電石渣是電石法聚氯乙烯（polyvinylchloride，簡稱PVC）生產過程中電石水解反應的副產物。隨著經濟的發展，我國的PVC工業保持著快速增長的勢頭，生產裝置能力不斷擴大，裝置規模日趨擴大，結構更加合理，工藝技術水平不斷提高。目前我國生產PVC樹脂的原料有70%以上來自電石，因電石法PVC生產的發展，電石渣的排放量也逐漸增多，給環境帶來的壓力日益加劇。利用新型干法水泥生產技術，將電石渣用于生產水泥熟料是大量處理電石渣的有效途徑，但電石渣的特性對水泥生產過程有較大的影響，特別是對水泥生料制備和熟料燒成的影響很大，怎樣針對這些特性合理有效地配置水泥生產系統是此項技術的關鍵。

 

　　電石渣的基本特性主要包括電石渣脫水性能、電石渣的粒度、容重、熱特性、燒結性能等重要的物理特性和化學特性，其具體的特性要點已有文獻進行了較為詳細的描述[1]。這些特性對輸送、脫水、烘干、儲存、計量等環節都存在較大的影響，每個工藝環節都會對生料的質量造成較大的影響。本文將重點探討利用電石渣生產水泥熟料的生料制備工藝。

 

　　1 電石渣預處理工藝

   

　　電石渣的預處理系統一般包括初級脫水系統、電石渣機械脫水系統、電石渣濾餅輸送系統、電石渣烘干及集塵系統、電石渣干粉儲存等不同的階段。電石渣的特性對預處理過程中各個階段均有不同程度的影響。

 

　　1.1 初級脫水系統

   

　　電石濕法乙炔工藝產生的大量的電石渣漿體的固含量較低，水分含量約85%～95%左右[2]，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，水分含量一般約為70%～80%左右，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，電石渣的水分波動較大，而且水分較高，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。目前一個壓濾操作單元一般采用的壓濾機臺數為5臺或6臺，也有極少數的生產廠家選擇4臺或7臺。多種選擇的不同是由于板框壓濾機的故障率較高，需要經常檢修，備用臺數不同造成的。一般情況下選擇5臺壓濾機作為一個操作單元，這需要較高的操作水平以滿足生產要求。目前也有不少化工生產企業增加到6臺甚至7臺，增加了備用壓濾機的數量，同時提高了壓濾時間，獲得水分較低的濾餅，有利于后續的輸送和烘干過程。也有少數生產廠家選擇4臺壓濾機作為一個操作單元，但實際效果并不理想。

 

    　經過壓濾后的電石渣濾餅水分大幅度降低，由于每個工廠電石渣特性的差異，最終的電石渣濾餅的含水量也有一定的差別，一般情況下濾餅的水分降低到約35%～38%，也有極少數企業的電石渣濾餅水分達到25%。

 

　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電石渣烘干系統，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，對皮帶機的選擇與普通的皮帶輸送機選擇方式有所不同，在選擇的過程中要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

   

　　電石渣烘干系統隨著生產工藝的不同，對其選擇也不同。當電石渣的使用量較小，對石灰石的替代率在15％以下時，將其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。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。

 

    　回轉式烘干機是一種傳統的烘干方式，其優缺點比較明顯。

 

    　其優點主要表現在：

   

　（1）電石渣烘干系統與水泥熟料燒成系統相互獨立，相互之間不受明顯干擾，對電石渣的喂料量和水分的波動變化更適應；

 

    （2）回轉式烘干機操作簡便，操作方式非常成熟。

 

   　其缺點主要表現在：

   

　（1）熱效率較低，綜合熱耗增加；

 

    （2）需要建立單獨的廢氣處理系統，增加了設備投資和相應的土建投資；

 

    （3）烘干的終水分不能滿足生料的要求，一般只能將電石渣的水分烘干到10％～15％，還需要進行第二次烘干，增加了電石渣干粉落地中轉的次數，對環保不利；

 

