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，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、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400～600℃，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75～85%，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，并利用石灰窑高温尾气（一般350～400℃）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2.4×108t，电石渣广泛用在水泥、建筑、化工、冶金等行业。
　　电石渣呈强碱性，pH>13，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
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