电石生产过程降低碳排放的措施研究

电石生产过程降低碳排放的措施研究
摘要:石灰行业一般使用化石燃料,如煤、石油焦和天然气,满足其能量需求。然而近年来由于化石燃料价格的上涨与环境保护压力的剧增,学者和企业转向经济和环境友好型的替代燃料。本文主要对电石生产过程降低碳排放的措施进行研究,详情如下。
关键词:电石;碳排放;措施
引言
电石是以炭材和生石灰为原料,在2000℃高温下冶炼而成。生石灰由配套的石灰窑煅烧石灰石产生。其中电石生产过程涉及碳排放的主要工序为炭材干燥、石灰石煅烧、电石生产和电石冷却储存等工序。亚硫酸钙
1电石渣的特性
电石渣属于工业废料,呈碱性,微溶于水,主要成分是氢氧化钙,可以用于调节污水的pH进行中和反应。其主要成分氢氧化钙还可用于沉淀类金属离子、钙盐沉淀物,钙盐沉淀物密度
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较大,在絮凝剂作用下,絮凝沉淀效果好,可去除污水的重金属离子、氟离子、硫酸盐、磷酸盐、有机物等。生产实践表明,经过电石渣浆化液处理后的废水pH值是7~8,因电石渣呈细泥状,容易稀释浆化,有效使用率可达到98%以上。电石渣取代石灰来治理酸性废水,不但其技术可靠,来源丰富,而且节省资源,变废为宝,拥有显著的经济效益。
2电石生产过程降低碳排放的措施
2.1电石渣掺配生料煅烧熟料生产线的优化改造
电石渣是PVC生产企业采用电石法生产时排出的工业废渣,干基状态下其主要成分Ca(OH)2的含量可达80%以上。利用电石渣生产水泥熟料是电石渣变废为宝最成熟、最经济的方法,是大量处理电石渣的有效途径,既排除了废渣对环境造成的污染,又让废弃资源得到充分利用,具有良好的环境效益,完全符合国家发展循环经济的要求。相较传统的石灰石掺配生料煅烧熟料工艺,电石渣原料成本更低。由于对电石渣掺配生料煅烧熟料工艺的认识不足,早期建设的生产线设计时照搬传统水泥生产工艺留下了这样或那样的问题,长时间不能达标达产,能效甚差。(1)更换所有锁风阀,并对部分锁风阀位置和方向做了调整。锁风阀作为旋风收尘器的主要部件,其锁风效果的好坏,直接影响收尘效率的
高低。把原有老旧锁风阀更换为锁风效果更好的微动型锁风阀,减少内漏风,提高分离效率;并对锁风阀位置进行调整:对于距离撒料箱较近的锁风阀,位置条件许可的情况下,调整锁风阀至撒料箱的距离大于2m,以改善撒料箱分散效果。(2)更换窑头燃烧器和一次风机,一次风机风量由原来的80m3调整为110m3,压力由39.8kPa调整为49.0kPa;喂煤管道直径由Ф219改为Ф179。考虑该项目有提产至4000t/d的需求,一次风机配置选型偏大。实际使用风量85m3;送煤管道直径变小后,喂煤罗茨风机可降至35Hz运行,一次风量和喂煤风机风量相匹配,更好地发挥出了四通道燃烧器的性能。适当提高一次风机压力,促使风、煤充分混合,适当缩短火焰长度,提高烧成带温度。
2.2电石渣改性固体废弃物胶固粉的制备
目前常见的工业废弃物主要有冶金废渣、采矿废渣、燃料废渣和化工废渣这四大类,其中化工废渣主要包括硫酸矿烧渣、电石渣、盐泥、污泥、废塑料以及橡胶碎屑等。电石渣是电石水解获取乙炔气后的以Ca(OH)2为主要成分的废渣,电石渣中活性CaO的含量达到40%以上,可代替石灰激发煤渣的活性,制成砌筑砂浆或轻质砖。电石渣具有数量多、成本低的优点,被主要用于生产建筑材料和矿用充填材料等。对于矿业发展而言,矿用充填
