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金昌水泥（集团）有限责任公司电石渣综合利用生产水泥熟料4.5MW纯低温余热发电新技术开发项目技术总结建材工业是典型的资源、能源消耗型行业，在其快速发展的同时，面临着资源、能源的过度消耗和环境的严重污染。
在建材工业开展清洁生产，促使其从不可持续发展的传统工业向可持续发展的生态工业转变，从而实现与资源、环境、经济和社会的全面协调与可持续发展。
随着水泥熟料煅烧技术的发展，水泥工业节能技术水平有了长足的进步，高温余热在水泥生产过程中已被回收利用，水泥熟料热耗已由原来的4600～6700kJ/kg下降至3000～3600kJ/kg。
但由于水泥熟料煅烧技术及目前国内节能技术水平的限制，大量的中、低温废气余热仍不能被充分利用，由其所造成的能源浪费仍很大。
如目前国内技术水平比较先进的窑外预分解窑水泥熟料的生产技术（该公司新建的水泥熟料生产线即为此类技术），生产过程中由窑头冷却机和窑尾预热器排掉的420℃以下废气，其热量约占水泥熟料烧成系统总热耗的40%以上。
水泥生产过程中一方面有大量的中、低品位余热被排放掉，另一方面又消耗大量的电能（每生产一吨水泥需100～130kWh电能）。
如果将中、低品位余热转换为电能并回用于水泥生产，可以进一步降低水泥生产能耗、节约能源，是发展循环经济，节约资源、能源，实施清洁生产的典型范例。
一、电石渣综合利用生产水泥熟料新技术开发项目技术简介金昌水泥（集团）有限责任公司电石渣综合利用生产水泥熟料余热发电新技术开发项目是公司与成都建筑材料工业设计研究院有限公司合作对电石渣综合利用生产水泥熟料余热发电新技术进行开发，已经完成电石渣的差热性能热性能研究，完成在高温下的废气湿含量分析性能，电石渣综合利用生产水泥熟料废气余热的换热研究，在窑头AQC、窑尾SP余热锅炉、汽轮发电机房、化学水处理、电站循环冷却水系统的设计，站用电及电站计算机控制系统等。
1.1电石渣的差热性能电石渣与石灰石的热性能差异较大，对电石渣进行了差热性能分析，具体结果如下图所示。
LHWC水泥厂余热发电项目热工检测和效益评估盛洁;公磊;李昌勇【摘要】对LHWC水泥厂2 500t/d新型干法窑的热工标定数据分析,熟料产量超过3 000 t/d以上,已经超过设计产量指标20%,产量指标达到了国内先进水平.C1筒出口废气温度降低到300℃左右,显著降低了预热器废气热损失;各级预热器的换热效率比较高,但是其阻力损失也比较大.篦冷机的热回收效率比较低,高温风机也没有多少富余.若增加余热发电系统,必须更换高温风机或者对系统进行优化以降低系统的阻力.从余热发电的效益评估来看增加余热发电系统,只需两年半到三年半就可回收成本.【期刊名称】《新世纪水泥导报》【年(卷),期】2010(016)003【总页数】3页(P16-18)【关键词】水泥生产线;热工检测;余热发电;效益评估【作者】盛洁;公磊;李昌勇【作者单位】南京工业大学材料科学与工程学院,210009;南京工业大学材料科学与工程学院,210009;南京工业大学材料科学与工程学院,210009【正文语种】中文【中图分类】TQ172.8%TM617LHWC水泥有限公司2 500 t/d新型干法窑于2005年建成投产，由窑头熟料冷却机和窑尾预热器排放的350 ℃以下废气，其热量约占水泥熟料烧成系统总热耗的30%以上。
为了能充分利用这些热量，实现水泥熟料的节能降耗，厂方打算增加纯低温余热发电系统。
