愷 峰，馮 俊

（新疆天業(yè)集團(tuán)化工研究院，新疆石河子832000）

新疆天業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈之廢渣綜合利用項目

愷 峰，馮 俊

（新疆天業(yè)集團(tuán)化工研究院，新疆石河子832000）

介紹了新疆天業(yè)（集團(tuán)）循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈中的廢渣綜合治理情況，重點論述了干法乙炔配套干法水泥工藝、粉煤灰蒸壓制磚工藝和電石渣煙氣脫硫工藝。這些廢渣綜合利用技術(shù)不僅解決了長期困擾電石法聚氯乙烯裝置廢渣處理問題，更為企業(yè)帶來了較好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益，使新疆天業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排工作得到更全面的發(fā)展，同時也為電石法聚氯乙烯循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的建立提供全方位的示范。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)；廢渣；綜合利用；新疆天業(yè)

新疆天業(yè)（集團(tuán)）有限公司（以下簡稱天業(yè)）組建于1996年6月，是國有控股大型企業(yè)集團(tuán)，2005年10月被列入第一批全國循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點。天業(yè)堅持循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展理念，通過產(chǎn)業(yè)循環(huán)式組合和資源高效利用，最大限度地利用各種廢物和再生資源，實施清潔生產(chǎn)和資源循環(huán)利用，減少了對自然資源的消耗和污染物的排放，走出了一條具有自身特色、高速發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展之路。天業(yè)橫跨煤電、化工、塑料、食品、建材、房地產(chǎn)開發(fā)、貿(mào)易等多個行業(yè)，各產(chǎn)業(yè)相互關(guān)聯(lián)，通過上、下游產(chǎn)業(yè)延伸，形成了主次分明、層次清晰的兩條產(chǎn)業(yè)鏈。一條是資源—熱電—化工—塑料節(jié)水器材—高效農(nóng)業(yè)；另一條是化工—水泥—建筑。天業(yè)形成了以煤、電、化一體化為起點，塑料節(jié)水器材為核心，高效農(nóng)業(yè)及食品加工、外貿(mào)出口為終端的循環(huán)經(jīng)濟(jì)有機(jī)結(jié)合體。

天業(yè)以減少資源消耗、降低廢物排放和提高資源生產(chǎn)率為目標(biāo)，以技術(shù)創(chuàng)新和制度創(chuàng)新為動力，積極推進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，加快技術(shù)進(jìn)步，加強監(jiān)督管理，完善政策措施。通過實施產(chǎn)業(yè)間的“大循環(huán)”與產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的“小循環(huán)”，大力推行清潔生產(chǎn)，創(chuàng)新發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)關(guān)鍵支撐技術(shù)等措施，建立比較完善的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系，制定循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中長期戰(zhàn)略目標(biāo)，節(jié)能減排效果顯著[1]。

天業(yè)化工廢渣綜合治理項目是天業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈中最重要的環(huán)節(jié)之一，包括電石渣制水泥、粉煤灰蒸壓磚和電石渣煙氣脫硫項目。這些廢渣再利用項目的實施，使上游企業(yè)的廢物成為下游企業(yè)的原料，實現(xiàn)資源的最有效利用。不僅解決了廢渣排放的問題，而且變廢為寶，將各種廢渣吃干榨盡，帶來了很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。

1 廢渣綜合治理現(xiàn)狀

天業(yè)廢渣來自電石渣、粉煤灰、石灰渣、爐渣、檸檬酸渣、焦粉等，怎樣將這些廢渣有效地綜合利用，是擺在面前的一大難題。2005年，結(jié)合國內(nèi)考察和自身的實際情況，天業(yè)建立了國內(nèi)第一套電石法聚氯乙烯配套濕磨干燒電石渣制水泥工藝，對電石法聚氯乙烯廢渣治理產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。隨著40萬t電石法聚氯乙烯干法乙炔的成功運行，在濕磨干燒電石渣制水泥工藝上進(jìn)一步研發(fā)了新型干法乙炔配套干法水泥工藝，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步延伸了循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，粉煤灰蒸壓制磚項目、電石渣煙氣脫硫項目相繼建成投運，使天業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排工作得到更全面的發(fā)展，也為電石法聚氯乙烯循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的建立提供全方位的示范[2]（如圖1）。

