行业标准项目建议书
建议项目名称
(中文)
水泥熟料替代原料用电石渣应用技术规范
建议项目名称
(英文)
Technical code for application of carbide slag used for cement clinker alternative raw materials
制定或修订
■制定 □修订
被修订标准号
采用程度
□IDT □MOD □NEQ
采标号
国际标准名称
(中文)
国际标准名称
(英文)
采用快速程序
□FTP
快速程序代码
□B □C
ICS分类号
91.100.10
中国标准分类号
Q11
牵头单位
北京建筑材料科学研究总院有限公司
体系编号
3-JC-01.5.2
参与单位
沁阳金隅冀东环保科技有限公司、米脂冀东水泥有限公司
完成周期(月)
24
目的、意义
或必要性


2020年9月22日,习近平总书记在联合国大会上向世界宣布了中国力争于2030年前实现碳达峰和2060年前实现碳中和的愿景,随后在中央经济工作会议上将“碳达峰碳中和”列入重点任务。

据全球碳计划组织(GCP)估算,2020年我国二氧化碳总排放约为100亿吨,其中,水泥工业作为我国国民经济的重要基础产业,2020年二氧化碳总排放量约为13.9亿吨,占我国二氧化碳总排放量的13.9%。根据麦肯锡测算,要实现全球升温不超过1.5℃的情境,到2050年中国水泥行业碳减排需达70%以上。

水泥生产过程中的二氧化碳排放主要源于熟料生产过程,约占95%,其中石灰石煅烧过程碳酸钙分解所排放的二氧化碳,约占熟料生产环节二氧化碳排放的61.0%~63.2%。碳酸钙主要为熟料生产提供钙源,如果用以氢氧化钙为主要成分的电石渣作为熟料生产替代原料,将大幅度降低二氧化碳排放。研究结果表明,当生料中电石渣配比约60%时,二氧化碳排放将减少30%,如果采用全电石渣生产水泥熟料,二氧化碳排放将减少约50%。

电石渣是电石水解制取乙炔后产生的以氢氧化钙为主要成分的工业废渣。根据电石协会提供数据,我国2020年电石产量达2758万吨,产生的电石渣约为3300万吨。

电石渣作为大宗工业固体废物,为合理处置并实现资源化,2008年国家发展改革委办公厅发布《关于鼓励利用电石渣生产水泥有关问题的通知》,该通知指出利用电石渣生产水泥是电石渣资源化最成熟、最经济的方法,既可节约水泥生产所用的天然石灰石资源,降低水泥成本,又可减少二氧化碳排放和废物堆存造成的污染,具有良好的经济效益、社会效益和环境效益,符合发展循环经济的要求。

近几年,全国使用电石渣生产水泥的企业越来越多。如吉林化工厂、天津化工厂、沁阳金隅水泥等。如果将电石渣均用于水泥熟料替代原料,我国电石渣水泥生产线将达60条,每年将减少二氧化碳排放约1500万吨。

但是电石渣作为水泥熟料替代原料的应用过程仍存在不少问题。(1)由于电石渣中残存一定量未反应的电石颗粒或乙炔气体,电石渣在输送、贮存与配料等应用过程中,残留电石会与水发生反应,在密闭空间里会造成乙炔富集,有可能达到爆炸极限最终发生安全事故。近年来电石渣水泥生产线因乙炔气体富集而引起闪爆或火灾事故屡见不鲜,对社会产生重大安全影响,如2018年7月12日,甘肃金昌金泥水泥二厂电石渣库发生爆炸事故,直径15米的电石渣库库顶被爆炸气流掀掉,入库提升机拦腰被折断成3截,造成4人死亡、2人受伤。(2)电石渣中存在较高的氯和硫等对水泥生产影响较大的有害元素,在电石渣水泥生产过程中,不合理的电石渣水泥生产控制工艺容易造成有害元素在水泥窑内循环富集,从而造成水泥窑系统出现结皮堵塞等问题。

为解决上述电石渣作为水泥熟料替代原料生产水泥熟料过程中存在的问题,非常有必要制定水泥熟料替代原料用电石渣应用技术规范,以提高电石渣水泥熟料生产过程的安全性和运行稳定性,对电石渣的资源化及水泥工业碳减排具有重要意义。