本文根据对烧成系统的综合热工检测结果进行分析，为纯低温余热发电系统工程提供可靠的基础参数，并对增加余热发电工程进行经济效益分析。
我们对LHWC水泥厂2 500 t/d的生产线进行了现场热工标定（表1～表4），标定期间，原料与煤粉质量稳定，系统运行也较稳定，标定结果具有代表性和可靠性。
LHWC公司2 500 t/d预分解窑系统的运行情况良好，运转率超过90%以上，熟料产量超过3 000 t/d以上，已经超过设计产量指标20%。
C1筒出口废气温度降低到300 ℃左右，显著降低了预热器废气热损失，系统的熟料烧成热耗3 227.8kJ/kg，低于国内一般带五级旋风预热预分解系统的2 500 t/d级新型干法窑的平均水平（3 260～3 350 kJ/kg熟料），指标也是比较优良的，但与国际水平2 842 kJ/kg相比[1]，还是有一定的差距。
电石渣循环利用助力绿色低碳发展作者：高红来源：《中国经贸导刊》2021年第33期电石渣是电石法生产聚氯乙烯工艺的主要副产物，每生产1吨聚氯乙烯约产生电石渣废料2吨左右，具有产生量大、碱性强、不易运输、侵蚀土壤等特点。
当前，我国电石渣产生量达3400万吨/年（干基），我国企业经过多年的探索与研发，将电石渣制成氧化钙再成型用于电石生产的循环利用技术已取得了显著进步，为我国电石渣零排放、规模化高值利用提供了样板，解决了电石生产上游原料高品质石灰石资源紧缺、下游乙炔制备产生大宗固废电石渣处理的难题。
加快推进电石渣资源化利用，将有效减少电石生产过程的能源消耗和污染物排放，有助于推动电石法聚氯乙烯生产绿色发展，对加强能源资源节约和环境保护具有重要意义。
一、现状与问题我国是利用煤炭生产聚氯乙烯产品的大国。
电石产量位居全球首位，由此产生的大量电石渣，一直是煤制聚氯乙烯工业面临的大难题。
上世纪60年代，随着石油工业的崛起与发展，国外聚氯乙烯生产工艺由电石法转向了乙烯法。
但是中国聚氯乙烯行业始终以电石法工艺为主。
原因是我国特有的“富煤、贫油、少气”的资源和能源结构，决定了我国依托丰富的电力和煤炭资源，走电石制取乙炔，再合成聚氯乙烯的路线。
据估算，2020年电石法聚氯乙烯产量1690万吨，若全部采用乙烯原料替代，需要845万吨乙烯，折算成原油约需8450万吨，占全国原油产量的43.3%，或原油进口量的15.6%。
电石是生产聚氯乙烯产品重要的基础化工原料。
但是适合电石使用的石灰石资源稀少，我国的电石原料石灰石产地分散，主要分布于内蒙古乌海市海南区、鄂尔多斯市鄂托克旗、山西省的朔州市山阴县、甘肃省永登县等。
加上各石灰石产区加强对石灰石矿山开采的管理，石灰石的产量受限、质量下降，电石生产企业经常面临石灰石供应不足、石灰石以次充好的困境，严重制约电石行业的正常运行。
另外，电石水解产生乙炔气后，废弃物主要成分是电石渣Ca（OH）2，其理化pH>13，呈强碱性，还含有少量的MgO、SiO2、Al2O3、Fe2O3，以及少量的磷化物、硫化物等组分。
唐山市人民政府关于印发唐山市水泥产业结构调整实施方案的通知为贯彻落实《河北省水泥产业结构调整方案》(冀政函〔20１4〕7号）精神和市委市政府关于工业转型升级与环境治理工作部署，努力调整水泥产业结构，加快水泥产业转型升级，结合我市实际，制定本方案。
一、总体要求和目标(一）总体要求。