2 廢渣綜合利用工藝介紹

2.1 新型干法乙炔配套干法水泥工藝

電石渣新型干法水泥是配套電石法聚氯乙烯工藝干法乙炔工藝的，它是電石渣濕磨干燒水泥工藝的更進(jìn)一步的發(fā)展，不僅解決了電石法聚氯乙烯長期以來廢渣處理的困擾，更是將難處理的廢渣變成原料，生產(chǎn)出高強度和高穩(wěn)定性的水泥熟料，電石渣水泥工藝的應(yīng)用是電石法聚氯乙烯行業(yè)史上突破性的創(chuàng)舉。

新疆天業(yè)2007年一期40萬t聚氯乙烯工程項目，采用了與40萬t聚氯乙烯規(guī)模相匹配的干法乙炔裝置，配套日產(chǎn)2 000 t水泥熟料新型干法電石渣水泥裝置，這是國內(nèi)第一套大規(guī)模連續(xù)運行的干法乙炔及配套的干法水泥裝置。2008年4月30日，國家發(fā)改委環(huán)資司下發(fā)的《關(guān)于鼓勵電石渣生產(chǎn)水泥有關(guān)問題的通知》（發(fā)改辦環(huán)資［2008］981號）中明確指出，現(xiàn)有電石渣水泥生產(chǎn)線可以采用濕磨干燒生產(chǎn)工藝進(jìn)行改造，新建電石渣水泥生產(chǎn)線必須采用新型干法水泥生產(chǎn)工藝。目前該技術(shù)在國家發(fā)改委有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的鼓勵支持下，在國內(nèi)氯堿行業(yè)開始得到迅速推廣[3]。其主要工藝流程如圖2。

利用干法制乙炔工藝，乙炔發(fā)生器產(chǎn)生的5%～8%水分的電石渣，經(jīng)收集后通過鏈運機(jī)或皮帶機(jī)輸送后進(jìn)入電石渣庫。電石渣庫內(nèi)的電石渣通過管道式輸送機(jī)送入干燥混合系統(tǒng)的配料鋼倉進(jìn)行儲存。風(fēng)積砂由汽車運輸進(jìn)廠，經(jīng)汽車衡計量后，進(jìn)入風(fēng)積砂庫儲存。粉煤灰由散裝車運輸進(jìn)廠，經(jīng)汽車衡計量后通過管道直接泵入粉煤灰?guī)?。硫酸渣由汽車運輸進(jìn)廠，經(jīng)汽車衡計量后，經(jīng)破碎進(jìn)入硫酸渣庫儲存。風(fēng)積砂、電石灰、粉煤灰、硫酸渣等輔料經(jīng)各自庫底微機(jī)自動配比系統(tǒng)配料后，經(jīng)膠帶輸送機(jī)喂入生料磨內(nèi)粉磨，出磨物料經(jīng)選粉機(jī)選粉后，粗粉回磨內(nèi)繼續(xù)粉磨，電石渣與選粉機(jī)出來的輔料進(jìn)行配混后進(jìn)入干燥管系統(tǒng)干燥，干燥后的生料由旋風(fēng)分離器收集后輸送至生料均化庫儲存。

經(jīng)計量后的生料由窯尾鋼絲膠帶提升機(jī)送至窯尾一級預(yù)熱器，因旋風(fēng)預(yù)熱器中氣體流速大，生料粉懸浮于窯尾熱氣流中，并隨熱氣流同流而切向進(jìn)入旋風(fēng)筒，在旋風(fēng)筒內(nèi)作螺旋運動，并進(jìn)行了充分的熱交換。收集后的生料粉由重錘鎖風(fēng)翻板閥卸出，經(jīng)下料管道先后到達(dá)二級預(yù)熱器和三級預(yù)熱器，生料粉與熱氣流進(jìn)行懸浮熱交換后，被三級預(yù)熱器分離出來，經(jīng)下料管送入分解爐，煤粉從分解爐下部噴入，在分解爐內(nèi)形成無焰燃燒。生料粉在向下運動中進(jìn)行高速分解和充分?jǐn)嚢?，使生料粉分解率達(dá)到90%～92%后進(jìn)入旋風(fēng)筒。由旋風(fēng)筒將生料與熱氣流分離后，經(jīng)下料管道進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煅燒。回轉(zhuǎn)窯所需的熱量由煤粉燃燒產(chǎn)生。來自煤粉倉內(nèi)的煤粉經(jīng)環(huán)狀天平計量秤計量后，通過螺旋泵送到窯頭，由羅茨鼓風(fēng)機(jī)提供的壓氣送至窯頭多通道噴煤管噴入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒。回轉(zhuǎn)窯設(shè)置胴體表面紅外溫度測溫系統(tǒng)，對窯體溫度進(jìn)行實時檢測，以避免窯襯減薄、脫落而燒壞窯胴體。經(jīng)回轉(zhuǎn)窯煅燒的熟料由窯頭卸出，經(jīng)TC型第三代充氣梁篦式冷卻機(jī)強制通風(fēng)冷卻后，由鏈斗式輸送機(jī)送入熟料堆場進(jìn)行儲存，混合后的熟料通過膠帶輸送機(jī)送入熟料儲存庫內(nèi)儲存。

