利用电石渣替代石灰石生产水泥熟料

中国石油大学（华东）现代远程教育

毕业设计（论文）

题目：电石渣替代石灰石在硅酸盐水泥熟料生产中的应用

学习中心：云南学习中心

年级专业：网络11春化学工程与工艺

学生姓名：普志智学号：11805591003

指导教师：丁雪职称：讲师

导师单位：中国石油大学（华东）

中国石油大学（华东）远程与继续教育学院

论文完成时间：2013 年01 月05 日

毕业设计（论文）任务书

发给学员

1．设计(论文)题目：

2．学生完成设计(论文)期限：年月日至年月日3．设计(论文)课题要求：

4．实验（上机、调研）部分要求内容：

5．文献查阅要求：

6．发出日期：年月日

7．学员完成日期：年月日

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注：此页由指导教师填写

摘要

电石渣是乙炔法生产聚氯乙烯、聚乙烯醇等过程中电石(CaC )水解后产生的废渣。

，正常流动时的水分在50％以上。电石渣如得不到有效利电石渣的主要成分是Ca(0H)

2

用，将占用大量的土地堆放，并污染堆场附近的水资源，对周边环境污染很大，属难处理工业废弃物。目前，电石渣作为水泥原料仍是综合利用电石渣的重要途径。在我厂水泥熟料的生产中，生料中电石渣掺量（干基）65%±5%(替代石灰石量)，熟料3天抗压强度≥30MPa（抗折+抗压），28天抗压强度≥68MPa（抗折+抗压），能源消耗明显降低，同时电石渣有利于改善生料易烧性，且能适用劣质煤煅烧，经济效益、社会效益和环境效益得到充分体现，具有重要的实际效益。

关键词：电石渣、替代石灰石、硅酸盐水泥、熟料煅烧

目录

第1章前言 (1)

第2章生产线主要系统介绍 (2)

2.1 电石渣浆处理系统 (2)

2.1.1 电石渣浆的脱水 (2)

2.1.2 电石渣的预烘干 (3)

2.2 生料的烘干及粉末 (4)

2.3 窑尾预分解系统 (5)

第3章实际运行效果 (6)

3.1电石渣特性分析 (6)

3.1.1物理特性 (6)

3.1.2电石渣配料与石灰石配料的差异 (6)

3.2熟料成分分析 (6)

第4章结论 (9)

参考文献 (10)

致谢 (11)

第1章前言

电石渣是在聚氯乙烯、聚乙烯醇等工业产品生产过程中，电石(CaC2)水解后产生的沉淀物（工业废渣），主要成分为Ca(OH)2。

CaC2(电石) + 2H2O —→C2H2↑(乙炔气) + Ca(OH)2↓(电石渣)

每吨电石水解后约产生1.15吨电石渣。电石渣的堆放不仅占用大量的土地，而且因电石渣易于流失扩散，污染堆放场地附近的水资源、碱化土地；长时间堆放还可能因风干起灰，污染周边环境。电石渣属难以处置的工业废弃物之一。我国水泥工业石灰石的消耗量巨大, 生产1 吨水泥熟料约需1280公斤优质石灰石。充分利用电石渣能节省不可再生的石灰石资源, 减少CO2 气体排放, 保护环境。实现了持续稳定生产，达到了国内领先水平。现截取引用我厂（云南云维股份有限公司水泥分厂）2012年8月26日-9月4日的生产数据。数据来源为我厂化验室分析数据。

第2章生产线主要系统介绍

2.1 电石渣浆处理系统

，其CaO含量高达60%以上。我厂采用的从乙炔生产中电石渣的主要成分是Ca(OH)

2

排出的电石渣液水分高达90%以上，经沉降池浓缩后，水分仍有80%左右，正常流动时的水分在50%以上。我厂采用的电石渣化学成分如表2-1所示。

表2-1 电石渣化学成分（有用成分）百分比

根据成都设计院设计初期调查报告数据，电石渣的个数平均粒径：1.89μm；重量平均粒径：9.19μm；面积平均粒径：5.75μm；中位粒径：8.29μm；比表面积：947.32m2/kg。电石渣的比表面积越高，吸水性亦越高，烘干难度越大。

通过对电石渣的物理及化学性能分析可以看出：电石渣中的CaO含量很高，可以说是制造水泥熟料的优质钙质原料。其粒度很细，几乎不需要粉磨就可以满足水泥熟料生产的要求。需要解决的主要问题是：对电石渣浆进行有效脱水和准确配料。

2.1.1 电石渣浆的脱水

1. 电石渣液的浓缩

电石渣液通过料浆泵送到2米高直径24米的浓缩池中。浓缩池为混凝土结构，池底的倾角为8.5°，周边辊轮传动耙式浓缩机的耙架一端籍特殊的止推轴承放置在浓缩池的中央支柱上，另一端与传动小车连接，电动机经减速机带动辊轮而使耙架绕池子的中心线回转。

电石渣液首先进入自由沉降区，水中的颗粒靠自重而迅速下沉，到达过渡区。一部分颗粒靠自重继续下沉，一部分颗粒却又受到密集颗粒的阻碍而不能自由下沉。当下沉

到压缩区时，汇集成紧密接触的絮团而继续下沉到浓缩区。由于刮板的运转，进一步被压缩，挤出其中水分。最后由卸料口排出，澄清水从溢流堰流出，由渣浆泵送至化工厂沉淀池循环利用。

电石渣液经NG-24浓缩机浓缩后含水约75%。

2. 电石渣浆的压滤

针对电石渣浆的性能和以往的经验，本系统选择脱水能力较强、料饼水分较低的带气橡胶隔膜板框压滤脱水方案。该压滤系统的主要工作原理为：含水分约75%的电石渣浆经渣浆泵注入带气橡胶隔膜的压滤机各个滤室，当压力升至设定值后，通过流体静压压滤脱掉滤饼颗粒间的游离水分；接着再通入压缩空气保压，通过橡胶隔膜的弧面产生变向剪切力，破坏滤饼的几何结构，使滤饼水分进一步降低。

通过试验得知：

（1）电石渣浆的浓度影响滤饼的最终水分。设置电石渣浆浓缩池进行浓缩是必要的，浓缩后含水量控制在小于75%为好。

（2）电石渣浆的过滤压力以0.8 MPa为宜。压力过低则滤饼水分难以控制；压力过大则对板框压滤机的机械制造要求过高。

（3）滤室的厚度以30mm为宜。滤饼过厚，水分难以控制；滤饼过薄，产能难以满足要求。

根据电石渣浆过滤性能试验结果和生产中的物料平衡要求，选用七台XMZ500型厢式全自动压滤机（六用一备），每台压滤机过滤面积500m2，过滤总容积10.16m3，滤室的厚度30mm，压滤后滤饼水分设计值为32～36%。实际生产中，料饼的水分最好状态为25%，一般能保证在35%左右。

2.1.2 电石渣的预烘干

电石渣浆采用机械脱水后水分一般在28～35%范围内波动，给电石渣的输送、储存和准确配料带来困难，因此有必要对电石渣进行预烘干；由于电石渣属于高湿含量的轻质废渣，烘干处理难度非常大，需要解决以下技术难题：

（1）解决喂料及防堵问题。压滤后的电石渣呈“牙膏”状态，输送过程中无法储存和喂料计量，也不易送入烘干机内，落入烘干机后易出现堆料和粘堵现象。

（2）电石渣烘干时，需要克服蒸发速率低以及湿含量大的缺点。

（3）利用电石气燃烧作为烘干热源难度大。电石气是电石炉生产电石产生的废气，电