【正文】 ，制作屋面、瓦及天花板等。建筑、醫(yī)用及食品對(duì)石膏中的放射性元素的含量均有限制，可在具體指標(biāo)中確定。 表 21 石膏的分級(jí)和用途 等 級(jí) 礦物成分 (%) 主要用途 A 型 B 型 H2O CaSO4包括紙面石膏板，石膏纖維板，石膏刨花板，石膏空心條板，石膏空心大板。 (8)水泥緩凝劑。 用水熱法生產(chǎn) α 刑半水石膏的流程為： 石膏原礦 → 破碎 → 磨粉 → 反應(yīng)釜 (加水與藥劑 )→ 清洗 → 脫水干燥 → 包裝。水泥、石灰、石膏生成最終產(chǎn)物的焙燒溫度分別為 1450℃、 850 一 950℃、 170℃。在室內(nèi)濕度大時(shí)，這些孔隙將水分吸入，濕度小時(shí)又釋放出來，形成調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的“呼吸功能”使人感到舒適。）。 全球石膏板主要生產(chǎn)企業(yè) 全球石膏板產(chǎn)量最大的為英國的 BPB 公 司，其全球石膏板總產(chǎn)量為 143 萬噸左右；其次為美國的 USG 公司，產(chǎn)量為 120 萬噸左右；第三位為德國的 Knauf 公司，產(chǎn)量為100 萬噸左右；第四位為法國的 Laafgre 公司，產(chǎn)量為 90 多萬噸；第五位為美國的NatinoalGypusm 公司，產(chǎn)量為 80 多萬噸；第六位為日本的 Yoshino 公司，產(chǎn)量為 70 萬噸；第七位為美國的 GoergiaPacfic 公司，產(chǎn)量為 50 多萬噸。東歐和亞洲的石膏板市場由于人量的人口、目前人均消費(fèi)的石膏板很低，以及有更多的資金投入新建石膏板生產(chǎn)工 廠，將成為最重要的潛在市場。 表 24 中國主要石膏板生產(chǎn)企業(yè) 序號(hào) 企業(yè)名稱 石膏板產(chǎn)量 m178。其他來源的合成石膏產(chǎn)量為 100300 萬噸。例如泰和集團(tuán)在江蘇省江陰市投資 億元人民幣，百分之百利用電廠煙氣脫硫石膏為原料生產(chǎn)石膏板，建設(shè)年產(chǎn) 6000 萬 m178。 此外，上海拉法基小野田石膏建材有限公司，擁有世界上最先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，年產(chǎn)石膏板 億平方米； 重慶西部石膏建材有限公司成立于 2020 年 4 月 ，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為 500 萬平方米，于 2020 年 12 月投產(chǎn)，生產(chǎn)的石膏板產(chǎn)品，土要覆蓋中國西南地區(qū)市場。 表 25 我國火電廠 煙氣脫硫示范項(xiàng)目脫硫石膏質(zhì)量及利用情況 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 序號(hào) 項(xiàng)目名稱 脫硫石膏質(zhì)量及利用情況 1 珞磺電廠兩期 4360MW機(jī)組石灰石 /石膏濕法（填料塔）脫硫工藝引進(jìn)日本三菱公司技術(shù) （ 1） 石膏純度 90%以上。 3 太原第一熱電廠，從300MW 機(jī)組上抽 60 萬Nm179。 副產(chǎn)品石膏脫水至 45%含固率后拋棄 6 杭州半山發(fā)電有限公司2125MW 機(jī)組煙氣脫硫工程進(jìn)入試生產(chǎn) 脫硫石膏二水硫酸鈣的含量在 94%以上，賣給其他公司，用作石膏板生產(chǎn)原料；水泥緩凝劑；紙面石膏板和石膏空心砌塊 7 揚(yáng)州電廠 200MW 機(jī)組。 從中國專利數(shù)據(jù)庫檢索結(jié)果分析可知 :我國有關(guān)脫硫石膏的專利申請(qǐng)人主要有上海市建筑科學(xué)研究院、浙江大學(xué)、四川建筑材料工業(yè)學(xué)院以及部分個(gè)人。 