熟料、脫硫灰、混合材及粉煤灰經(jīng)庫底微機(jī)自動配比系統(tǒng)配料后，由微機(jī)控制調(diào)速定量給料秤計量，經(jīng)膠帶輸送機(jī)送入水泥粉磨車間輥壓機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)流倉，然后進(jìn)入輥壓機(jī)擠壓。物料料餅由斗式提升機(jī)送入打散分級機(jī)分級，粗粉經(jīng)提升機(jī)返回穩(wěn)流倉再進(jìn)入輥壓系統(tǒng)，細(xì)粉進(jìn)入高產(chǎn)篩分球磨機(jī)粉磨。出磨成品及磨尾收塵器收集下的細(xì)粉，由空氣輸送斜槽、提升機(jī)送入水泥庫。經(jīng)包裝機(jī)自動包裝計量后，袋裝水泥由成品膠帶輸送機(jī)送入成品庫儲存，或直接裝車通過汽車衡計量后出廠。

2.2 粉煤灰蒸壓制磚工藝

天業(yè)粉煤灰蒸壓制磚項目是天業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)大背景下又一個廢渣利用項目，2007年投資4 000萬元的粉煤灰蒸壓磚項目成功投運，即可消耗廢渣，又為項目的建設(shè)提供充足的建材原料。據(jù)測試，此成品磚抗壓力是粘土燒制紅磚的3倍，而且具有很高的環(huán)保價值和廢物再利用的經(jīng)濟(jì)價值。其主要生產(chǎn)工藝流程如圖3。

將符合要求的電石渣、砂、爐渣、粉煤灰等按設(shè)計配合比分別計量后，送入強制式攪拌機(jī)中，加入適量水，強力攪拌均勻，配料攪拌嚴(yán)格按照要求進(jìn)行，攪拌好的混合料由皮帶機(jī)送入消化倉中進(jìn)行熟化消解，其消化時間一般為3～6 h，消化好的混合料再經(jīng)二次攪拌，可獲得很好的塑性及均勻性，二次攪拌混合的物料送入成型機(jī)進(jìn)料倉。

混合料經(jīng)壓制成磚坯，將磚坯堆垛于蒸壓小車上送入養(yǎng)窯中預(yù)養(yǎng)，一般預(yù)養(yǎng)溫度為60℃，在一定濕度下預(yù)養(yǎng)6 h，送入蒸壓釜中蒸壓養(yǎng)護(hù)，蒸汽壓力1.0～1.2 MPa，蒸壓溫度 184～196 ℃，蒸壓時間 8～10 h，經(jīng)蒸壓養(yǎng)護(hù)后，形成托貝莫來石晶體和凝膠體等共生體，具有較高的強度，出釜經(jīng)檢驗合格后送到堆場。

2.3 電石渣煙氣脫硫工藝[4]

天業(yè)集團(tuán)公司本著環(huán)保的原則，于2008年建設(shè)了國內(nèi)第一套大型電石渣煙氣脫硫裝置，本裝置是天業(yè)集團(tuán)與浙江大學(xué)產(chǎn)學(xué)研成功結(jié)合的產(chǎn)物。目前，國內(nèi)大型火電廠脫硫主要采用石灰法，但此法既浪費資源又造成新的污染。以聚氯乙烯生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢電石渣作為脫硫劑，打破了我國大型燃煤電站煙氣脫硫技術(shù)長期依賴國外進(jìn)口的局面。項目既以廢治廢，充分利用再生資源，又是循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)一步延伸。其主要工藝流程如圖4。