全面贯彻中央和省市经济工作会议精神,依据国家产业政策和《河北省水泥产业结构调整方案》，坚持政策引导、行政推动、市场化运作相结合的原则，以结构调整为主线,以技术创新为动力，充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,大力实施联合重组、优化产业布局、调整产品结构、化解过剩产能,进一步提高产业集中度，提升装备工艺水平，推动产业链条延伸，促进水泥行业健康有序发展。
（二)主要目标。
到201７年，水泥总量得到有效控制,产业集中度进一步提高,产业布局更加优化,产品结构更加合理，全面完成化解过剩产能任务,节能减排达到国内先进水平。
1.规模总量：水泥熟料产能控制在2400万吨以内,水泥产能控制在7800万吨以内,水泥产能与市场需求相适应，产能利用率达到合理水平。
2.产业集中度：形成冀东集团、宇峰集团、耀东集团等大型企业集团，若干家区域性龙头企业，3家大型水泥企业集团熟料产能占全市的比重７3%以上,水泥产能占全市的比重2５%以上。
３．产业布局：水泥熟料生产企业向原料产地转移，水泥粉磨企业向使用地转移,产业布局更加合理。
4.产品结构：新型干法水泥比重达到9８％以上，４２．5级及以上水泥比重达到６０%以上，水泥散装率达到70％以上，水泥产品工厂化的加工率达到4０%以上。
５.化解过剩产能：到2017年底，化解水泥熟料过剩产能1３2万吨。
6．节能减排:可比水泥综合能耗降低到88千克标准煤/吨,可比熟料综合煤耗降低到１03千克标准煤/吨,全部达到国家《水泥单位产品能源消耗限额》先进值。
水泥产业氮氧化物和颗粒物排放达到大气污染物特别排放限值要求。
二、主要任务（一)推进联合重组。
第一章总论1.1 项目背景及必要性陕西氯碱化工有限公司10万吨/年聚氯乙烯项目一期工程即将建成投产。
工程总投资12.11亿元。
该工程位于榆林市米脂县姬家峁，距米脂县城2公里。
一期工程投产后，每年将排出电石泥废渣21.6万吨(以干料计)，另外，自备电厂每年干排粉煤灰3.6万吨。
这些工业废渣都是生产水泥的优质原材料，利用这些废渣可生产出高标号优质水泥，这在缺乏石灰石资源的陕北延安、榆林地区，既能达到变废为宝、全部消化利用工业废渣的目的，又能满足市场对高标号优质水泥的需求。
米脂县地处陕西省北部东侧，榆林市中部，无定河中游。
距榆林市70公里，距神府煤田区180公里。
米脂县矿产资源丰富，主要有煤、天然气、石油、岩盐、陶土等。
其中煤分布在县境的西北部，开采已经数百年。
储量丰富而且煤质优良。
这些都为水泥项目提供了得天独厚的建设条件。
米脂县已被规划为陕北能源重化工基地的盐化工工业区。
陕西XX 氯碱化工有限公司年产10万吨聚氯乙烯工程建成投产后，必将极大地促进米脂县及周边地区的经济发展。
因此，陕西XX氯碱化工有限公司电石渣综合利用水泥生产线工程的建设是变废为宝、利国利民、综合性的环保节能项目，是十分必要和迫切的。
1.2 可行性研究的依据和范围1.2.1 可行性研究依据1、国家经济委员会1985年9月30日国发【1985】117号批转的《关于开展资源综合利用若干问题的暂行规定》2、[国家经济贸易委员会、国家计划委员会、财政部、国家税务总局关于印发《资源综合利用目录》的通知][国经贸资〔1996〕809号]3、陕西XX氯碱化工有限公司委托陕西省建筑材料工业设计研究院编制《陕西XX氯碱化工有限公司综合利用水泥项目(Ⅰ期)可行性研究报告》的委托书。
1.2.2 可行性研究的范围可行性研究范围：从年产10万吨聚氯乙烯生产线工程电石渣中转储库的泵站开始，到整个水泥生产线的水泥出厂。
包括生产设施、辅助性生产设施、厂前区及化验室等子项。
