化学反应方程式
每生产1000kg石灰,需要1700kg石灰石,需要消耗875000Kcal的热量(分别对应125kg标准煤,103立方米天然气和391度电),1700kg石灰石分解产生748kg二氧化碳,125kg标准煤燃烧产生458kg二氧化碳,103立方米天然气产生203kg二氧化碳,391度电折合489kg二氧化碳。也即以煤炭、天然气和电能为能量源,每生产一吨石灰,分别产生1206kg、951kg、1237kg的二氧化碳,非能量源产生的二氧化碳占比分别是62%、79%、60%。
从以上数据看出,石灰行业所产生的二氧化碳数量是极其庞大的,而且非能量源产生的二氧化碳占比都在60%以上,这也增加了石灰行业在其他能源行业中的严峻性。
再对比下使用三种能源的燃料成本,煤炭价格按照1500元/吨,工业天然气价格按照2.5元/立方米,工业用电按照平均0.8元/度,其每生产1000kg石灰的燃料成本分别是煤炭188元、天然气257元、电能313元,显然煤炭成本价格是最低的。据大数据显示,现有工业石灰窑炉中,以煤炭、天然气、电能为燃料的市场份额是95%、4.9%、0.1%,依旧是以煤炭为主导性。
现阶段有两种方案可以解决石灰行业二氧化碳高排放量的问题,一是将二氧化碳进行提纯,浓缩成纯净的二氧化碳,供工业使用、制作干冰或者食用级二氧化碳。这种工艺方案的投资成本大,不太适用。第二种方案是将二氧化碳回收净化后,再与石灰与水反应生成的氢氧化钙乳液反应,再反应生成碳酸钙,这类的碳酸钙称为沉淀碳酸钙,分为轻质碳酸钙和纳米碳酸钙,石灰深加工成高附加值的产品,沉淀碳酸钙的用途极其广泛,如作为橡胶、轮胎、油墨、造纸、PVC塑料、皮革等材料的添加剂。第二种方案远优于第一种,适合市场推广。
究竟如何解决石灰行业的二氧化碳排放问题,仍应结合产品市场需求、企业分布、投资成本、政策导向等综合研判。