新疆天业循环经济产业链之废渣综合利用项目

恺 峰，冯 俊

（新疆天业集团化工研究院，新疆石河子832000）

新疆天业循环经济产业链之废渣综合利用项目

恺 峰，冯 俊

（新疆天业集团化工研究院，新疆石河子832000）

介绍了新疆天业（集团）循环经济产业链中的废渣综合治理情况，重点论述了干法乙炔配套干法水泥工艺、粉煤灰蒸压制砖工艺和电石渣烟气脱硫工艺。这些废渣综合利用技术不仅解决了长期困扰电石法聚氯乙烯装置废渣处理问题，更为企业带来了较好的经济效益和环保效益，使新疆天业循环经济、节能减排工作得到更全面的发展，同时也为电石法聚氯乙烯循环经济模式的建立提供全方位的示范。

循环经济；废渣；综合利用；新疆天业

新疆天业（集团）有限公司（以下简称天业）组建于1996年6月，是国有控股大型企业集团，2005年10月被列入第一批全国循环经济试点。天业坚持循环经济的发展理念，通过产业循环式组合和资源高效利用，最大限度地利用各种废物和再生资源，实施清洁生产和资源循环利用，减少了对自然资源的消耗和污染物的排放，走出了一条具有自身特色、高速发展的循环经济发展之路。天业横跨煤电、化工、塑料、食品、建材、房地产开发、贸易等多个行业，各产业相互关联，通过上、下游产业延伸，形成了主次分明、层次清晰的两条产业链。一条是资源—热电—化工—塑料节水器材—高效农业；另一条是化工—水泥—建筑。天业形成了以煤、电、化一体化为起点，塑料节水器材为核心，高效农业及食品加工、外贸出口为终端的循环经济有机结合体。

天业以减少资源消耗、降低废物排放和提高资源生产率为目标，以技术创新和制度创新为动力，积极推进结构调整，加快技术进步，加强监督管理，完善政策措施。通过实施产业间的“大循环”与产业内部的“小循环”，大力推行清洁生产，创新发展循环经济关键支撑技术等措施，建立比较完善的循环经济体系，制定循环经济发展中长期战略目标，节能减排效果显著[1]。

天业化工废渣综合治理项目是天业循环经济产业链中最重要的环节之一，包括电石渣制水泥、粉煤灰蒸压砖和电石渣烟气脱硫项目。这些废渣再利用项目的实施，使上游企业的废物成为下游企业的原料，实现资源的最有效利用。不仅解决了废渣排放的问题，而且变废为宝，将各种废渣吃干榨尽，带来了很好的经济效益和环保效益。

1 废渣综合治理现状

天业废渣来自电石渣、粉煤灰、石灰渣、炉渣、柠檬酸渣、焦粉等，怎样将这些废渣有效地综合利用，是摆在面前的一大难题。2005年，结合国内考察和自身的实际情况，天业建立了国内第一套电石法聚氯乙烯配套湿磨干烧电石渣制水泥工艺，对电石法聚氯乙烯废渣治理产生深远的影响。随着40万t电石法聚氯乙烯干法乙炔的成功运行，在湿磨干烧电石渣制水泥工艺上进一步研发了新型干法乙炔配套干法水泥工艺，并在此基础上进一步延伸了循环经济产业链，粉煤灰蒸压制砖项目、电石渣烟气脱硫项目相继建成投运，使天业循环经济、节能减排工作得到更全面的发展，也为电石法聚氯乙烯循环经济模式的建立提供全方位的示范[2]（如图1）。

2 废渣综合利用工艺介绍

2.1 新型干法乙炔配套干法水泥工艺

电石渣新型干法水泥是配套电石法聚氯乙烯工艺干法乙炔工艺的，它是电石渣湿磨干烧水泥工艺的更进一步的发展，不仅解决了电石法聚氯乙烯长期以来废渣处理的困扰，更是将难处理的废渣变成原料，生产出高强度和高稳定性的水泥熟料，电石渣水泥工艺的应用是电石法聚氯乙烯行业史上突破性的创举。

新疆天业2007年一期40万t聚氯乙烯工程项目，采用了与40万t聚氯乙烯规模相匹配的干法乙炔装置，配套日产2 000 t水泥熟料新型干法电石渣水泥装置，这是国内第一套大规模连续运行的干法乙炔及配套的干法水泥装置。2008年4月30日，国家发改委环资司下发的《关于鼓励电石渣生产水泥有关问题的通知》（发改办环资［2008］981号）中明确指出，现有电石渣水泥生产线可以采用湿磨干烧生产工艺进行改造，新建电石渣水泥生产线必须采用新型干法水泥生产工艺。目前该技术在国家发改委有关产业政策的鼓励支持下，在国内氯碱行业开始得到迅速推广[3]。其主要工艺流程如图2。