1 项目概况1.1 项目名称县水泥有限责任公司综合利用电石渣2000t/d熟料水泥生产线技改工程（带4000kW纯低温余热发电）。
1.2 建设地点省曲靖市县水泥有限责任公司内。
1.3建设规模、范围、产品方案建设规模：采用新型干法预分解生产工艺，技改建设一条带4000kW纯低温余热发电的2000t/d熟料水泥生产线，年产熟料62.00万吨，年产水泥73.50万吨。
产品方案：P.C32.5复合硅酸盐水泥36.50万吨；P.O42.5普通硅酸盐水泥37.00万吨。
年发电量为2232×104kWh，年供电量为2053×104kWh。
建设范围：自原燃料进厂至水泥成品出厂(包括煤粉制备及输送)及与之相配套的生产辅助设施，厂外输电线路及配套设施，以及项目建设的外部条件等；4000kW纯低温余热发电系统。
1.4 建设单位及概况县水泥有限责任公司位于324国道旁，紧靠滇黔公路，距县城18公里，距 65公里，交通便捷。
工厂建成投产于1999年，工厂现有员工117人，工程技术人员29人，技术力量雄厚，生产能力为年产各种标号水泥10万吨。
产品的生产检验严格按照国家标准组织生产，出厂水泥合格率、富余强度合格率历年均保持在100％。
工厂拥有一批熟练工人、管理干部、专业技术人员及营销人员等职工队伍，生产的水泥得到了广大用户的认可和好评，已形成辐射、、及周边地区的完善的营销网络，产销率达到100％。
省政府办公厅下发的《关于做好淘汰落后水泥生产能力工作的通知》，明确提出了省“十一五”期间，淘汰落后水泥生产能力的具体目标、重点、进度和政策措施。
到2010年，全省完成淘汰落后水泥生产能力不少于1064万t。
具体为：2007年453万t，2008年411万t，2009年不少于139万t，2010年不少于61万t。
所确定的到2010年全省淘汰落后水泥生产能力1064万t的目标，大大超过国家下达的700万t的任务指标。
随着国家和省的水泥工业战略结构调整的进行，县水泥有限责任公司根据《中国建材工业跨世纪发展战略》的要求，为切实贯彻中央关于经济结构调整的精神，坚持“控制总量、调整结构、淘汰落后”的建材工业发展方针和提高旋窑水泥比重的产业政策，实现水泥工业增长方式的转变和可持续发展，针对县水泥工业产业结构和产品结构极不合理的形状，以及当地和周边地区的市场需求，从工厂自身条件和资金筹措能力等具体情况出发因地制宜的综合考虑，决定抓住西部大开发战略的机遇，充分利用本地充足的资源，建设2000t/d新型干法水泥熟料生产线。
本项目的实施，能有效地填补市场缺口，加快企业技术进步和产业升级，加大对落后小立窑水泥厂的淘汰力度，实现显著的企业效益和社会效益。
1.5主要经济技术指标表1-1 本项目主要经济技术指标1.6 工艺流程（1）电石渣储存及输送进厂电石渣水份控制在10%左右，运输进堆棚储存，再经胶带输送机输送至电石渣库内储存。
（2）石灰石破碎及输送汽车或装载机将石灰石原矿运至破碎系统受矿仓内，仓下调速式重型板式给料机将原矿喂入单段锤式破碎机内破碎，成品碎石由皮带输送机送至1座φ8×25m圆库内储存。
（3）原燃料的预均化1)电石渣：成分比较稳定，可不考虑预均化。
2)石灰石：该厂石灰石矿中CaO平均含量为54.21%，质量较为稳定，属生产水泥的优质石灰石原料，且开采条件好，矿层走向均匀、稳定，成份变化较小，为降低投资在设计中不考虑石灰石预均化。
3)砂页岩：该厂粘土质原料可由两个矿点供给，生产中可搭配使用，为保证成份的稳定性，降低波动范围，节约投资，设计中考虑对两种粘土采取简易预均化处理。
