将电石渣循环利用于建筑材料、环境治理和化工产品等领域,可实现工业废渣利用和二氧化碳减排。在双碳背景下,对电石渣固碳量及其循环利用途径的碳减排潜力分析尤为重要。详细统计了代表产区电石渣粒径分布和化学组成,依据各电石渣中氧化钙含量计算理论固碳量,系统分析电石渣各类循环利用途径的碳减排效果及其在生命周期评价中具体实施步骤,介绍了生命周期评价在电石渣领域的应用案例。计算发现电石渣理论固碳量与氧化钙质量分数呈正相关。新疆和河北地区电石渣中氧化钙质量分数均约90%,山东地区电石渣氧化钙质量分数低,约61%,来自山东和新疆等6个产地电石渣的理论固碳量在0.48~0.72t/t(以电石渣计)。电石渣循环利用领域,电石渣不论是替代石灰石原料生产水泥、砌砖、氯化钙和碳酸钙等建筑和化工产品,或针对其呈碱性特点用于烟气脱硫和工业废水处理,依各自产业规模差异均能不同程度减少二氧化碳排放,达到碳减排目的。其中,电石渣在建筑材料领域应用成熟,生产规模大,故碳减排总量大,代表企业平均每年减少万吨级二氧化碳排放。用生命周期评价计算电石渣循环利用碳排放量4个案例分析显示,电石渣制取1t水泥熟料排放CO2669kg;电石渣在NH4Cl与(NH4)2SO4浸取体系中制1t轻质碳酸钙的CO2排放量相当,分别为308.21和300.7kg,电石渣制1t胶结制品碳排放量最低,约151.11kg。推测由于电石渣生产水泥干燥预处理需消耗大量能源,导致其CO2排放量高;用电石渣制备碳酸钙与胶结制品相比,前者需投加NH4Cl或(NH4)2SO4等化学试剂,增加原辅材料带来的间接排放使前者碳排放量更大。电石渣-胶结制品CO2净排放量为-301.47kg/t(以胶结制品计),电石渣在NH4Cl和(NH4)2SO4浸取体系中制1t轻质碳酸钙的CO2净排放量分别为-157.5和-139.3kg。可见电石渣循环利用于胶结制品领域的碳减排效果最好。可从电石渣的干燥处理工序和原辅材料添加工序等优化入手,研究电石渣-水泥/碳酸钙领域碳减排,制定有针对性的碳减排方案。

廖雪妍(1999—),女,四川成都人,硕士研究生。E-mail:13183852996@163.com

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廖雪妍,成怀刚,钱阿妞,等.电石渣循环利用碳减排潜力及其生命周期评价研究进展[J].洁净煤技术,2024,30(4):157-170.