脫硫石膏與建筑用天然石膏比較如下。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 從表 28 可以看出，兩者標(biāo)準(zhǔn)稠度相差不大，凝結(jié)時(shí)間非常接近，但抗壓強(qiáng)度相差較大。 脫硫石膏的顏色偏深 質(zhì)量優(yōu)良的脫硫石膏是純白顏色的，但相當(dāng)多的脫硫石膏呈深灰色，煙氣脫硫石膏作為裝飾石膏明顯影響外觀，其主要原因是煙氣除塵系統(tǒng)不正常，煙 氣中含有較多的粉煤灰，使石膏顏色加深，其次石灰石不純，含有較多的鐵質(zhì)等雜質(zhì)。這個(gè)化學(xué)反應(yīng)以下面的方程式表示： SO2+CaCO3+l/2H2O→ CaCO3在這個(gè)過程 中，石膏晶體是通過連續(xù)的循環(huán)過程生成的，生成晶體的尺寸為 3070μm。這樣得到的濕的、細(xì)顆粒的、結(jié)晶的、高純度的結(jié)晶硫酸鈣二水化合物，生成像天然石膏那樣性質(zhì)的脫硫石膏。 l/2H2O+CO2 【 1】 CaSO3 危害 目前，我國每年產(chǎn)生并排到 人 氣 中的二氧化硫已達(dá) 2020 萬噸 /年 (其中燃煤電廠為826 萬噸 /年 )，平均到國土面積上約為 2 噸 /平方公里年。其他類型的合成石膏如欽石膏、氟石膏和磷石膏等也能被利用，然而天然石膏的雜質(zhì)含量以及地域限制影響其需求。在未來五年，同其他種類的石膏相比，煙氣脫硫石膏的消費(fèi)將以更快的速度上升。此外脫硫石膏的資源化利用，可以節(jié)省作為脫硫渣的處理費(fèi)用，節(jié)省作為垃圾的掩埋 用地，產(chǎn)生作為產(chǎn)品銷售的銷售額，綜合效益十分顯署。 在未來 5 年，由于存在合成石膏應(yīng)用于石膏板的競爭，天然石膏的消費(fèi)顯示較低的增長速度。 由于石膏廢料的回收利用更為普遍，發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體的石膏供應(yīng)量也在增長。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 脫硫石膏產(chǎn)量的上升將給電力公司帶來兩方面的影響： (1)引導(dǎo) 20 世紀(jì) 80 年代的環(huán)境立法； (2)煤燃燒產(chǎn)品處理費(fèi)用的上升。 在未來十年內(nèi)， .我國燃煤電廠約有三億千瓦裝機(jī)的煙氣脫硫裝置要建設(shè)和投運(yùn)，目前國內(nèi)燃煤電廠二氧化硫污染防治的主體技術(shù)是濕式“石灰石 /石膏法”，脫硫石膏的產(chǎn)量將隨著煙氣脫硫裝置的建設(shè)和投運(yùn)而快速增長。 2H2O+H2SO4 【 3】 CaCO3天然石膏是在緩慢、近乎平衡的條件下沉積而成，因此雜質(zhì)基本上分布于晶體表面，以粘土類礦物為主，晶體結(jié)構(gòu)完整而且發(fā)育良好。水力旋流器的原理是利用離心力場中的沉淀作用進(jìn)行，這是一種機(jī)械分離法，特別適合于 5100μm 的 粒子。 l/2H2O 在吸收塔中是以亞硫酸鈣泥漿形式存在的。脫硫石膏的體積密度值決定于脫硫的工藝方法。在用水量高于標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量 25%時(shí)，脫硫建筑石膏的強(qiáng)度仍可達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品水平。國家建筑材料工業(yè)科技教育委員會(huì)的陶有生報(bào)道，脫硫石膏的主要化學(xué)組成與天然石膏蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 基本相似，天然石膏與煙氣脫硫石膏的化學(xué)成分及細(xì)度見表 26 及表 27。 