目前,我国还没有水泥熟料替代原料用电石渣相关应用技术规范,本项目的主要目的就是规范电石渣作为水泥熟料替代原料生产水泥熟料的技术要求,如电石渣的运输、贮存、配料、工艺控制技术要求等,为电石渣水泥生产单位提供指导,从而使电石渣能够安全、合理地作为熟料替代原料用于水泥熟料生产,实现水泥工业碳减排。


范围和主要
技术内容

技术内容:本标准规定了电石渣作为水泥熟料替代原料进行水泥熟料生产应用的术语和定义、技术要求(包括电石渣的含水率、水解率、颗粒度、氯含量等技术指标,电石渣输送、干化、贮存等应用过程的防粘、密闭、通风、监测等技术要求,电石渣生料合理配伍、煅烧温度等工艺参数合理选择、防止氯元素循环富集等技术要求)、试验方法、安全防护(包括应用过程的防止乙炔气体爆炸等措施要求)、环境保护(包括应用过程中有害气体的排放限制及监测要求等)。

适用范围:本标准适用于电石渣作为水泥熟料替代原料的水泥熟料生产。

国内外情况
简要说明


国内外对该技术研究情况简要说明:我国利用电石渣生产水泥熟料始于上世纪70年代。当时主要采用湿法长窑生产工艺,湿电石渣被作为一部分石灰质原料和其他辅料混合均匀喂人湿法回转窑中进行煅烧,当时的电石渣配比较低,未超过20%。随后利用电石渣生产水泥熟料的工艺多种多样,如机立窑、立波尔窑以及小型的旋风预热器窑,但这些生产工艺的技术经济指标相对落后,能耗和成本高,不符合国家的相关产业政策,不适宜广泛推广。现在,电石渣被应用在新型干法回转窑上,目前已经出现电石渣100%代替石灰质原料的新型干法工艺,电石渣水泥生产技术已趋于成熟。为合理处置电石渣并实现资源化,2008年国家发展改革委办公厅发布《关于鼓励利用电石渣生产水泥有关问题的通知》,该通知指出利用电石渣生产水泥是电石渣资源化最成熟、最经济的方法,符合发展循环经济的要求。此后,全国使用电石渣生产水泥的企业越来越多,电石渣作为石灰石的替代原料越来越被重视。随着电石渣水泥技术的发展,标准化和规范化将是该技术未来发展的必然趋势。本项目提出的水泥熟料替代原料用电石渣应用技术规范是对电石渣安全生产水泥熟料技术的基本技术要求,可作为未来技术发展的基础。但是,国外多用石油、天然气法生产乙炔,对电石的利用基本没有形成规模且趋于萎缩。在电石渣利用方面,仅有韩国等少数国家利用电石渣生产新型墙体材料的个别报道,利用电石渣作为原料生产水泥仍然处于初级阶段,实例较少,也鲜有报道。

项目与国际标准或国外先进标准采用程度的考虑:该标准项目尚无对应的国际标准或国外先进标准;;

与国内相关标准间的关系:目前水泥窑处置固废的技术已非常成熟,处置的固废种类也多种多样。针对水泥窑处置固废的原料及技术要求已有较多的标准规范。如《GB/T 6645-2008 用于水泥中的粒化电炉磷渣》对原料基本性能要求、《DB14T 1951-2019 水泥生料用钢渣应用技术规程》对原料应用工艺要求、《GB 30760-2014 水泥窑协同处置固体废物技术规范》对固废利用的技术要求等,本项目与这些标准类似,可以参考这些标准的相关内容,同时,本项目也是对水泥窑协同处置固废标准体系的扩充。

指出是否发现有知识产权的问题;该项目未发现有相关知识产权问题。本标准该技术暂不涉及专利。


备注
 
牵头单位
(签字、盖公章)
月 日
标准化技术组织
(签字、盖公章)
月 日
部委托机构
(签字、盖公章)
月 日
[注1] 填写制定或修订项目中,若选择修订必须填写被修订标准号;
[注2] 选择采用国际标准,必须填写采标号及采用程度;
[注3] 选择采用快速程序,必须填写快速程序代码;
[注4] 体系编号是指在各行业(领域)技术标准体系建设方案中的体系编号。
文件说明
6 《水泥熟料替代原料用电石渣应用技术规范》行业标准项目建议书.docx (22.94KB)任务书(建议书)