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[摘 要]本文通过对几个公司电石渣制水泥原料制备工艺方案的分析，优化了一套电石渣100%替代石灰质天然原料的新型干法生产工艺。在本方案中，利用电石渣干粉颗粒微细、化学成分稳定的特点，烘干后直接进入生料混合系统。电石渣干粉经烘干、选粉后，与辅助原料经立磨粉磨后的成品进行混料后，进入生料库储存的生产工艺，使生料磨主机配置小型化，克服了电石渣干粉全过程进入生料粉磨的生产系统所带来的缺陷。
[关键词]电石渣制水泥；原料制备工艺；烘干选粉机
中图分类号：TQ172.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0302-01
1、引言
PVC项目生产过程中排出的废渣——电石渣，其主要成份为Ca（OH）2，可作为生产水泥的石灰质原料。每生产1吨PVC，就会产生1.5-1.6吨的电石渣，同时电石厂及自备热电厂等配套装置等还产生其它大量工业废渣（煤渣、粉煤灰、石灰渣等）。仅电石渣一项如果不能综合及时有效利用，每年将外排160万吨，给环境将带来巨大的污染和压力[1]。利用电石渣生产水泥是电石渣资源化最成熟、最经济的方法，既可节约水泥生产所用的天然石灰石资源，降低水泥成本，又可减少二氧化碳排放和废物堆存造成的污染，具有良好的经济效益、社会效益和环境效益，符合发展循环经济的要求。
利用电石渣制水泥生产线和利用天然石灰石生产水泥在生产工艺上有一定的差异，主要体现在原料制备这个关键单元工艺上。针对化工装置生产连续性高的特点和电石渣所具有的特殊性能，选用先进、可靠、成熟的原料制备工艺、专有技术及可靠的设备，以确保水泥生产线投产后运行稳定、运转率高、节能降耗，做到与化工装置同步协调运转，尤为重要。
近年来电石渣100%替代石灰质原料、新型干法生产工艺的投料成功，产量、质量稳定、达标达产，是目前国内最先进节能和环保的电石渣水泥熟料生产线[2]，填补了国内干排电石渣100%替代石灰质原料新型干法生产水泥熟料的空白。国内已投产的电石渣制水泥生产线的原料制备工艺方案多种多样，主要以采用烘干破碎机+中卸磨、立磨+旋风除尘器等方案为主导，存在的主要问题如下：
（1）生料温度过高，入窑、入生料均化库两条钢丝胶带提升机虽然采用耐热胶带（耐温极限在150℃），进料温度严重高于钢丝胶带的承受能力，导致钢丝胶带提升机胶带频繁断裂，无法安全生产、设备事故频繁，运行成本高、运转率较低；
（2）进入均化库的物料温度过高，导致充气斜槽频繁损坏，严重影响均化效果；
（3）经统计该工艺方案的生产线不能达到100%电石渣配料，需添加一定数量的石灰石以稳定系统生产。
目前电石渣制水泥生产线原料制备系统存在以上问题，导致生料过粉磨现象严重、单位生料制备能耗高、生产线运转率低等问题，虽经过多方面技术改造，运转率仍得不到保证。
2、我公司在电石渣水泥原料制备工艺上的改进
根据园区废渣产量，我公司水泥装置配置一条2800t/d电石渣制水泥生产线，针对我公司电石渣、煤渣、粉煤灰、硫酸渣、铁粉等物料物理特性，在吸取国内其他电石渣制水泥生产线成熟做法的基础上，经分析论证形成了我公司水泥厂的原料制备工艺方案，采用立磨+烘干选粉机的工艺路线，它解决了烘干及选粉能力与研磨能力严重不匹配的问题.