4) 烟煤：烧成用烟煤可供给的矿点较多，成分及热值难以保证，为缩小偏差，保证烧成用煤质量的稳定性及均匀性，节约投资，故设计中考虑对烟煤采取简易预均化措施。
（4）原料配料及输送原料配料库由2座Φ8×25米电石渣库、1座Φ8×25米石灰石库， 1座Φ6×16米砂岩库、1座Φ6×16米硫酸渣库组成。
库底用电子皮带秤按要求的配比准确计量配料后，经皮带输送机送至原料磨。
生料控制采用荧光分析仪和计算机自动配料系统，以保证出磨后生料质量稳定。
（5）原料粉磨配合好的原料送入立式磨中，出磨生料经高效分离器分选，合格生料经斗式提升机送至生料均化库储存。
在进料粒度≤40mm，原料入磨综合水分<10%，成品细度80µm筛余12%，终水分≤1.0%的条件下，系统产量为160t/h。
出磨废气与经增湿塔增湿、调质后的窑尾废气一并送至窑尾废气电除尘器净化后排放。
原料磨采用出窑尾预热器的废气为烘干热源。
（6）生料均化及生料入窑喂料系统设置1座Ф15x40m连续式气力均化库，储存量为5000 吨。
来自原料磨的成品生料及窑尾废气处理系统收集的粉尘经斗提机、空气斜槽入库。
当原料磨停运时，废气处理系统收集的粉尘与库侧卸料器卸出的生料搭配送入生料库，以保证生料成分稳定，避免窑灰单独入库而引起生料成分波动。
生料均化库由罗茨风机供气，经设在库底的六个卸料口按顺序卸至搅拌仓。
均化作用主要由库内重力切割和搅拌仓的搅拌来实现。
搅拌仓带有荷重传感器及充气装置，仓内的生料经气体搅拌后，自仓下流量控制阀卸出，由固体流量计量，经斗提机、空气斜槽、送入窑尾旋风预热器二级筒的上升管道系统。
（7）煤粉制备选用一台Ф3.0×6+3m风扫式煤磨，当进料粒度≤25mm，入磨综合水分＜10%，成品细度80µm筛余6％，终水分≤1.0%的条件下，系统产量18t/h。
原煤由原煤仓下的圆盘喂料机喂入煤磨，在磨内进行烘干及粉磨。
出磨煤粉随气流经动态选粉机收集后，送入煤粉仓。
动态选粉机选出的粗粉返回磨内重新粉磨。
煤磨烘干气体来自窑头篦冷机烟气，并设有备用热风炉。
煤磨废气用高效防爆专用脉冲袋收尘器处理后排放。
煤粉仓下设有环状天平计重机，既可计量，又能调节喂煤量。
经计量后的煤粉分别送至窑头的四通道喷煤管及窑尾的分解炉。
为保证安全生产，本系统设有防爆阀及CO2 灭火装置。
（8）熟料烧成及窑尾废气处理本项目采用烟煤作为燃料，根据煤特点，熟料煅烧选用一台Φ4×60m回转窑，窑尾带低压损型旋风预热器和喷腾型分解炉。
窑的设计指标为日产熟料2000吨。
烧成热耗 3453kJ/kg熟料。
窑与分解炉用煤比例为40∶60，入窑生料的表观分解率约为90－95%。
熟料冷却机采用控制流篦式冷却机，带有熟料破碎机。
出冷却机的熟料温度为环境温度+65℃。
熟料冷却机排出的气体；一部分作为二次风及三次风入窑和分解炉；部分作为煤磨的烘干热源，其余废气经袋收尘器净化后排入大气。
窑尾预热器排出的废气，经窑尾高温风机一部分送至原料磨作为烘干热源，其余部分经增湿塔增湿、调质后送至窑尾废气除尘器净化后排放。
原料磨停运时，窑尾预热器排出的废气可全部通过增湿塔，进入除尘器净化后排放。
增湿塔、除尘器收下的粉尘，与原料磨的成品生料一起送入生料库。
当增湿塔工作不正常时，收下的窑灰水分过大，增湿塔下的螺旋输送机反转将湿窑灰排出，再由人工清出。
（9）熟料、混合材储存、石膏破碎储存及水泥配料熟料设有1-Φ22×45m熟料库，储量为2×10000t。
