电石渣循环利用 助力绿色低碳发展

王维

摘要：随着氯碱行业的持续发展，电石渣的排放及堆存量日益增长，造成了严重的环境污染、土地与钙资源浪费。针对电石渣的资源化利用难题，在分析电石渣组成、结构特点的基础上，对其在建材、化工材料和环保治理方面的研究进行综述，重点讨论了资源综合利用的问题及研究趋势。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。

关键词：电石渣循环利用;绿色低碳

引言

随着环境形势的日益严峻，人们的环保意识逐渐增强，为打赢污染防治攻坚战，响应国家号召，适应国家发展，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。

1电石渣循环利用概述

电石渣是电石水解制取乙炔气、聚氯乙烯、聚乙烯醇等产品后排出的工业固体废渣，其主要成分是Ca（OH）2，并含有少量杂质。由于电石渣的附加值较低，企业通常采用堆存或填埋的方法来处置电石渣，这既增加了企业的管理支出费用，又加重了周边土地和水环境的盐碱化。考虑到电石渣主要成分同石灰相似，如果能将其代替石灰用作道路填筑胶结材料，则可在降低道路施工和电石渣处置成本的同时，还能有效缓解因电石渣堆埋带来的环境污染问题。使用电石渣配料，不仅提高了生料质量、解决了二氧化硫排放问题，还实现了生产水泥熟料综合利用工业废渣的目的，达到以废治废，变废为宝，同时也减少了电石渣对环境污染，实现了资源化综合利用。

2电石渣新工艺技术

2.1工艺原理

用生石灰和湿电石渣按合适的比例进行高速的混合搅拌，以达到对电石渣进行破碎和湿度整定的目的，混合后的湿度控制在15%左右，然后把整定和破碎后的混合物传送到颗粒分离器中。来自于脱硫进口烟道的一部分热烟气进入颗粒分离器中，一方面能取得干燥的目的，另一方面是把小颗粒的生石灰和电石渣混合物输送到吸收塔塔底进行二次干燥破碎，进一步降低电石渣中剩下的含水率，达到干燥的目的，满足脱硫反应的需要。颗粒分离器中大颗粒掉落至底部，通过传送装置重新回到搅拌设备中进行搅拌二次破碎，然后再进入颗粒分离器中分离。

2.2技术线路

电石渣干法脱硫新工艺就是要摒弃目前主要采用的高能耗电石渣干燥制备系统，充分利用现有干法脱硫系统的能力，进行湿电石渣的干燥处理以满足脱硫的目的。新技术是利用干法的生石灰和湿电石渣混合进行湿度整定，再利用脱硫进口烟道的热能进行混合物的干燥与分级，分级后的混合物输送到塔底进行二次干燥破碎并参与脱硫反应，由于在塔内干燥破碎的同时，通过蒸发吸热，从而实现了脱硫烟气的余热利用，脱硫烟气温度的降低也减少了塔内喷水量，大大节约了脱硫用水。

3电石渣循环利用助力绿色低碳发展

3.1酸性工业废水治理

工业废水主要集中在造纸、印刷、化工、纺织、电镀和钢铁等行业。治理酸性废水方法主要通过中和原理，如添加火碱、烧碱、石灰乳和碱性废水等，而添加不同物质产生的治理成效和运行成本差异很大。电石渣含有丰富的氢氧化物，呈强碱性，可替代目前市场上常用的石灰、石灰石、氧化镁等中和剂。电石渣中和废水的典型应用是对煤矿酸性废水的净化，选用细粒径的电石渣，其消融特性更好，游离钙含量高，能更快地升高溶液的pH值，同时可大幅降低溶液中铁、亚铁和锰的浓度，在处理含有盐酸的废水时，还可制备高纯度的氯化钙产品;但电石渣在处理酸性废水时，迅速释放大量的OH-和Ca2+，导致出水pH>10，直接使用易造成二次污染。

3.2建筑砌块的制备

电石渣浆具有较好的反应活性，浓缩后与煤渣、水泥等均匀混合后经砌块成型，可生产轻炉渣砖、加气混凝土砌块、石膏砌块等。电石渣替代生石灰生产传统的加压混凝土砌块时，存在提供热量不均匀的问题，导致不能加快料浆中发泡的增稠速率，使毛坯稳定性降低，最终导致粗坯失稳、预固化时间延长。Cai等采用微波加热技术固化混凝土制品解决了受热不均的问题，使预固化时间缩短0.5～1.0h，蒸压加气混凝土砌块性能得到有效提升，并达到国标优等品指标要求。

3.3安全环保效益

目前发生器出来的渣浆汇集至一二线渣浆池后，再由渣浆泵送至压滤装置。由于渣浆池为长方体设施，电石渣浆中夹带的硅铁等杂质容易沉积在渣浆池的底部和四角，运行时间长就会导致渣浆池容积变小、缓冲能力下降，硅铁等杂质沉积后也会导致渣浆池搅拌跳闸、渣浆泵进口管道堵塞等事故频繁发生。电石渣浆中携带的硅铁对渣浆管道、阀门冲刷磨损十分严重，同时由于发生器溢流含固量在10%左右，导致压滤机进料时间加长，对滤板、滤布的损害非常严重，且压滤机设备投用台数增多，维修和备品备件等消耗增加，生产费用升高、装置运行稳定性差，影响安全生产。

3.4电石渣浆浓缩池封闭方案

电石渣浆浓缩池膜结构加盖技术通常采用钢支撑反吊氟碳纤膜结构，采用该种抗腐蚀能力很强的膜材把废气罩住，钢结构在外面将膜悬吊，这种加盖工艺可以解决钢结构由于与腐蚀性气体接触而带来的腐蚀问题，发挥了钢结构的性能，实现了结构骨架与覆盖材料的完美结合，有耐腐蚀性好、跨度大、安装快捷、密封性好、检修方便等特点。

3.5加强电石渣原料利用

传统建材生产消耗大量石灰石等原生资源，利用工业固废和低品位原料制备高性能建筑材料已成为研究热点，从而减少原生矿物的大量消耗。电石渣中含有大量氢氧化钙，粒径较小，反应活性高，因此电石渣是一种典型的可用于替代石灰石的二次資源，在规模化消纳的同时降低了建筑成本。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。

结束语

电石渣含有丰富的钙源，是生产化工产品的重要原料，具有广阔的市场应用前景。目前应用于工业化生产线的成熟工艺不多，如氯碱厂和氨碱厂联合利用电石渣代替石灰乳生产纯碱的工艺以及电石渣代替石灰用于氯醇化法生产环氧丙烷。建议继续加大电石渣资源化利用技术的开发，特别是电石渣生产氧化钙直接生产电石，以及电石渣生产氯化钙、纳米碳酸钙等高附加值精细化工产品。同时，电石渣的资源化利用应因地制宜，与当地企业、资源联系起来，与现有工艺结合起来，形成电石渣循环经济产业链，实现电石渣的资源化循环利用。

参考文献

[1]高朋，党增琦，栗培龙，等.电石渣-粉煤灰稳定土强度影响因素分析[J].路基工程，2020（5）：6-7.

[2]闫秀华，李世扬.电石渣综合利用生产砌块[J].聚氯乙烯，2007（5）：43-44.