    （4）占地面積較大；

 

    （5）烘干過程發生粘結，在生料制備中需要再次粉磨。

 

    　錘式烘干破碎機是專門針對高水分的粘濕物料、濾餅等軟而磨蝕性物料而開發，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。在我國首先應用在濕磨干燒生產線，目前技術也已經成熟，但其優缺點也比較明顯。

 

   　 其優勢主要表現在：

 

    （1）系統熱利用效率較高，預分解系統發生結皮堵塞的幾率大幅度降低；

 

    （2）減少了一套廢氣處理裝置，節省了固定投資；

 

    （3）烘干效果較好，成品的水分含量很低，一般約1%，可以達到生料的要求；

 

    （4）系統的占地面積較小。

 

    　其缺點主要表現在：

   

　（1）對烘干破碎機的操作要求較高，要求喂料比較均勻，水分比較穩定，要求上游的壓濾車間工作比較穩定；

 

    （2）系統與窯系統相關聯，當烘干系統發生故障時會同時影響窯系統，但從目前的濕磨干燒運行系統看，該問題已經得到了良好解決。

 

　　1.5 電石渣集塵系統

   

　　電石渣顆粒較小，比重較輕，在空氣中容易飛揚，給集塵帶來了困難。電石渣經過烘干后的集塵系統一般采用兩級收塵的方式：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。

 

　　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 生料配料工藝

 

　　2.1 電石渣粒度變化對生料制備系統工藝的影響

   

　　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入生料磨中完成粉磨，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。

 

    　從電石渣的細度對生料易燒性的影響試驗中可以知道，當其細度滿足生料要求時，不再需要粉磨，可以直接參與生料配料。

 

　　2.2 電石渣的流動性對儲存及計量系統的影響

   

　　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時，下層的電石渣被壓實，卸料比較困難，如果使用壓縮空氣時則一涌而出，不能穩定卸料；當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，保證其卸料的穩定。

 

    　電石渣在生料中的比例很大，對其計量準確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，傳統的皮帶秤計量方式在實際生產中并不合適。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，使生料質量波動太大，工況難以穩定，熟料的質量也得不到保證。

 

　　2.3 電石渣特性對輸送系統的影響

   

　　電石渣干粉顆粒細小，容重較低（約0.6 t/m3），粉體的基本特性也與石灰石生料有一定的差別。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。

 

　　2.4 電石渣生料配料率值的選擇

   

　　利用電石渣作為鈣質原料煅燒水泥熟料的配料率值與常規配料率值基本一致，一般為：KH=0.9±

0.02，SM=2.6±0.1，IM=1.6±0.1。

 

　　2.5 生料均化方式

   

　　新型干法生產工藝中要求生料具有良好的均勻性， 生料的均勻性直接關系到系統的穩定性和熟料的質量。生料均化一般分為兩步進行，目前的常規生產線中的第一步均化過程發生在生料粉磨過程中，第二步在生料均化庫內進行。

 

    　在電石渣制水泥生產線中，生料均化方式與生料的配置過程有關。當烘干的電石渣干粉細度不滿足生料的細度要求時，需要進行粉磨，則電石渣可以和其它各組分物料在粉磨系統內完成初步均化過程，這與利用石灰石作為鈣質原料時的生料制備工藝是一致的。

　

    　當電石渣的細度滿足生料的要求時，則不再需要進入生料粉磨系統，在生料磨中只需要粉磨其它經過配料后的各組分物料，然后與經過配料的電石渣在混料機中進行混合，完成第一步均化過程，然后在生料均化庫內完成第二步均化過程，得到生料成品。

 

　　3 結束語

   

　　利用電石渣替代石灰石制備合格的水泥生料，必須采用科學的預處理工藝和配料工藝，這兩點離不開對電石渣特性的深入研究，也決定著電石渣代替石灰石生產水泥熟料項目的成敗。