2.1 我公司原料配料的特性
我公司乙炔站产生的电石渣（采用浓硫酸清净，避免了氯离子有害成份对熟料预热、煅烧的影响[3]），同时电石厂及自备热电厂等配套装置等还产生其它大量工业废渣，如：煤渣、粉煤灰、电石厂收尘灰等，这些工业废渣均要在水泥厂利用。同时还需要从周边地区购买砂岩作为水泥原料的配料。
2.1.1 正常工况下我公司废渣、物料特性及配比
电石渣经取样分析，0.08mm筛筛余25%左右，水份含量6%左右，最大颗粒2-5mm，比表面积：900m2/kg左右。
我公司所有物料略加粉磨其粒度即可满足水泥生产中生料细度的要求。原料系统配置能力210t/h即可满足水泥生产线的需要，入选粉机及入磨物料综合水分小于10%，要求设计生料制备工艺系统的烘干能力要强，而研磨的物料量要少（约80t/h）。
2.1.2 立磨+烘干选粉机工艺简述
立磨虽然集破碎、粉磨、烘干、分级和输送于一体，但针对我公司原料配料的特点，烘干及选粉能力要很大，而立磨研磨物料的能力要偏低。如果完全让立磨来完成，将增加投资，增加能耗，且系统需掺入石灰石配料。为使生料制备工艺系统更加科学，充分利用废渣生产，更好的利用窑尾余热，外置集选粉及烘干的选粉机非常有必要。立磨承担硫酸渣、铁粉、煤渣、石英砂、粗电石渣等物料的烘干、研磨作用；选粉机承担电石渣、粉煤灰及其他成品混合才成品物料的烘干、选粉、混合作用；成品物料进入均化库，废气经窑尾袋收尘器除尘后排入大气。
经计算，选粉机选型为额定风量300000m3/h，物料最大处理能力为400t/h，以达到成品产量210t/h时系统所需的选粉能力及电石渣入料170t/h所需的烘干能力（详见后面选粉机热平衡计算）。根据我公司原料配料的粒度，因此电石渣入料170t/h中还有约42.5t/h将接受立磨的粉磨、烘干、选粉，通过热平衡计算可以看出，该工艺流程中物料烘干是非常可靠的。
2.2 立磨+烘干选粉机工艺方案论证
2.2.1 烘干选粉机的工作原理
通过安装流化床、悬浮分散锥、异形导风叶片，物料分散后随气流进入分级区，成品物料随气流被带走，一些大颗粒物料（硅铁）由底部排出，小颗粒物料从粗粉排放口排出，进入原料立磨粉磨。电石渣及混合材在选粉机内能充分均化，物料进入选粉机内处于悬浮状态，在紊乱气流作用下，各物料能充分混合。
2.2.2 选粉机热平衡计算
下图为选粉机电石渣烘干、分选的各进出口工艺参数。下面以物料15℃、水份为6%为基准，以选粉机进、出口范围作热平衡计算。
入选粉机物料带入热，物料中水分带入热，热空气带入热等，合计总收入热为66773165（KJ/h）；成品干物料带走热、成品中水分带走热、回料带走热、回料水分带走热、水分蒸发热、热气体带走热、散热损失等合计为64527031 （KJ/h）。
3.2.3 烘干选粉机热平衡计算结论
由计算结果得出，窑尾废气作为选粉机的烘干热源，在入选粉机热风温度t1=150℃时，可以保证成品物料水份小于1%，完全能够烘干综合水分为6%的原料，完全可以满足工艺要求。气体含水量为0.3173kgH20/kg干空气，由x=0.3173，t= 90℃查表可知，露点温度twb= 72℃，说明气体在管道中和收尘器内不会结露。
4、结束语
采用HRM2200型辅助原料立磨+选粉机能力210t/h，利用含水气22.77%的窑尾废气作为烘干热源，系统产量稳定在210t/h以上，目前该原料制备系统设备运转正常，完全实现100%采用电石渣配料平稳运行，取得了较好的效果。对100%利用电石渣作为水泥生产原料的生料制备系统起到了示范作用。
参考文献
[1] 董青童，继红沈，利平.电石渣的资源化利用途径，化工生产与技术，2007（1）：47-51.
