初級脫水系統、機械脫水系統、濾餅輸送系統、烘干及集塵系統、干粉儲存等不同的階段。電石渣對預處理過程中的要求如下：

1.1初級脫水系統

新型干法工藝產生的電石渣漿體同含量較低，在初步的脫水工藝中，一般采用自然沉降的方式進行處理，然后進入機械脫水系統。經過自然沉降后，電石渣漿體的固含量會上升，水分含量增加，不同工廠的電石渣其保水性不同，經過濃縮后的電石渣漿體水分含量也不相同。

1.2機械脫水系統

電石渣機械脫水方式較多，由于其具有良好的保水性，目前一般采用板框壓濾機對電石渣脫水，當壓濾系統控制較好時，電石渣濾餅可以獲得較低的水分，而且水分比較穩定。對后續的輸送及烘干過程均有利；當壓濾系統控制較差時，則電石渣的水分波動較大，而且電石渣的水分較高，對后續的輸送及烘干過程均不利。

在電石渣的烘干過程中需要電石渣濾餅均勻喂料，因此要求電石渣濾餅卸料穩定、水分穩定。板框壓濾機的工作過程是間歇操作，因此需要多臺壓濾機組合形成一個工作單元進行循環來滿足電石渣濾餅的連續穩定下料。目前一般情況下選擇5臺壓濾機作為一個操作單元，需要較高的操作水平方可滿足生產要求。

1.3電石渣濾餅輸送系統

經過壓濾后的電石渣需要輸送進入烘干系統，對于距離較短的情況可以采用鏈板式輸送機輸送。目前也出現了采用管道泵送電石渣，其優點比較明顯，但其故障率較高，使用效果不太理想。因此對電石渣濾餅的輸送一般仍然采用皮帶機輸送，在輸送過程中，需要對皮帶的選擇和輸送角度進行慎重選擇。一般情況下，輸送電石渣的皮帶機傾斜角度越小越有利；對皮帶機的選擇與普通的皮帶輸

送機選擇方式有所不同，在選擇的過程中將兼顧皮帶機的輸送能力和物料撒落等問題。

1.4電石渣烘干系統

隨著生產工藝的不同，對電石渣的烘干系統選擇也不同：當電石渣的使用量較小，其對石灰石的替代率在15%以下時，將電石渣直接喂入生料磨就可以滿足烘干要求。當電石渣利用的規模擴大，則需要預先烘干電石渣，目前采用的烘干裝置主要有兩種：回轉式烘干機、錘式烘干破碎機。當使用回轉式烘干機時，電石渣烘干系統與水泥熟料燒成系統相互獨立。當使用錘式烘干破碎機時，一般與窯尾預分解系統相結合，采用窯尾排出的高溫煙氣作為烘干的熱源，預熱器的級數則根據烘干對煙氣溫度的要求進行調整，一般設計為兩級，預分解系統與烘干系統使用同一套廢氣處理系統。

1.5電石渣集塵系統

電石渣經過烘干后的集塵系統一般采用兩級收塵的方式，一般首先采用旋風收塵器進行初步集塵，然后采用袋收塵器或者電收塵器進行收塵，達到大氣污染粉塵排放指標，同時盡可能地收集電石渣干粉。在集塵系統中，初級旋風收塵系統變化較小，但第二級收塵系統與電石渣的烘干方式有關，當采用錘式烘干破碎機烘干時，煙氣中的水蒸氣含量很高(高達38%)，普通的袋收塵器難以滿足運行要求，一般采用5電場的電收塵器收塵。

2生料制備系統

2.1生料制備系統工藝

電石渣的原始粒度較細，滿足生料對細度的要求，但是在烘干的過程中，顆粒之間發生聚結現象，造成烘干后的電石渣粒度較粗，不再滿足生料對粒度的要求，因此需要對電石渣再次進行粉碎。當采用烘干破碎機烘干電石渣時。解決烘干后的電石渣粒度較粗的問題可以從兩方面去進行：第一，可以將電石渣重新投人生料磨中完成粉磨，同時完成與其它物料組分的初步混合；第二，在烘干的過程中進行分選，粗粉返回烘干破碎機循環，細粉則作為產品收集，與其它物料的混合則采用其它的混合方式。可知，當電石渣的細度滿足生料要求時，電石渣不再需要粉磨，可以直接參與生料配料。