采用兩級旋流和一臺濕式球磨機(jī)研磨電石渣，使其粒徑達(dá)到250目以上，配置電石渣漿，用渣漿泵送入吸收塔煙氣，經(jīng)風(fēng)機(jī)增壓送入吸收塔，在塔內(nèi)與漿液以逆流方式直接接觸進(jìn)行循環(huán)吸收。為充分強化煙氣中SO2，SO3，HCl，HF 的吸收，塔內(nèi)設(shè)置兩套噴淋裝置和一套循環(huán)裝置。同時，設(shè)置鼓泡塔進(jìn)行“強制氧化”，把吸收產(chǎn)物氧化為石膏（CaSO4·2H2O）。此后，將石膏漿液送入石膏脫水系統(tǒng)。具體工藝流程為：從引風(fēng)機(jī)出來的原煙氣匯總后由增壓風(fēng)機(jī)增壓進(jìn)入吸收塔；新鮮的電石渣漿液經(jīng)電石渣化漿灌供給電石渣漿料灌送入吸收塔底部的反應(yīng)池，反應(yīng)池中的漿液經(jīng)由三臺循環(huán)泵送至吸收塔上部的噴淋系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)使用；在吸收塔內(nèi)，煙氣折流向上，穿過噴淋系統(tǒng)噴出的霧狀電石渣漿液區(qū)域逆流而上，脫去其中的二氧化硫，再連續(xù)流經(jīng)兩層平板式折流除霧器除去所含液滴，經(jīng)洗滌和凈化的煙氣通過出口錐筒流出吸收塔進(jìn)入煙囪，排至大氣；吸收塔反應(yīng)池中的部分漿液排至氧化塔系統(tǒng)，副增壓風(fēng)機(jī)將原煙道中的一股煙氣引入氧化塔，氧化風(fēng)機(jī)送出的氧化空氣經(jīng)噴水增濕后通過矛狀管被送入氧化塔反應(yīng)池，反應(yīng)后經(jīng)石膏旋流罐送入真空皮帶脫水機(jī)脫去水分后送入石膏干燥系統(tǒng)。

3 經(jīng)濟(jì)環(huán)保效益

天業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈廢渣綜合治理項目，不僅解決了長期困擾電石法聚氯乙烯發(fā)展的廢渣治理問題，更將危害環(huán)境的廢渣變成有價值的原料產(chǎn)品，不僅維護(hù)了生態(tài)環(huán)境，又帶來了較好的經(jīng)濟(jì)效益。目前天業(yè)廢渣綜合治理項目包括：已運行的150萬t廢渣制水泥項目、2億塊粉煤灰蒸壓磚項目、4×135 MW發(fā)電機(jī)組電石渣煙氣脫硫項目，以及目前在建的項目：110萬t廢渣制水泥項目、2×300 MW發(fā)電機(jī)組電石渣煙氣脫硫項目，這些項目每年將消耗各類廢渣390萬t，帶來經(jīng)濟(jì)效益2.1億元，為企業(yè)贏得環(huán)保和效益的雙豐收。

4 結(jié)語

發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，變“被動的環(huán)?！睘椤爸鲃拥沫h(huán)保”，將各類廢棄物轉(zhuǎn)變?yōu)樵偕Y源，是新疆天業(yè)集團(tuán)實踐新疆優(yōu)勢資源轉(zhuǎn)換戰(zhàn)略的基本思路。在設(shè)計聚氯乙烯及配套項目時，將電石渣綜合利用作為聚氯乙烯項目實施的前提，創(chuàng)造性地開發(fā)出電石渣生產(chǎn)水泥工藝，延長了化工產(chǎn)業(yè)鏈，同時結(jié)合實際的發(fā)展需要，采用先進(jìn)的制磚工藝，建設(shè)粉煤灰蒸壓磚項目和電石渣煙氣脫硫裝置，節(jié)約了原材料，降低了成本。充分實現(xiàn)了廢渣的再利用和資源化，成功地解決了幾十年困擾電石法生產(chǎn)聚氯乙烯的難題，一舉顛覆了傳統(tǒng)電石法生產(chǎn)聚氯乙烯的格局，完成了傳統(tǒng)工藝的一場革命，為化工行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展樹立了標(biāo)桿和典范。

[1]余顯軍.構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展[J].中國氯堿，2005，41(6)：38-39.

[2]周 軍.創(chuàng)新推動氯堿工業(yè)發(fā)展邁向新臺階[J].中國氯堿，2005，41(8)：1-3.

[3]安志明.發(fā)揮資源優(yōu)勢，堅持循環(huán)經(jīng)濟(jì)，以高新技術(shù)打造西部大型氯堿基地[J].氯堿工業(yè)，2008，44(11)：1-4.

[4]張新力.電石渣在大型熱電機(jī)組煙氣脫硫中的應(yīng)用[J].中國氯堿，2009，45(1)：40-41.

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

KAI Feng，F(xiàn)ENG 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）