材料的凝固时间和强度与工程的安全性息息相关。胶固粉是近年来矿井填充用的一种主要材料,因具有良好的低水性、高密度和优异的力学性能而成为了矿山胶结充填的核心材料。电石渣掺杂的改性胶固粉水化反应得到了加速,且没有产生新的产物;电石渣的掺杂使水化产物之间结合更为紧密,胶固粉的强度得到改善。当电石渣的掺杂量为1.0%(质量分数)时,水化产物结合最为紧密。随着电石渣掺杂量的增加。
2.3电石渣制备钙基催化剂及其脱硫脱硝
电石渣是电石水化生产乙炔的副产物,其主要成分是Ca(OH)2,此外还含有部分Al2O3、SiO2、Fe2O3等金属氧化物、无机物以及少量有机物。因其性质与石灰石相似,因此可用于烟气脱硫。利用固定床反应器考察了工业废物三钙和钠的脱硫特性(白石灰泥、电石渣和盐水污泥),发现电石渣具有最高的比表面积和最佳的SO2扩散渠道,但电石渣本身对NO的去除效果并不明显,目前的研究大多是将电石渣与另一种材料(稻壳灰、焦炭、甘蔗渣等)作为复合吸收体,探究其对NO的去除效果。然而,该复合吸收体在脱硝方面存在较大的局限性,如反应温度高、脱氮有效时间短、系统复杂等。以电石渣为原料,通过超声浸渍KHCO3制备的催化剂对SO2和NO均有较好的脱除效果。KHCO3浸渍浓度对脱硫脱
硝的活性影响显著。最佳制备条件为:KHCO3浸渍浓度为1mol/L、超声时间为15min和超声功率为800W。KHCO3的存在对NO和SO2的去除有促进作用,提高超声功率有助于NO和SO2的去除,但超声时间的增加抑制电石渣对NO的去除。通过改性材料表面生成了新的物质K2Ca(CO3)2和CaCO3,表面微孔和中孔结构明显增加。改性电石渣表面形成的含氧官能团C—O、C=O和表面吸附氧是催化氧化脱除NO和SO2的关键。
2.4加强碳排放管理
企业应建立并完善监测计量系统,定期对计量器具、仪表、检测设备等进行校准维护;应建立温室气体排放核算和报告管理制度,制定年度数据质量控制计划,对碳排放相关数据的监测方法、监测频次、记录频次和数据缺失处理方式等开展精细化管理,规范数据收集统计,确保数据质量。企业应强化碳排放核算工作培训,每年定期组织内部碳排放核算与内审工作。
2.5炭材除尘灰碳输出问题
pt100电石生产企业在计算工业生产过程碳排放时,若企业炭材除尘灰外售,则需要扣除炭材除
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尘灰对应的输出碳。而补充数据表边界明确要求,作为原材料投入的能源中,炭材消耗量应取烘干后进入电石炉之前的炭材量。对于电石生产企业,入炉总炭材计量有可能在烘干工序之后,即实际计量的炭材消耗量不包含烘干过程除尘设施收集的除尘灰,如果扣减会违背碳质量平衡原则。因此,要根据炭材消耗量计量器具实际安装位置来判断是否需要扣减除尘灰对应的输出碳,建议对除尘灰是否纳入补充数据表核算边界进行说明。
2.6电石渣用于中和沉淀池的优化
废水预处理主体工艺采用分质预处理设计,针对各股废水水质特点进行针对性的预处理,处理规模40m3/h。预处理部分由废水收集池、自然冷却池、pH调节池、微电解、芬顿氧化池、中和絮凝沉淀池等组成。通过预处理单元处理后,废水中的难降解有机物如硝基苯类、苯酚类、苯胺类等特征污染物得到有效去除,废水的毒性和可生化性也得到明显改善。
结语
通过对电石生产全流程碳排放点的分析,针对性地提出降碳措施,有助于电石行业实现“碳
达峰”和“碳中和”目标。石灰窑尾气利用和除尘灰再燃烧两项节能技术。电石行业实施降碳改造不但能够减少温室气体排放量,还能降低电石生产成本和综合能源消费量。
教育叙事研究的一般步骤
参考文献
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