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电石渣进行生料配料降煤耗减少 SO2排放的研究

覃芬爱

广西华润红水河水泥有限公司广西南宁 530409

身份证号码：45212719840825****

摘要：近年来，政府对危废渣的销售及排放管控越趋严厉，对露天排放及非法处置废渣的行为打击力度较大，地方政府、企业为了合理开发利用工业废渣，提高经济效益，保护环境，鼓励资源综合利用，化害为利，变废为宝。现根据我公司电石渣进行生料配料降煤耗减少SO2排放的实际进行研究，供大家参考。

关键词：电石渣排放研究

一、电石渣利用价值

1、改善生料易烧性，降低煤耗、提高熟料强度

电石渣是电石水解获取乙炔气后以Ca(OH)₂为主要成分的废渣。据相关资料表明：Ca(OH)₂的分解温度只有560℃，而石灰石（CaCO₃）分解温度最高达850℃, 分解过程中Ca(OH)₂比石灰石所需吸收的热量少500KJ/kg；两者分解热化学反应式为： CaCO₃ (固) =CaO (固) +CO₂ (气) ↑-1660KJ/kg

Ca(OH)₂(固) =CaO (固) + H₂O (气) ↑ -1160kJ/kg

由于电石渣中的CaO含量高达60%以上，可以替代石灰石作为钙质材料生产硅酸盐水泥熟料。由于电石渣分解所需热量较石灰石低得多，有利于降低煤耗，改善生料易烧性；而且由于分解所需温度较低，早早生成CaO，活性得到提高，在保持煅烧温度及窑内逗留时间不变的情况下利于熟料硅酸钙矿物晶型发育，提高熟料强度。

2、降低硫排放

电石渣可以作为钙基脱硫剂，在脱硫工艺中，电石渣主要成分Ca(OH)₂为具有一定活性的碱性物质，二氧化硫为具有一定活性的酸性物质，两者可以进行酸碱中和化学反应。故掺加一定量的电石渣与窑预热器烟气中的二氧化硫反应，生成CaSO₃和CaSO₄固化到熟料中，达到脱硫的效果。

其脱硫反应机理主要方程式如下： Ca(OH)₂+ SO₂=CaSO₃·1/2 H₂O +1/2 H₂O ；

CaSO₃·1/2 H2O+ 1/2O₂=CaSO₄·1/2 H₂O

二、电石渣各过程情况研究

1、电石渣进厂

电石渣进厂后在煤堆棚西头单独存放，共进厂5900吨，共使用经费71.98万元。进厂电石渣化学成份及水份如下表：

原材料	LOSS (%)	SiO₂ (%)	AL₂O₃ (%)	Fe₂O₃ (%)	CaO (%)	Mgo (%)	水份（%）
电石渣	24.64	5.47	2.31	0.84	65.40	0.40	43.96

进厂电石渣各化学成份符合使用要求，但水份偏高。

2、电石渣的运输均化

电石渣开始从砂破铁粉板喂机下料运输至辅材库均化堆存，由于电石渣水份大，粘性大，下料困难，经常堵下料口，造成砂破生产入库效率低。

3、电石渣在生料磨的使用

（1）配料方案

原生料配料组分为石灰石、高硅、低硅、湿灰及铜渣混合料，本项目在原配料组分的基础上增加了电石渣，由于电石渣水份大难下料，并且调配库没有多余的库及计量称，通过对比各物料的性状，湿灰与铜渣为粉料，电石渣亦为粉料，三者搭配较容易混合均匀不易离析，因此电石渣通过与湿灰、铜渣搭配使用，根据各物料成份计算确定搭配比例为电石渣：湿灰：铜渣=2:4:1。熟料配料方案保持不变，即1#窑为KH=0.905、SM=2.20、IM=1.20，2#窑为KH=0.905、SM=2.35、IM=1.30。使用电石渣前后生料配比（皮带称实际计量配比）如下表：

生产线	日期	石灰石	高硅	低硅	湿灰	铜渣	电石渣
1#窑	使用电石渣前	78.65	9.62	5.34	4.51	1.89	/
1#窑	使用电石渣后	74.75	10.89	5.05	4.72	1.98	2.62
2#窑	使用电石渣前	79.31	7.11	3.53	8.04	2.01	/
2#窑	使用电石渣后	77.59	6.60	4.76	6.31	1.58	3.16

（2）生料磨的操作

2020年12月22日白班1#生料磨开始取用电石渣混合料，2021年1月3日停用，2021年1月14日再次使用，2021年1月27日中班停止使用。2021年4月21日白班2#生料磨开始取用电石渣混合料，2021年5月5日中班停止使用。因电石渣水份大需要更多的热风进行烘干，导致生料磨风温不足，生料磨台产受到一定影响。

