煙氣脫硫石膏

石灰石/石膏濕法工藝是目前套用最廣泛、技術最成熟的煙氣脫硫技術，約占已安裝FGD機組容量的70%。該方法是以石灰石為脫硫劑，通過向吸收塔內噴入吸收劑漿液，與煙氣充分接觸混合，並對煙氣進行洗滌，使得煙氣中的SO2與漿液中的CaCO3以及鼓入的強氧化空氣反應，1噸SO2就能副產脫硫石膏2.7噸，一個30萬KW的燃煤電廠，如果燃煤含硫1%，每年就要排出脫硫石膏3萬噸。

基本介紹

• 中文名：煙氣脫硫石膏
• 外文名：無
• 優勢：最廣泛、技術最成熟
• 年運行：5000h
• 燃煤電廠：30萬KW

意義

煤炭占我國一次能源消耗量的75%，其中火電燃煤又占了1/3，1997年全國工業SO2排放為1852萬噸，國內6MW以上的火電排放的SO2為600多萬噸。2000年全國火電廠裝機約為22000萬KW，同年在建脫硫機組總容量為1000萬KW。火電廠大規模脫硫的技術條件已經成熟，今後幾年，我國將加快推進這一工程。目前已經建成投產脫硫裝機容量530萬KW，在建脫硫機組總容量為1800萬KW。到2010年末，全國火電廠煙氣脫硫機組總容量約為4500～5000萬KW，以70%採用濕法脫硫，含硫量2%的煤，平均套用基Qdw=20.93Mj/kg（5000Kcal/kg），年運行5000h（210天），年平均發電煤耗350g/kwh，平均脫硫率90%，則年產生FGD為760～950萬噸。因此副產脫硫石膏的量十分巨大。

天然與脫硫石膏的相同點

2.1水化動力學、凝結特徵、產出過程與天然石膏相同，只是速度快；

2.2轉化後的五種形態、七種變體物化性能一致，可以代替天然石膏作建材；

2.3無放射性，不污染和危害健康。

原始狀態

天然石膏粘合在一起，脫硫石膏以單獨的結晶顆粒存在。脫硫石膏主要礦物相為二水硫酸鈣，主要雜質為碳酸鈣、氧化鋁和氧化矽，其他成分有方解石或α石英、α氧化鋁、氧化鐵和長石、方美石等。煙氣脫硫石膏部分晶體內部有壓力存在，而天然石膏主要以韻態存在。脫硫石膏雜質與石膏之間的易磨性相差較大，天然石膏經過粉磨後的粗顆粒多為雜質，而脫硫石膏其顆粒多的卻為石膏，細顆粒為雜質，其特徵與天然石膏正好相反。顆粒大小與級配：煙氣脫硫石膏的顆粒大小較為平均其分布帶很窄，顆粒主要集中在30-60μm之間，級配遠遠差於天然石膏磨細後的石膏粉。

煅燒機械性能

煙氣脫硫石膏的脫水溫度在120-160℃左右，脫硫石膏脫水時為脫游離水，其物料溫升速率較慢，排潮量大；後過程為脫結晶水，其物料溫度上升速率較快，排潮量小。我們通過試驗所確定的熟石膏炒制最佳溫度為160-180℃，經過陳化後，在此溫度內得到的建築石膏強度最高、性能最優。脫硫熟石膏粉的強度遠遠超出GB9776-88優等品建築石膏強度要求，但其加水後的流變性不好，顆粒離析、分層現象嚴重，製品容重較大。用這種石膏作紙面石膏板，一方面難以控制其乾粉的流動、運輸、餵料性能，另一方面由於離析分層，會導致板面強度和容重不勻，板芯和護面紙粘接出現問題；用作粉刷石膏時，其施工性能也較差。因此，煙氣脫硫石膏應考慮粉磨問題。由於石膏結晶體呈柱狀，顆粒結構緊密，使水化硬化體有較高的強度。表面強度比天然石膏高10-20%，也證明了兩種石膏結構緻密程度的差異。煙氣脫硫石膏硬化體表面強度比天然石膏高。

