建材行业5项节能降碳技术拟入选《国家工业和信息化领域节能降碳技术装备推荐目录(2024年版)》
4月30日,工信部公示了《国家工业和信息化领域节能降碳技术装备推荐目录(2024年版)》。
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5 电石渣配料与普通配料的差异及热化学分析
利用新型干法预分解窑煅烧以电石渣参与配料的水泥熟料生产工艺,当时在国内尚属首例,涉及一系列新的技术问题。理论分析表明,900℃以下时它与常规配料的差异如下:
(1)系统内主要的化学反应及发生反应的温度区域不同。电石渣的主要化学成分是Ca(OH)2,在脱水温度前,会吸收烟气中的CO2生成难分解的CaCO3;当升温至550℃左右,Ca(OH)2开始分解;生成的CaO仍会吸收烟气中的CO2生成难分解的CaCO3,直至900℃以上的高温区域,CaCO3分解的逆向反应才得到完全抑制,分解过程得以加速。电石渣生料在预热、煅烧过程中发生的主要化学反应如下:
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O(g) (放热反应) (1)
Ca(OH)2的反应热:ΔHo298K= -224.19kcal/kg Ca(OH)2
Ca(OH)2 =CaO+H2O(g) (吸热反应) (2)
Ca(OH)2的正向反应热:ΔHo298K=353.5kcal/kg Ca(OH)2
CaCO3=CaO+CO2(g) (吸热反应)(3)
CaCO3 的正向反应热:ΔHo298K= 427.5kcal/kg CaCO3
(2)熟料的形成过程不同。由于采用的原料其化学物质不同,因而熟料的形成过程也不同。从上面的化学反应也可以看出区别之一:采用电石渣配料的生料与普通生料发生分解反应温度区域不同,分解反应提前在预热器中发生。电石渣配的生料不论呈Ca(OH)2状态或呈分解后CaO的状态,均有吸收CO2的现象,并在900℃以后再分解,重新生成CaO,这部分物料的分解温度还有所提高。
(3)熟料形成热不同。尽管存在着Ca(OH)2和新生态的CaO会吸收CO2生成CaCO3并需重新分解的可能性,而在预热器系统中由550℃上升到850℃的物料与烟气的接触时间很短,只有少量的物料发生吸收反应。而由于电石渣的分解温度及分解反应热降低,因此电石渣配料的熟料形成热,比普通生料的熟料形成热低。也就是说,随着电石渣掺量的增加,熟料的形成热会降低。图2表示了电石渣掺量与其配料生料的形成热关系。
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