烟气脱硫石膏

烟气脱硫技术

石灰石/石膏湿法工艺是应用最广泛、技术最成熟的烟气脱硫技术，约占已安装FGD机组容量的70%。该方法是以石灰石为脱硫剂，通过向吸收塔内喷入吸收剂浆液，与烟气充分接触混合，并对烟气进行洗涤，使得烟气中的SO2与浆液中的CaCO3以及鼓入的强氧化空气反应，1吨SO2就能副产脱硫石膏2.7吨，一个30万KW的燃煤电厂，如果燃煤含硫1%，每年就要排出脱硫石膏3万吨。

意义

煤炭占我国一次能源消耗量的75%，其中火电燃煤又占了1/3，1997年全国工业SO2排放为1852万吨，国内6MW以上的火电排放的SO2为600多万吨。2000年全国火电厂装机约为22000万KW，同年在建脱硫机组总容量为1000万KW。火电厂大规模脱硫的技术条件已经成熟，今后几年，我国将加快推进这一工程。已经建成投产脱硫装机容量530万KW，在建脱硫机组总容量为1800万KW。到2010年末，全国火电厂烟气脱硫机组总容量约为4500～5000万KW，以70%采用湿法脱硫，含硫量2%的煤，平均应用基Qdw=20.93Mj/kg（5000Kcal/kg），年运行5000h（210天），年平均发电煤耗350g/kwh，平均脱硫率90%，则年产生FGD为760～950万吨。因此副产脱硫石膏的量十分巨大。

相同点

2.1水化动力学、凝结特征、产出过程与天然石膏相同，只是速度快；

2.2转化后的五种形态、七种变体物化性能一致，可以代替天然石膏作建材；

2.3无放射性，不污染和危害健康。

原始状态

天然石膏粘合在一起，脱硫石膏以单独的结晶颗粒存在。脱硫石膏主要矿物相为二水硫酸钙，主要杂质为碳酸钙、氧化铝和氧化硅，其他成分有方解石或α石英、α氧化铝、氧化铁和长石、方美石等。烟气脱硫石膏部分晶体内部有压力存在，而天然石膏主要以韵态存在。脱硫石膏杂质与石膏之间的易磨性相差较大，天然石膏经过粉磨后的粗颗粒多为杂质，而脱硫石膏其颗粒多的却为石膏，细颗粒为杂质，其特征与天然石膏正好相反。颗粒大小与级配：烟气脱硫石膏的颗粒大小较为平均其分布带很窄，颗粒主要集中在30-60μm之间，级配远远差于天然石膏磨细后的石膏粉。

煅烧机械性能

烟气脱硫石膏的脱水温度在120-160℃左右，脱硫石膏脱水时为脱游离水，其物料温升速率较慢，排潮量大；后过程为脱结晶水，其物料温度上升速率较快，排潮量小。我们通过试验所确定的熟石膏炒制最佳温度为160-180℃，经过陈化后，在此温度内得到的建筑石膏强度最高、性能最优。脱硫熟石膏粉的强度远远超出GB9776-88优等品建筑石膏强度要求，但其加水后的流变性不好，颗粒离析、分层现象严重，制品容重较大。用这种石膏作纸面石膏板，一方面难以控制其干粉的流动、运输、喂料性能，另一方面由于离析分层，会导致板面强度和容重不匀，板芯和护面纸粘接出现问题；用作粉刷石膏时，其施工性能也较差。因此，烟气脱硫石膏应考虑粉磨问题。由于石膏结晶体呈柱状，颗粒结构紧密，使水化硬化体有较高的强度。表面强度比天然石膏高10-20%，也证明了两种石膏结构致密程度的差异。烟气脱硫石膏硬化体表面强度比天然石膏高。

化学成分

特别是杂质成分上的差异，导致其脱水特性、易磨性及煅烧后的熟石膏粉在力学性能、流变性能等宏观特征上的不同。

现状发展

近年来，石膏制品以其特有的优势获得了极大的发展，尤其是纸面石膏板在我国轻质装饰装修材料中占居了最大比重，并主要作为吊顶和隔墙板材料被广泛的应用。近几年来，我国纸面石膏板的生产获得了长足的发展，市场统计资料：1996为5000万㎡，1999年达到了1亿㎡，2002年1.73亿㎡，2003年2.15亿㎡，2004年超过了3.5亿㎡。折合石膏资源应用总量350万吨。泰和的发展勘称为典范，凭借自身管理、技术、市场等若干综合竞争优势，就占居了这其中的1/3强。2003年9600万㎡，2004年实现产销近1.29亿㎡。

1996年世界纸面石膏板产量约为50亿㎡，有制造企业约240家，按生产能力计算，约45%在美国，20%在西欧，20%在亚洲，当年日本人均石膏板用量约5

㎡。进入90年代以来，美国石膏板需求增加了48%，达到创记录水平，约25.8亿㎡，人均年用量已接近10

㎡。1998年的石膏板消费量明显大于其生产量。1998年加拿大生产了约3.25亿㎡石膏板，其中有1/3出口到美国，1%出口到北美以外的国家。中国的泰和和北新也有少量出口。按1999年1月1日计，美国纸面石膏板的生产能力（折算为δ12.7mm厚度）约26．75亿㎡，加拿大生产能力约3.59亿㎡。预计今后4年之内，美国将有9家新建石膏板厂投产和一些老厂扩容，总生产能力可望提高近20%，达到约31.5亿㎡。其中最大的一家新厂的年生产能力将达到约8350万㎡。纸面石膏板的生产占用了全美90%的石膏资源。

现状

工业发达国家比较好的解决了脱硫石膏运输、干燥、改性、应用等技术性难题，石膏工业都在大规模采用脱硫石膏，应用技术也比较成熟。日本是世界上最早大规模应用脱硫装置的国家，每年排放脱硫石膏近200万吨。FGD品质高，利用最好，平均达到97.5%以上，1977年利用量达到214.5万吨，几乎全部用于生产石膏板，近年还采用粉煤灰和FGD并添加少量石灰作成具有火山灰反应强度的“波造特”湿润性粉状材料，作为沙土替代料。德国FGD技术最先进且数量最大，并全部利用，主要在产地建厂生产石膏板，另外用作替代高龄土和方解石生产纸的填料和涂胶料。英国和荷兰生产α和Α，用于自流平地面和砌块。美国70年代后发展迅猛，2000年的产量已经达到900万吨。主要和天然石膏一起用于生产石膏板。预计2010年，全世界的脱硫石膏排放将达到5000多万吨。

脱硫石膏是资源，要珍惜利用。我国每年排放的脱硫石膏在50万吨以上，大多露天弃置或用来铺路、填沟。堆存等占据大量的土地，对环境造成了二次污染，也浪费了大量优质资源。国内脱硫石膏产生的历史很短，综合利用也是刚刚起步，对其应用价值和市场竞争力普遍认识不够。天然石膏的处理工艺和设备也并不完全适合脱硫石膏，更增加了应用上的难度。导致国内还没有很好的展开应用。脱硫石膏品位高、适合作为建材生产的原料。但需要突破大量应用在工业化生产时的若干技术性难题：开发先进适用的技术进行脱硫石膏烘干处理、磨细改性、连续煅烧，有针对性的攻克应用时的过程控制等专有技术。综合利用也要选准方向和产业，附加值高、先进生产方式的产业才能适合。并且由于脱硫石膏料性、化学成分、脱水特征、易磨性以及煅烧后的建筑石膏力学性能、流变性等差异，原料附着水烘干能耗高，如果不能采用先进适用的技术势必得不偿失。

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