利用干法制乙炔工艺，乙炔发生器产生的5%～8%水分的电石渣，经收集后通过链运机或皮带机输送后进入电石渣库。电石渣库内的电石渣通过管道式输送机送入干燥混合系统的配料钢仓进行储存。风积砂由汽车运输进厂，经汽车衡计量后，进入风积砂库储存。粉煤灰由散装车运输进厂，经汽车衡计量后通过管道直接泵入粉煤灰库。硫酸渣由汽车运输进厂，经汽车衡计量后，经破碎进入硫酸渣库储存。风积砂、电石灰、粉煤灰、硫酸渣等辅料经各自库底微机自动配比系统配料后，经胶带输送机喂入生料磨内粉磨，出磨物料经选粉机选粉后，粗粉回磨内继续粉磨，电石渣与选粉机出来的辅料进行配混后进入干燥管系统干燥，干燥后的生料由旋风分离器收集后输送至生料均化库储存。

经计量后的生料由窑尾钢丝胶带提升机送至窑尾一级预热器，因旋风预热器中气体流速大，生料粉悬浮于窑尾热气流中，并随热气流同流而切向进入旋风筒，在旋风筒内作螺旋运动，并进行了充分的热交换。收集后的生料粉由重锤锁风翻板阀卸出，经下料管道先后到达二级预热器和三级预热器，生料粉与热气流进行悬浮热交换后，被三级预热器分离出来，经下料管送入分解炉，煤粉从分解炉下部喷入，在分解炉内形成无焰燃烧。生料粉在向下运动中进行高速分解和充分搅拌，使生料粉分解率达到90%～92%后进入旋风筒。由旋风筒将生料与热气流分离后，经下料管道进入回转窑内煅烧。回转窑所需的热量由煤粉燃烧产生。来自煤粉仓内的煤粉经环状天平计量秤计量后，通过螺旋泵送到窑头，由罗茨鼓风机提供的压气送至窑头多通道喷煤管喷入回转窑内燃烧。回转窑设置胴体表面红外温度测温系统，对窑体温度进行实时检测，以避免窑衬减薄、脱落而烧坏窑胴体。经回转窑煅烧的熟料由窑头卸出，经TC型第三代充气梁篦式冷却机强制通风冷却后，由链斗式输送机送入熟料堆场进行储存，混合后的熟料通过胶带输送机送入熟料储存库内储存。

熟料、脱硫灰、混合材及粉煤灰经库底微机自动配比系统配料后，由微机控制调速定量给料秤计量，经胶带输送机送入水泥粉磨车间辊压机系统的稳流仓，然后进入辊压机挤压。物料料饼由斗式提升机送入打散分级机分级，粗粉经提升机返回稳流仓再进入辊压系统，细粉进入高产筛分球磨机粉磨。出磨成品及磨尾收尘器收集下的细粉，由空气输送斜槽、提升机送入水泥库。经包装机自动包装计量后，袋装水泥由成品胶带输送机送入成品库储存，或直接装车通过汽车衡计量后出厂。

2.2 粉煤灰蒸压制砖工艺

天业粉煤灰蒸压制砖项目是天业循环经济大背景下又一个废渣利用项目，2007年投资4 000万元的粉煤灰蒸压砖项目成功投运，即可消耗废渣，又为项目的建设提供充足的建材原料。据测试，此成品砖抗压力是粘土烧制红砖的3倍，而且具有很高的环保价值和废物再利用的经济价值。其主要生产工艺流程如图3。

将符合要求的电石渣、砂、炉渣、粉煤灰等按设计配合比分别计量后，送入强制式搅拌机中，加入适量水，强力搅拌均匀，配料搅拌严格按照要求进行，搅拌好的混合料由皮带机送入消化仓中进行熟化消解，其消化时间一般为3～6 h，消化好的混合料再经二次搅拌，可获得很好的塑性及均匀性，二次搅拌混合的物料送入成型机进料仓。

混合料经压制成砖坯，将砖坯堆垛于蒸压小车上送入养窑中预养，一般预养温度为60℃，在一定湿度下预养6 h，送入蒸压釜中蒸压养护，蒸汽压力1.0～1.2 MPa，蒸压温度 184～196 ℃，蒸压时间 8～10 h，经蒸压养护后，形成托贝莫来石晶体和凝胶体等共生体，具有较高的强度，出釜经检验合格后送到堆场。

2.3 电石渣烟气脱硫工艺[4]