化學成分

特別是雜質成分上的差異，導致其脫水特性、易磨性及煅燒後的熟石膏粉在力學性能、流變性能等巨觀特徵上的不同。

國內外石膏板產業現狀與發展

近年來，石膏製品以其特有的優勢獲得了極大的發展，尤其是紙面石膏板在我國輕質裝飾裝修材料中占居了最大比重，並主要作為吊頂和隔牆板材料被廣泛的套用。近幾年來，我國紙面石膏板的生產獲得了長足的發展，市場統計資料：1996為5000萬㎡，1999年達到了1億㎡，2002年1.73億㎡，2003年2.15億㎡，2004年超過了3.5億㎡。折合石膏資源套用總量350萬噸。泰和的發展勘稱為典範，憑藉自身管理、技術、市場等若干綜合競爭優勢，就占居了這其中的1/3強。2003年9600萬㎡，2004年實現產銷近1.29億㎡。

1996年世界紙面石膏板產量約為50億㎡，有製造企業約240家，按生產能力計算，約45%在美國，20%在西歐，20%在亞洲，當年日本人均石膏板用量約5

㎡。進入90年代以來，美國石膏板需求增加了48%，達到創記錄水平，約25.8億㎡，人均年用量已接近10

㎡。1998年的石膏板消費量明顯大於其生產量。1998年加拿大生產了約3.25億㎡石膏板，其中有1/3出口到美國，1%出口到北美以外的國家。中國的泰和和北新也有少量出口。按1999年1月1日計，美國紙面石膏板的生產能力（折算為δ12.7mm厚度）約26．75億㎡，加拿大生產能力約3.59億㎡。預計今後4年之內，美國將有9家新建石膏板廠投產和一些老廠擴容，總生產能力可望提高近20%，達到約31.5億㎡。其中最大的一家新廠的年生產能力將達到約8350萬㎡。紙面石膏板的生產占用了全美90%的石膏資源。

煙氣脫硫石膏國內外利用現狀

工業已開發國家比較好的解決了脫硫石膏運輸、乾燥、改性、套用等技術性難題，石膏工業都在大規模採用脫硫石膏，套用技術也比較成熟。日本是世界上最早大規模套用脫硫裝置的國家，每年排放脫硫石膏近200萬噸。FGD品質高，利用最好，平均達到97.5%以上，1977年利用量達到214.5萬噸，幾乎全部用於生產石膏板，近年還採用粉煤灰和FGD並添加少量石灰作成具有火山灰反應強度的“波造特”濕潤性粉狀材料，作為沙土替代料。德國FGD技術最先進且數量最大，並全部利用，主要在產地建廠生產石膏板，另外用作替代高齡土和方解石生產紙的填料和塗膠料。英國和荷蘭生產α和Α，用於自流平地面和砌塊。美國70年代後發展迅猛，2000年的產量已經達到900萬噸。目前主要和天然石膏一起用於生產石膏板。按照目前的趨勢，預計2010年，全世界的脫硫石膏排放將達到5000多萬噸。

脫硫石膏是資源，要珍惜利用。我國現在每年排放的脫硫石膏在50萬噸以上，大多露天棄置或用來鋪路、填溝。堆存等占據大量的土地，對環境造成了二次污染，也浪費了大量優質資源。國內脫硫石膏產生的歷史很短，綜合利用也是剛剛起步，對其套用價值和市場競爭力普遍認識不夠。天然石膏的處理工藝和設備也並不完全適合脫硫石膏，更增加了套用上的難度。導致國內現在還沒有很好的展開套用。脫硫石膏品位高、適合作為建材生產的原料。但需要突破大量套用在工業化生產時的若干技術性難題：開發先進適用的技術進行脫硫石膏烘乾處理、磨細改性、連續煅燒，有針對性的攻克套用時的過程控制等專有技術。綜合利用也要選準方向和產業，附加值高、先進生產方式的產業才能適合。並且由於脫硫石膏料性、化學成分、脫水特徵、易磨性以及煅燒後的建築石膏力學性能、流變性等差異，原料附著水烘乾能耗高，如果不能採用先進適用的技術勢必得不償失。