一、項目背景
隨著我國電力工業(yè)的迅猛發(fā)展，發(fā)電廠每年排放的粉煤灰可達幾億噸，目前我國粉煤灰的堆存量已達到幾十億噸。粉煤灰占用了大量土地、污染大氣和地下水，是我國排放量較大的工業(yè)固體廢物之一，急需加以綜合利用。本項目利用火力發(fā)電廠排出的固體廢物——粉煤灰做原料提取氧化鋁，由窯尾廢氣中提取的二氧化碳經(jīng)凈化后用于氧化鋁生產(chǎn)流程，提取氧化鋁過程中產(chǎn)生的固體廢渣——活性硅酸鈣用于聯(lián)產(chǎn)水泥，形成了低排放、低污染、低成本、高產(chǎn)出的循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈。每年可綜合利用粉煤灰132萬t，每年可利用CO232萬t（1.64億Nm3）。
本項目的實施，有利于下游產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排。提取氧化鋁后的固體廢渣——活性硅酸鈣與水泥熟料的礦物組成十分接近，是一種優(yōu)質的水泥原料，用其制造水泥熟料可提產(chǎn)30%、降低熱耗20%，噸水泥可降低熱耗折合標煤20多公斤，每年可節(jié)約熱量折合標煤近7萬t；用活性硅酸鈣作水泥原料，相比傳統(tǒng)的石灰石粘土作水泥原料噸水泥可減少CO2排放量350kg，每年可減少CO2排放量110多萬t。
二、工藝流程
將粉煤灰與石灰石磨細配比混勻，在1320°C～1400°C下焙燒，形成以鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要成分的氧化鋁熟料。在熟料冷卻過程中通過溫度控制使熟料產(chǎn)生自粉化，采用堿溶法在自粉化后的氧化鋁熟料中提取氧化鋁后，廢渣（主要成分為活性硅酸鈣）用于生產(chǎn)水泥。各環(huán)節(jié)煙氣經(jīng)凈化后達標排放。產(chǎn)1t氧化鋁約消耗3.3t粉煤灰。
技術特點：
從粉煤灰中提取氧化鋁資源綜合利用效益突出；在熟料生產(chǎn)階段采用無堿煅燒、熟料自粉化工藝，節(jié)能增效。
產(chǎn)品執(zhí)行《氧化鋁》（YS/T 274）中冶金級砂狀氧化鋁一級標準。
三、工藝路線及參數(shù)
1.工藝路線
將粉煤灰與石灰石磨細配比混勻，在1320°C～1400°C下焙燒，形成以鋁酸鈣和硅酸二鈣為主要成分的氧化鋁熟料。在熟料冷卻過程中通過溫度控制使熟料產(chǎn)生自粉化，采用堿溶法在自粉化后的氧化鋁熟料中提取氧化鋁后，廢渣（主要成分為活性硅酸鈣）用于生產(chǎn)水泥。各環(huán)節(jié)煙氣經(jīng)凈化后達標排放。產(chǎn)1t氧化鋁約消耗3.3t粉煤灰。
2.主要供應參數(shù)
出磨生料指標：水分≤1.0，合格率≥80；細度≤K±1.5，合格率≥80；KH 1.02±0.02，合格率≥80。入窯生料指標：細度≤K±1.5，合格率≥90；KH K±0.02，合格率≥90；水分≤1.0，合格率≥90。平盤過濾母液浮游物＜2g/L，白泥洗液浮游物＜2g/L，成品氫鋁SiO2≤0.02%、Fe2O3≤0.02%、Na2O≤0.4%、水分≤8%，氧化鋁SiO2≤ 0.02、Fe2O3≤0.02、Na2O≤0.5、灼減≤0.8%。
3.關鍵設備
帶分解爐五級旋風預熱器5000t/d?；剞D窯生產(chǎn)能力5500t/d，型式單傳動、單液壓擋輪，斜度4.0％（正弦），轉速主傳動時0.396～4r/min、輔助傳動時8.56r/h。加壓過濾機：介質溫度90~95℃，介質濃度（Na2O）<15g/L，Al2O3<15g/L，S=120m2。隔膜泵輸送能力300m3/h，沖次：6次/min（以最終設計為準），連續(xù)運轉率>93%，吸入壓力0.15MPa，排出壓力2.5MPa。
四、效果效益分析
以內(nèi)蒙古某鋁業(yè)有限公司利用粉煤灰年產(chǎn)40萬t氧化鋁項目為例。
1.運行效果
年產(chǎn)40萬t氧化鋁，可消耗粉煤灰132萬t，同時產(chǎn)出氧化鋁赤泥-活性硅酸鈣3304000t用于生產(chǎn)水泥熟料，實現(xiàn)固廢零排放。
2.運行費用
噸氧化鋁制造成本2139.35元，其中包括原燃材料成本1452.97元，動力電費用233.75元，輔助材料費用38.97元，包裝物費用31.34元，人員工資費用97.47元，折舊費用246.93元，制造費用37.93元。
3.投資費用
總投資估算為251644.78萬元，其中建設投資估算為247209.01萬元，每噸氧化鋁投資為6180.23元。
技術來源：國家先進污染防治示范技術目錄
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