2.2儲存及計量系統

電石渣經過干燥后具有良好的流動性，同時粒子之間的粘附力較強，在儲庫內容易壓實，給穩定卸料帶來了困難。當儲庫內的料位太高，下層的電石渣被壓實，卸料比較困難，而使用壓縮空氣時則一涌而出。不能穩定卸料；而儲庫內的料位太低時，電石渣沒有經過壓實，其流動性得不到控制，卸料時一涌而出，無法控制，因此電石渣儲存需要選擇一個合適的儲庫，保證電石渣卸料的穩定。電石渣在生料中的比例很大，其準確計量對生料的質量穩定影響很大。在實際工程設計中必須選擇計量能力大、精度高、揚塵小的計量裝置，另外物料卸料的不穩定給配料的準確計量造成很大的困難，使生料質量波動大，工況難以穩定，熟料的質量也得不到保證。

2.3輸送系統

電石渣干粉顆粒細小，容重較低，粉體的基本特性也與石灰石生料的有一定的差別。其輸送方式和輸送裝置都需要根據電石渣的特性來設計，不能套用傳統的生料輸送方式。電石渣粉體流動性良好，采用傳統的皮帶輸送裝置不能滿足輸送量的要求，而且揚塵太大，電石渣較低的容重要求輸送裝置的規格較大。

3預熱預分解工藝

采用濕式電石渣作為鈣質原料煅燒水泥熟料時，將電石渣烘干系統與預分解系統進行整合，采用窯尾預熱器的高溫煙氣作為烘干的熱源。電石渣烘干系統和預分解系統共用一套廢氣處理系統，為了滿足高水分電石渣的烘干要求，窯尾預熱器排出的高溫煙氣的溫度、氣體量必須受到相應的控制，需要根據電石渣的水分的變化，靈活調節高溫煙氣的溫度。當電石渣的水分較高時，烘干煙氣需要較高的溫度和氣體量，反之亦然，但都必須同時滿足電石渣生料預熱預分解的要求。

由于需要烘干水分較高的電石渣，預熱器出口的煙氣溫度較高。這樣預熱器的級數必然較少，當電石渣的水分變化時，對預熱器的級數要求也會發生變化，因此在預熱器系統還需要采用分料的方式，即多點喂料來實現對高溫煙氣溫度的靈活控制。

當濕式電石渣采用烘干破碎機進行烘干時，一般采用與窯尾預分解系統進行整合，采用窯尾預熱器排出的高溫煙氣作為烘干熱源，則必須將預分解系統與烘干系統一體化操作，包括電石渣的喂料、生料喂料、燃料喂料、生料分料等。

4回轉窯煅燒系統

從前期試驗情況看，當生料的細度滿足要求時，電石渣生料的易燒性良好。當入窯生料的溫度在750℃以上時，回轉窯的規格不需節能降耗科學發展。要進行針對性設計，按照常規的回轉窯規格即可以滿足熟料煅燒要求；當人窯生料的溫度較低時則需要對回轉窯的能力進行進一步的核算，一般情況下可以采用適度放大回轉窯的規格來滿足熟料產量的要求。

5水泥制成系統

電石渣與石灰石分解后得到的CaO的燒結性能不一樣，晶體結構也不一樣，利用電石渣制水泥熟料得到的主要礦物的晶體形態也不一樣。利用電石渣生產的水泥熟料可以獲得較高的強度，同時易磨性良好，因此水泥制成系統的單位能耗相對較低。

三、總結

在我國利用電石渣生產水泥熟料始于上世紀七十年代，當時主要采用濕法長窯生產工藝，隨后利用電石渣生產水泥熟料的工藝多種多樣。新型干法電石渣生產水泥熟料工藝是一個變廢為寶的設計研究方向，具有良好的經濟效益、環境效益和社會效益，是一個具有挑戰的機遇，也是我們今后緊抓機會努力工作的方向。

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1007-6344（2015）05-0001-01