4、电石渣在回转窑的使用

（1）对熟料标煤耗等工艺指标的影响

生产线	阶段	标煤耗	工序电耗	窑投料量	二次风温	烟室温度	分解炉温度
生产线	阶段	Kg/t	Kwh/t	t/h	℃	℃	℃
1#窑	使用电石渣前	108.81	27.85	184.7	1095	1047	890
	使用电石渣后	108.41	26.93	186.5	1093	1094	887
	差值	-0.40	-0.92	1.80	-2	47	-3
2窑	使用电石渣前	102.82	29.0	212.7	1065	1080	895
	使用电石渣后	103.11	29.5	219.2	1068	1095	880
	差值	0.29	0.50	6.50	3	15	-15

备注：因2020年6月配料组分发生变化，因此标煤耗是与空白阶段对比，不按目标设定与2020年1-10月进行对比。

两个阶段对比，1#窑使用电石渣后熟料标煤耗下降0.40kg/t，熟料工序电耗下降0.92kwh/t，窑投料量、窑操作参数相近。2#窑使用电石渣后熟料标煤耗上升0.29kg/t，熟料工序电耗上升0.50kwh/t，窑投料量上升6.5t/h，分解炉控制温度下降15℃，烟室温度上升15℃。因2#窑系统受窑尾袋收尘阻力大废气风机拉风不足影响，系统通风不足，窑况受影响，试验效果受一定影响。

（2）使用电石渣对硫排放的影响

生产线	阶段	硫排放折算值
生产线	阶段	mg/m³
1#窑	使用电石渣前	0.24
	使用电石渣后	0.11
	差值	-0.13
2#窑	使用电石渣前	9.93
	使用电石渣后	9.00
	差值	-0.93

使用电石渣后，1#窑、2#窑的硫排放值均有所下降，但是下降幅度不大。

（3）使用电石渣对2#窑垃圾投料量的影响

生产线	阶段	垃圾投料量
生产线	阶段	t/h
2#窑	使用电石渣前	7.30
	使用电石渣后	7.13
	差值	-0.17

使用电石渣前后，2#窑垃圾投料量基本持平。

1#窑使用电石渣后窑筒体画面

从窑筒体画面判断窑内窑皮变化情况，使用电石渣时烧成带窑皮有变薄趋势，1#窑16.5米存在高温窑皮不稳定，2#窑烧成带窑皮有变薄趋势。

（4）使用电石渣对熟料质量的影响

①熟料三率值情况

生产线	阶段	KH		SM		IM
生产线	阶段	平均值	合格率%	平均值	合格率%	平均值	合格率%
1#窑	使用电石渣前	0.904	93.75	2.25	96.35	1.23	85.94
	使用电石渣后	0.898	86.11	2.27	91.67	1.19	91.67
	差值	-0.006	-7.64	0.02	-4.68	-0.04	5.73
2#窑	使用电石渣前	0.903	92.36	2.33	92.36	1.3	84
	使用电石渣后	0.896	83.33	2.36	90.28	1.31	87
	差值	-0.007	-9.03	0.03	-2.08	0.01	3.00

使用电石渣后，三率值的平均值基本持平，1#窑、2#窑熟料KH、SM合格率均有下降，主要原因为电石渣水份高粘性大，不易均化，且因下料困难调配库架空。

②熟料质量对比

生产线	阶段	f-CaO		强度
生产线	阶段	平均值%	合格率%	3d（MPa）	28d（MPa）
1#窑	使用电石渣前	1.13	94.79	29.0	55.2
	使用电石渣后	0.93	96.53	26.9	55.0
	差值	-0.20	1.74	-2.1	-0.2
2#窑	使用电石渣前	1.22	85.42	29.7	55.1
	使用电石渣后	0.95	95.37	30.9	54.7
	差值	-0.27	9.95	1.2	-0.4

使用电石渣后两窑的熟料f-CaO平均值均下降，合格率上升；熟料3d强度1#窑下降2.1MPa，2#窑上升1.2MPa，28d强度稍有下降，估计是使用电石渣后两窑的熟料KH稍低。

三、取得的成果

由于电石渣的使用量较小，电石渣使用效果不明显。

四、存在问题

1、进厂电石渣水份高粘性大，下料困难，砂破生产效率低，因电石渣水份大需要更多的热风进行烘干，导致生料磨风温不足，生料磨台产受到一定影响。

2、电石渣使用比例较小，在回转窑的使用效果不明显。

电石渣进行生料配料降煤耗减少SO2排放的研究