天业集团公司本着环保的原则，于2008年建设了国内第一套大型电石渣烟气脱硫装置，本装置是天业集团与浙江大学产学研成功结合的产物。目前，国内大型火电厂脱硫主要采用石灰法，但此法既浪费资源又造成新的污染。以聚氯乙烯生产过程中产生的废电石渣作为脱硫剂，打破了我国大型燃煤电站烟气脱硫技术长期依赖国外进口的局面。项目既以废治废，充分利用再生资源，又是循环经济产业链的进一步延伸。其主要工艺流程如图4。

采用两级旋流和一台湿式球磨机研磨电石渣，使其粒径达到250目以上，配置电石渣浆，用渣浆泵送入吸收塔烟气，经风机增压送入吸收塔，在塔内与浆液以逆流方式直接接触进行循环吸收。为充分强化烟气中SO2，SO3，HCl，HF 的吸收，塔内设置两套喷淋装置和一套循环装置。同时，设置鼓泡塔进行“强制氧化”，把吸收产物氧化为石膏（CaSO4·2H2O）。此后，将石膏浆液送入石膏脱水系统。具体工艺流程为：从引风机出来的原烟气汇总后由增压风机增压进入吸收塔；新鲜的电石渣浆液经电石渣化浆灌供给电石渣浆料灌送入吸收塔底部的反应池，反应池中的浆液经由三台循环泵送至吸收塔上部的喷淋系统进行循环使用；在吸收塔内，烟气折流向上，穿过喷淋系统喷出的雾状电石渣浆液区域逆流而上，脱去其中的二氧化硫，再连续流经两层平板式折流除雾器除去所含液滴，经洗涤和净化的烟气通过出口锥筒流出吸收塔进入烟囱，排至大气；吸收塔反应池中的部分浆液排至氧化塔系统，副增压风机将原烟道中的一股烟气引入氧化塔，氧化风机送出的氧化空气经喷水增湿后通过矛状管被送入氧化塔反应池，反应后经石膏旋流罐送入真空皮带脱水机脱去水分后送入石膏干燥系统。

3 经济环保效益

天业循环经济产业链废渣综合治理项目，不仅解决了长期困扰电石法聚氯乙烯发展的废渣治理问题，更将危害环境的废渣变成有价值的原料产品，不仅维护了生态环境，又带来了较好的经济效益。目前天业废渣综合治理项目包括：已运行的150万t废渣制水泥项目、2亿块粉煤灰蒸压砖项目、4×135 MW发电机组电石渣烟气脱硫项目，以及目前在建的项目：110万t废渣制水泥项目、2×300 MW发电机组电石渣烟气脱硫项目，这些项目每年将消耗各类废渣390万t，带来经济效益2.1亿元，为企业赢得环保和效益的双丰收。

4 结语

发展循环经济，变“被动的环保”为“主动的环保”，将各类废弃物转变为再生资源，是新疆天业集团实践新疆优势资源转换战略的基本思路。在设计聚氯乙烯及配套项目时，将电石渣综合利用作为聚氯乙烯项目实施的前提，创造性地开发出电石渣生产水泥工艺，延长了化工产业链，同时结合实际的发展需要，采用先进的制砖工艺，建设粉煤灰蒸压砖项目和电石渣烟气脱硫装置，节约了原材料，降低了成本。充分实现了废渣的再利用和资源化，成功地解决了几十年困扰电石法生产聚氯乙烯的难题，一举颠覆了传统电石法生产聚氯乙烯的格局，完成了传统工艺的一场革命，为化工行业循环经济发展树立了标杆和典范。

[1]余显军.构建循环经济模式实现可持续发展[J].中国氯碱，2005，41(6)：38-39.

[2]周 军.创新推动氯碱工业发展迈向新台阶[J].中国氯碱，2005，41(8)：1-3.

[3]安志明.发挥资源优势，坚持循环经济，以高新技术打造西部大型氯碱基地[J].氯碱工业，2008，44(11)：1-4.

[4]张新力.电石渣在大型热电机组烟气脱硫中的应用[J].中国氯碱，2009，45(1)：40-41.

Solid waste utilization in circular economy industrial chain of Xinjiang Tianye Group

KAI Feng，FENG Jun
（Chemical Academe of Xinjiang Tianye Group，Shihezi 832000，China）

The current situation of solid waste utilization in circular economy industrial chain of Xinjiang Tianye was introduced in this paper.Dry acetylene and cement making process,brick making process with autoclaved fly ash,and flue gas desulfurization process with carbide slag were stressed.With these technologies,solid waste utilization was realized which had been a difficulty for calcium carbide PVC process for a long time.These measures brought economic benefits for enterprises as well as environmental benefits,which also contributed to the development of circular economy industrial chain and energy conserving,emission reducing for Tianye Group.This project also provided an example for the construction of circular economy mode of calcium carbide process PVC industry.

circular economy;solid waste;utilization;Xinjiang Tianye Group

X7

A

1674－0912（2010）10－0038－04

2010－07－13）