1  前言 

      博匯實(shí)業(yè)有限公司是淄博市最大的民營(yíng)上市企業(yè)，集團(tuán)固定資產(chǎn)約55億元，年銷售額約65億元。目前的主要產(chǎn)品是造紙和化工，離子膜燒堿工程年產(chǎn)26萬(wàn)噸電石，每年產(chǎn)生約30萬(wàn)噸（干基）電石渣。如何充分合理地利用電石渣，使之變廢為寶造福于社會(huì)和企業(yè)，已成為博匯集團(tuán)決策者日夜焦慮的問(wèn)題，集團(tuán)公司組織科技人員對(duì)濕法回轉(zhuǎn)窯、帶壓濾系統(tǒng)的半濕法回轉(zhuǎn)窯、濕磨干燒、小型五級(jí)旋風(fēng)預(yù)熱器窯以及電石渣摻量15%干磨干燒生產(chǎn)工藝進(jìn)行調(diào)查、比較和研究，最終決定委托合肥水泥研究設(shè)計(jì)院對(duì)淄博寶生環(huán)保建材有限公司綜合利用電石渣生產(chǎn)水泥進(jìn)行設(shè)計(jì)，要求使用高摻電石渣干磨干燒生產(chǎn)工藝，每年消耗掉30萬(wàn)噸（干基）電石渣。 

     合肥水泥研究設(shè)計(jì)院十分注重各種工業(yè)廢渣在水泥生產(chǎn)中的綜合利用，一直致力于使用電石渣生產(chǎn)水泥的綜合技術(shù)與裝備的開發(fā)研究，并在成功采用電石渣摻量15%干磨干燒工藝生產(chǎn)水泥的基礎(chǔ)上，又專門成立了高摻電石渣干磨干燒新型干法水泥生產(chǎn)線科研開發(fā)課題組，進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究、理論分析和技術(shù)方案論證，深入研究用60～70%高比例電石渣配料生產(chǎn)水泥熟料的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)的國(guó)內(nèi)首條1200t/d高摻電石渣干磨干燒新型干法水泥生產(chǎn)線，采用電石渣預(yù)烘干、立磨烘干、新型干法預(yù)分解窯煅燒等一系列節(jié)能環(huán)保綜合技術(shù)，于2005年8月8日一次點(diǎn)火成功并生產(chǎn)出合格熟料，目前系統(tǒng)阻力 ≤5200 Pa，熟料熱耗 ≤760×4.18 kj / kg，出預(yù)熱器廢氣溫度320－360℃，電石渣摻量達(dá)50%以上，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定持續(xù)生產(chǎn)，達(dá)到國(guó)內(nèi)目前最高水平。 

2  高摻電石渣生產(chǎn)水泥新型干法生產(chǎn)工藝 

       2.1  電石渣漿的脫水、壓濾及預(yù)烘干 

      含水90%左右電石渣液通過(guò)料漿泵送到2-Ф24m濃縮池中，經(jīng)濃縮后的電石渣液含水80%左右。目前國(guó)內(nèi)比較經(jīng)濟(jì)、成熟、可靠的料漿過(guò)濾方式主要有兩種：真空吸濾和板框壓濾；真空過(guò)濾脫水能力相對(duì)較弱，濾餅水分較高，一般大于50%[ 1 ]；帶隔膜板框壓濾的脫水能力較強(qiáng)，料餅水分較低，壓濾后的濾餅水分含量一般在40%[ 1 ]以下。高水分電石渣在生產(chǎn)中需要熱耗較高，經(jīng)濟(jì)上不合算，同時(shí)給電石渣的輸送、儲(chǔ)存帶來(lái)困難，因此采用帶隔膜板框壓濾進(jìn)行電石渣過(guò)濾脫水，可以排出濾餅顆粒間的微離水份；根據(jù)電石渣漿過(guò)濾性能試驗(yàn)，壓濾機(jī)的規(guī)格型號(hào)確定為XMZ500/1500，過(guò)濾面積500m2，過(guò)濾總?cè)莘e10.16m3，濾室的厚度30mm，壓濾后濾餅水分設(shè)計(jì)值為36%[ 1 ]。實(shí)際生產(chǎn)中料餅的水分最好狀態(tài)為25%，一般能保證在35%左右。 

      電石渣漿采用機(jī)械脫水后水分一般在28～36%范圍內(nèi)波動(dòng)，給電石渣的輸送、儲(chǔ)存和準(zhǔn)確配料帶來(lái)困難，因此必須對(duì)電石渣進(jìn)行預(yù)烘干；由于電石渣屬于高濕含量輕質(zhì)廢渣，烘干處理難度非常大，需要解決以下技術(shù)難題： 

      1、解決喂料及防堵問(wèn)題。壓濾后的電石渣呈“牙膏”狀態(tài)，輸送過(guò)程中無(wú)法儲(chǔ)存和喂料計(jì)量，不易送入烘干機(jī)內(nèi)，落入烘干機(jī)后易出現(xiàn)堆料和粘堵現(xiàn)象。 