[2] 武湘平，陆雷，曹常富，王文庆，电石渣干燥特性的研究，水泥，2008（12）：13-15.
作者简介
（李荣军，男，安徽省淮北市，1974年10月，安徽华塑股份有限公司，工程师，水泥设备）.
[关键词]电石渣制水泥；原料制备工艺；烘干选粉机
中图分类号：TQ172.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）10-0302-01
1、引言
PVC项目生产过程中排出的废渣——电石渣，其主要成份为Ca（OH）2，可作为生产水泥的石灰质原料。每生产1吨PVC，就会产生1.5-1.6吨的电石渣，同时电石厂及自备热电厂等配套装置等还产生其它大量工业废渣（煤渣、粉煤灰、石灰渣等）。仅电石渣一项如果不能综合及时有效利用，每年将外排160万吨，给环境将带来巨大的污染和压力[1]。利用电石渣生产水泥是电石渣资源化最成熟、最经济的方法，既可节约水泥生产所用的天然石灰石资源，降低水泥成本，又可减少二氧化碳排放和废物堆存造成的污染，具有良好的经济效益、社会效益和环境效益，符合发展循环经济的要求。
利用电石渣制水泥生产线和利用天然石灰石生产水泥在生产工艺上有一定的差异，主要体现在原料制备这个关键单元工艺上。针对化工装置生产连续性高的特点和电石渣所具有的特殊性能，选用先进、可靠、成熟的原料制备工艺、专有技术及可靠的设备，以确保水泥生产线投产后运行稳定、运转率高、节能降耗，做到与化工装置同步协调运转，尤为重要。
近年来电石渣100%替代石灰质原料、新型干法生产工艺的投料成功，产量、质量稳定、达标达产，是目前国内最先进节能和环保的电石渣水泥熟料生产线[2]，填补了国内干排电石渣100%替代石灰质原料新型干法生产水泥熟料的空白。国内已投产的电石渣制水泥生产线的原料制备工艺方案多种多样，主要以采用烘干破碎机+中卸磨、立磨+旋风除尘器等方案为主导，存在的主要问题如下：
（1）生料温度过高，入窑、入生料均化库两条钢丝胶带提升机虽然采用耐热胶带（耐温极限在150℃），进料温度严重高于钢丝胶带的承受能力，导致钢丝胶带提升机胶带频繁断裂，无法安全生产、设备事故频繁，运行成本高、运转率较低；
（2）进入均化库的物料温度过高，导致充气斜槽频繁损坏，严重影响均化效果；
（3）经统计该工艺方案的生产线不能达到100%电石渣配料，需添加一定数量的石灰石以稳定系统生产。
目前电石渣制水泥生产线原料制备系统存在以上问题，导致生料过粉磨现象严重、单位生料制备能耗高、生产线运转率低等问题，虽经过多方面技术改造，运转率仍得不到保证。
2、我公司在电石渣水泥原料制备工艺上的改进
根据园区废渣产量，我公司水泥装置配置一条2800t/d电石渣制水泥生产线，针对我公司电石渣、煤渣、粉煤灰、硫酸渣、铁粉等物料物理特性，在吸取国内其他电石渣制水泥生产线成熟做法的基础上，经分析论证形成了我公司水泥厂的原料制备工艺方案，采用立磨+烘干选粉机的工艺路线，它解决了烘干及选粉能力与研磨能力严重不匹配的问题.
