[实用新型]一种利用电石渣制水泥的装置

说明书

技术领域：

    本实用新型主要涉及水泥制备技术领域，尤其涉及一种利用电石渣制水泥的装置。

背景技术：

化工行业PVC的生产分为电石法和乙烯法两种，电石法的工艺路线是电石→乙炔→聚乙烯；乙烯法则依靠石油裂解。为防止石油垄断和资源枯竭，发展电石法具有战略意义。电石渣是利用电石水解制取乙炔气的废弃物，根据出渣方式的不同可分为湿排渣和干排渣，电石水解的主反应式为：CaC₂(电石)+2H₂O→C₂H₂↑(乙炔气)+Ca(OH)₂↓(电石渣)。从乙炔发生器排出的湿排电石渣含水率在90％以上，经过浓缩后其水分仍有70～80％，经过压滤后滤饼水分在35％左右。电石渣颗粒微细，50μm以下颗粒占80％以上，分散程度高，保水能力强。电石渣的主要化学成分是Ca(OH)₂，并有少许PH₃、H₂S气体残留，因此有微臭味。

电石渣具有强碱性，自然存放条件下易起灰，容易污染地下水，造成环境污染，且难以治理，严重制约了电石法PVC工业的发展。电石渣中的Ca(OH)₂受热分解后可得到CaO，因此可作为水泥生产的原料。近年来利用电石渣生产水泥得到较快发展，且主要采用“湿磨干烧”工艺或“干磨干烧”工艺，这两种工艺均有不足之处。此外还有“湿法长窑”工艺，因为能耗过高，不符合国家产业政策已被明文淘汰，本文不再阐述。

“湿磨干烧”工艺有两种生产方法，其一是将电石渣与辅助原料在湿法球磨中磨制成料浆后再压滤成生料滤饼，再送入破碎烘干机进行烘干。其二是仅将电石渣滤饼送入破碎烘干机，烘干成粉料后配料，再入回转窑煅烧成水泥熟料。第一种方法中最为人所诟病的是除电石渣以外的原料要先加水再脱水，造成蒸发水量偏高。严格意义上讲后种方法已不属于“湿磨干烧”，但与前者都使用破碎烘干机，因此放在一起陈述。破碎烘干机由于功率较大，必须置于地面，造成工艺管路复杂；且由于工况恶劣，故障率高，一旦出现故障必须停窑10处理，造成生产线运转率不高。此外，如果采用第二种方法进行水泥生产，破碎烘干机一旦超温将直接威胁到后续设备如布袋除尘器的生产安全，因此对操作及自动化控制水平要求极高。

“干磨干烧”工艺是将电石渣滤饼送入回转式烘干机进行预烘干，使其水分降至15％左右，再和辅助原料配料后用立磨进行烘干兼粉磨，再送入回转窑进行煅烧。由于“干磨干烧”工艺所用回转式烘干机热效率低下，虽然蒸发水量小于“湿磨干烧”工艺，但二者热耗相当。此外，电石渣在回转式烘干机内翻滚前进，逐渐变得密实，需要重新粉磨才能制成生料，同“湿磨干烧”先加水再脱水一样有违反工艺路线之嫌，也造成“干磨干烧”工艺电耗稍高。

电石生产的原料为优质石灰，其中所含微量元素有钾、钠、镁、磷、硫等。在电石炉内温度高达2000℃和还原气氛的条件下，原料的MgO被还原成单质，同K₂O、Na₂O一道气化后逃逸；磷、硫则与钙质结合并在电石水解时生成PH₃、H₂S气体逸出体系；在电石水解得到乙炔气的过程中，钙质只是作为载体出现，反应前后没有消耗。以上原因造成电石渣中Ca(OH)₂相对较纯，在配料时要求粘土质原料硅含量高，而硅含量高的粘土质原料往往结晶硅含量高，造成物料易磨性差。

在“干磨干烧”工艺中，采用立磨对配合料进行烘干兼粉磨，因为立磨烘干能力较强，只有立磨才能粉磨综合水分在12％左右的原料，但原料易磨性差时，往往又不推荐使用立磨。烘干能力和粉磨能力的矛盾，让立磨在“干磨干烧”工艺中的使用显得十分尴尬。

以上两种工艺中，除“湿磨干烧”的第一种方法即利用破碎烘干机烘干生料滤饼的方法外，其余方法中物料均有升温、冷却、再升温的过程，因此存在无谓的热量损失。

电石渣本身颗粒微细，不须粉磨便可用于水泥生产，压滤成滤饼后具有粘性，但基本没有强度。缓慢烘干时，外表容易结成硬壳，反而会产生一定的强度，需要重新粉磨，但在快速烘干条件下，由于内部水蒸气的生成，体积膨胀并产生内应力，滤饼会自然崩解，没有强度。

根据某厂传统工艺各级预热器锥部物料的XRD测定结果，生料中的电石渣在一级筒锥部即已分解完毕，在到达回转窑前，分解产物CaO要经过多级预热器，其温度持续升高，造成死烧，而此时粘土质矿物尚末完成分解，这种现象的发生导致活化能提高，对早期固相反应不利。