      2、電石渣烘干時(shí)需要克服蒸發(fā)速率低、料溫下降快及周圍環(huán)境濕含量過(guò)大的缺點(diǎn)。 

      3、利用電石氣燃燒作為烘干熱源難度大。電石氣是電石爐生產(chǎn)電石產(chǎn)生的廢氣，電石氣主要含CO、CH4等可燃?xì)怏w，易爆炸；電石氣本身有400～600℃溫度，含有200mg/Nm3灰塵，焦油含量大，不易輸送和利用。 

      4、電石渣烘干后廢氣濃度高，對(duì)收塵設(shè)備產(chǎn)生粘堵和腐蝕。 

      我們做了電石渣含水15%時(shí)的物理性能，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確定電石渣烘干終水分控制在15%左右，在電石渣的輸送、儲(chǔ)存過(guò)程中不會(huì)發(fā)生粘堵，可以準(zhǔn)確配料；年產(chǎn)6萬(wàn)噸電石的電石爐每小時(shí)可以產(chǎn)生2500×104kJ電石氣，折合標(biāo)準(zhǔn)煤855公斤，能滿足烘干機(jī)熱量需求，這樣不但利用了電石氣的熱能，而且節(jié)省了一套電石氣處理系統(tǒng)，對(duì)電石廠來(lái)說(shuō)節(jié)省了大量的投資；在電石氣輸送工藝布置上，采用強(qiáng)力送風(fēng)，縮短輸送路徑和時(shí)間，防止管道結(jié)焦粘堵；壓濾后的電石渣其塑性、粘性均在表觀大幅度降低，具有一種類似水泥漿體 “假凝”現(xiàn)象的物理性質(zhì)[2 ]，經(jīng)儲(chǔ)存風(fēng)干后和采用防堵措施，解決了喂料及粘堵現(xiàn)象；供熱系統(tǒng)提供900～1100℃持續(xù)高溫?zé)煔?，選擇長(zhǎng)徑比較大的烘干機(jī)，安裝強(qiáng)化蒸發(fā)裝置，使電石渣在其有效烘干區(qū)域內(nèi)有充裕的干燥強(qiáng)度和時(shí)間[3 ]；系統(tǒng)選用能處理高濃度粉塵、抗結(jié)露、防腐蝕袋收塵器進(jìn)行收塵，使其達(dá)標(biāo)排放；系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力為46t/h。實(shí)際生產(chǎn)中系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，單機(jī)能力為26-30t/h。 

     2.2  原料烘干及粉磨 

     立式磨集粉磨、烘干、分級(jí)和氣力輸送于一體，特點(diǎn)是粉磨效率高、電耗低、烘干能力大、產(chǎn)品細(xì)度易于調(diào)節(jié)、粒度均齊、化學(xué)成分容易控制、噪音低、揚(yáng)塵少、系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)單、設(shè)備布置緊湊、占地面積小、土建費(fèi)用低等，特別是能充分的利用窯尾廢氣進(jìn)行烘干，利用率達(dá)到90%。電石渣的主要化學(xué)成分是Ca(OH)2，其顆粒微細(xì)，10～40微米顆粒占90%左右，是一種含CaO純度(65%左右)較高、化學(xué)成分又比較穩(wěn)定的工業(yè)廢渣，水分為15%左右的電石渣顆粒小于5mm，需要粉磨的量微乎其微，但要充分的利用立磨烘干能力強(qiáng)、均化效果好的優(yōu)勢(shì)。本工程生產(chǎn)采用電石渣、粘土、石灰石、硫酸渣、砂巖五組份配料，需要研磨的物料約占37.7%，根據(jù)入磨物料綜合水分為11～13%的要求和原料易磨性實(shí)驗(yàn)，我院專為粉磨電石渣研制的HRM1900/2200立式磨，保證磨機(jī)具有45～60t/h生料的研磨能力和80～90t/h生料的烘干能力。當(dāng)水分為10～12%入磨混合料在磨輥的快速碾壓下，物料被粉碎并且向磨盤邊沿風(fēng)環(huán)處拋灑，被70～90m/s的高速風(fēng)環(huán)氣流帶起，產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱交換，水分沒有來(lái)得及蒸發(fā)的大塊物料會(huì)再次沉落，反復(fù)帶起、沉落，充分進(jìn)行熱交換，高速氣流在磨腔內(nèi)流速很快降低，形成強(qiáng)烈的紊流場(chǎng)，特別適合于電石渣微細(xì)顆粒的烘干；粉狀物料隨氣流一起上升通過(guò)磨機(jī)上殼體進(jìn)入分離器的分級(jí)區(qū)，在分離器轉(zhuǎn)子葉片的作用下，其中的粗粉落回磨盤與新喂入的物料一起重新粉磨，合格的細(xì)粉隨氣流一起出磨，經(jīng)高效旋風(fēng)收塵器收集后，與增濕塔和窯尾電收塵器收集的粉塵混合，由輸送設(shè)備送入均化庫(kù)內(nèi)均化儲(chǔ)存。出磨的廢氣匯入窯尾電收塵器進(jìn)行除塵后達(dá)標(biāo)排放。 

      2.3  預(yù)分解系統(tǒng) 

      電石渣配料生產(chǎn)水泥熟料時(shí)，必須充分考慮預(yù)熱器、分解爐的結(jié)構(gòu)；電石渣