2.1 我公司原料配料的特性
我公司乙炔站产生的电石渣（采用浓硫酸清净，避免了氯离子有害成份对熟料预热、煅烧的影响[3]），同时电石厂及自备热电厂等配套装置等还产生其它大量工业废渣，如：煤渣、粉煤灰、电石厂收尘灰等，这些工业废渣均要在水泥厂利用。同时还需要从周边地区购买砂岩作为水泥原料的配料。
2.1.1 正常工况下我公司废渣、物料特性及配比
电石渣经取样分析，0.08mm筛筛余25%左右，水份含量6%左右，最大颗粒2-5mm，比表面积：900m2/kg左右。
我公司所有物料略加粉磨其粒度即可满足水泥生产中生料细度的要求。原料系统配置能力210t/h即可满足水泥生产线的需要，入选粉机及入磨物料综合水分小于10%，要求设计生料制备工艺系统的烘干能力要强，而研磨的物料量要少（约80t/h）。
2.1.2 立磨+烘干选粉机工艺简述
立磨虽然集破碎、粉磨、烘干、分级和输送于一体，但针对我公司原料配料的特点，烘干及选粉能力要很大，而立磨研磨物料的能力要偏低。如果完全让立磨来完成，将增加投资，增加能耗，且系统需掺入石灰石配料。为使生料制备工艺系统更加科学，充分利用废渣生产，更好的利用窑尾余热，外置集选粉及烘干的选粉机非常有必要。立磨承担硫酸渣、铁粉、煤渣、石英砂、粗电石渣等物料的烘干、研磨作用；选粉机承担电石渣、粉煤灰及其他成品混合才成品物料的烘干、选粉、混合作用；成品物料进入均化库，废气经窑尾袋收尘器除尘后排入大气。
经计算，选粉机选型为额定风量300000m3/h，物料最大处理能力为400t/h，以达到成品产量210t/h时系统所需的选粉能力及电石渣入料170t/h所需的烘干能力（详见后面选粉机热平衡计算）。根据我公司原料配料的粒度，因此电石渣入料170t/h中还有约42.5t/h将接受立磨的粉磨、烘干、选粉，通过热平衡计算可以看出，该工艺流程中物料烘干是非常可靠的。
2.2 立磨+烘干选粉机工艺方案论证
2.2.1 烘干选粉机的工作原理
通过安装流化床、悬浮分散锥、异形导风叶片，物料分散后随气流进入分级区，成品物料随气流被带走，一些大颗粒物料（硅铁）由底部排出，小颗粒物料从粗粉排放口排出，进入原料立磨粉磨。电石渣及混合材在选粉机内能充分均化，物料进入选粉机内处于悬浮状态，在紊乱气流作用下，各物料能充分混合。
2.2.2 选粉机热平衡计算
下图为选粉机电石渣烘干、分选的各进出口工艺参数。下面以物料15℃、水份为6%为基准，以选粉机进、出口范围作热平衡计算。
入选粉机物料带入热，物料中水分带入热，热空气带入热等，合计总收入热为66773165（KJ/h）；成品干物料带走热、成品中水分带走热、回料带走热、回料水分带走热、水分蒸发热、热气体带走热、散热损失等合计为64527031 （KJ/h）。
3.2.3 烘干选粉机热平衡计算结论
由计算结果得出，窑尾废气作为选粉机的烘干热源，在入选粉机热风温度t1=150℃时，可以保证成品物料水份小于1%，完全能够烘干综合水分为6%的原料，完全可以满足工艺要求。气体含水量为0.3173kgH20/kg干空气，由x=0.3173，t= 90℃查表可知，露点温度twb= 72℃，说明气体在管道中和收尘器内不会结露。
4、结束语
采用HRM2200型辅助原料立磨+选粉机能力210t/h，利用含水气22.77%的窑尾废气作为烘干热源，系统产量稳定在210t/h以上，目前该原料制备系统设备运转正常，完全实现100%采用电石渣配料平稳运行，取得了较好的效果。对100%利用电石渣作为水泥生产原料的生料制备系统起到了示范作用。
参考文献
[1] 董青童，继红沈，利平.电石渣的资源化利用途径，化工生产与技术，2007（1）：47-51.
[2] 武湘平，陆雷，曹常富，王文庆，电石渣干燥特性的研究，水泥，2008（12）：13-15.
作者简介
（李荣军，男，安徽省淮北市，1974年10月，安徽华塑股份有限公司，工程师，水泥设备）.