熟料库库顶设置袋除尘器。
采用矿渣作水泥混合材。
石膏经颚式破碎机破碎后由斗式提升机输送入库。
熟料、炉渣、锰渣、石膏按一定的配比分别经库底皮带定量给料机计量卸出后，由胶带输送机入水泥磨。
（10）炉渣、锰渣烘干湿炉渣、锰渣利用露天堆场堆存，用装载机送入卸料斗，由提升机提升入回转烘干机，烘干后的炉渣、锰渣由斗提提升入炉渣库。
（11）水泥粉磨及输送设一套RP140/65辊压机＋Φ4.2×13m圈流水泥磨，系统产量为130t/h，出磨水泥细度为3400～3600cm2/g。
来自水泥配料的混合料由胶带输送机送入辊压机系统后，再送入水泥磨进行粉磨作业，出磨水泥由斗式提升机送入高效选粉机分级，粗粉回磨再粉磨，合格细粉经空气输送斜槽、斗式提升机送入水泥库，出磨气体则经高效选粉机后进入袋式除尘器除尘，收下后的成品经斜槽、入库斗式提升机送入水泥库，废气则排入大气，粉尘排放浓度小于30mg/Nm3。
（12）水泥储存及汽车散装水泥采用4-Φ15×36m圆库储存，水泥库储量为20000t；水泥库顶设有卸料斜槽和袋收尘器。
库侧设置四套汽车散装装置，能力为4×120t/h；水泥库底设置链式输送机输送水泥至成品包装车间。
（13）水泥包装及成品储存水泥包装设有二台八嘴回转式包装机，能力为2×90t/h，包装后的袋装水泥堆存于成品库中。
散装水泥及袋装水泥由汽车运输出厂。
散装水泥的散装比例暂按100%考虑，但可随时根据市场需求作适当调整。
（14）余热发电系统余热发电系统规模发电机输出功率：4000 kW①余热电站流程本方案拟采用纯余热发电技术，该技术不使用燃料来补燃，因此不对环境产生附加污染；蒸汽参数较低，其运行操作简单方便，运行的可靠性和安全性高，运行成本低，日常管理简单。
选用凝汽式汽轮发电机组，自然循环立式锅炉，SP锅炉带机械振打清灰装置。
工艺流程如下：45℃左右的软化水经过化学除氧后，经锅炉给水泵加压进入AQC锅炉省煤器，加热成190℃左右的饱和水；分成两部分，一部分进入AQC锅炉汽包，另一部分进入SP锅炉汽包；然后依次经过各自锅炉的蒸发器、过热器产生1.3MPa、310℃的过热蒸汽，汇合后进入汽轮发电机组做功，作功后的乏汽进入凝汽器，冷凝水和补充软化水经除氧器除氧再进行下一个热力循环。
SP锅炉出口废气温度230℃左右，用于烘干生料。
②热力工艺系统热力工艺系统包括：主蒸汽系统及辅属蒸汽系统，疏放水及放气系统，给水系统，锅炉排污、取样系统等。
a．主蒸汽系统及辅属蒸汽系统本工程建成投产后，热电站的主机配置为两炉、一机。
不设置备用。
在窑头冷却机中部补开抽风口，入AQC锅炉废气温度达到350℃；窑尾废气入SP锅炉温度达到330℃；经计算系统实际发电功率达4100 kW，选用4000kW汽轮发电机组。
热电站的主蒸汽系统采用母管制。
两台锅炉产生的蒸汽先引往蒸汽母管后，再由该母管引往汽轮机和各用汽处。
并用关断阀将母管分为两个区段，以提高系统的稳定性。
正常运行时，阀门开启；当某一台锅炉需要检修时，关闭相关管段的阀门，此锅炉停运，但其它管段仍能继续运行。
除氧采用加药除氧，不消耗蒸汽。
汽轮机的轴封用汽，由主蒸汽管引至均压箱后，再分别送至前后轴封。
b．疏放水及放气系统本工程锅炉部分疏放水量极少，放水直接引至定排总管通过定排扩容器排放。
汽机部分的疏水均引至设备配套的疏水膨胀箱，最后汇入凝汽器全部回收。
作为机组启动的安全措施，本电站各类汽水管道的自然高点和自然低点均设放汽阀和放水阀，系统启动时临时就地放汽、排水。