脫硫石膏的特征、來源及危害 煙氣脫硫是指從燃煤電廠的煙氣中除去二氧化硫的化學(xué)過程。試驗(yàn)結(jié)果表明 。 石膏純度 85%以上，石膏產(chǎn)量 6 萬 t/a， 脫硫石膏用作生產(chǎn)建筑石膏、粉刷石膏。 （ 2） 近幾年來，路磺電廠原則上不搞 FGD 石膏利利用的深加工，直接賣原料。 泰和集團(tuán)利用脫硫石膏建設(shè)年產(chǎn) 6000 萬 m178。 1992 年以來，重慶人學(xué)、重慶市建筑科學(xué)研究院等單位研究開發(fā)出許多脫硫石膏產(chǎn)品，并形成了一定的市場份額。 煙氣脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)石膏，用于替代天然石膏生產(chǎn)石膏板等產(chǎn)品，其質(zhì)量參數(shù)主要有：游離水分含量、純度、水溶性鹽類含量、亞硫酸鹽含量、碳酸鹽含量、 pH 值、氣味、毒性等。電廠煙氣脫硫系統(tǒng)不僅保持空氣清潔，而且能夠提供可支撐的、生態(tài)合理的純石膏資源。 圖 23 世界主要石膏板生產(chǎn)國家及其所占比例 (2020 年） 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 石膏在我國各領(lǐng)域所占比例 我國普通大然石膏和纖維石膏在各領(lǐng)域所占的比例見圖 24 和圖 25。其中的 3 家 (BPB， Knauf 和 Laafgre)為跨國公司，至少在四個(gè)地區(qū)建有石膏板生產(chǎn)工廠。美國的開采量最 大，達(dá)到 1800 萬噸，占全球開采量的 17％；其后依次為伊朗（ ％），加拿大（ ％），西班牙（ ％），中國（ ％即 690 萬噸） (但根據(jù)中國有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)為 2900 萬噸，主要用于水泥生產(chǎn) )，其它進(jìn)入前 10 位的國家有泰國、澳大利亞、法國和德國，這 10 個(gè)國家的開采量加起來占全球的 72％。由于制品尺寸精度高，墻面不用抹灰，只需刮一層薄薄的膩?zhàn)诱移郊纯桑幌袼嗌皾{面層需等 28 天后才能進(jìn)行裝飾。 (2)建筑石膏的燒成、石膏制品的生產(chǎn)和應(yīng)用過程中不排放廢渣、廢水和對(duì)人體有害的物質(zhì)，僅排出水蒸汽和一定粉塵。 干法鍛燒常用直接鍛燒和間接鍛燒兩種設(shè)備。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 (10)石膏灰漿 (用于白流平地面 ) (11)石膏模具，其中衛(wèi)生陶瓷工業(yè)用量較大。包括實(shí)心砌塊，空心砌塊。2H2O+CaSO4 1 ≥95 — ≥ 醫(yī)用、食品、藝術(shù)品 模型 2 ≥85 — ≥ 建筑用品 3 ≥75 ≥75 ≥ ≥ 4 ≥65 ≥65 ≥ ≥ 水泥緩凝組分 農(nóng)用、含硫肥 料 5 ≥55 ≥55 ≥ ≥ 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 注：據(jù)《中華人民共和國建筑材料工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn) JC16 一 82》 表 22 中國石膏礦石不同品級(jí)的儲(chǔ)量及所占百分比 礦產(chǎn)地礦石平均品位（ %） 已探明儲(chǔ)量的礦產(chǎn)地 己利用和可供近期利用的礦產(chǎn)地 石膏 硬石膏 石膏 硬石膏 探明存量（億 t） 百分比（ %） 探明存量（億 t） 百分比（ %） 探明存量（億 t） 百分比（ %） 探明存量（億 t） 百分比（ %） 55~65 6 3 19 5 6 4 3 8 65~75 129 65 309 84 74 56 — — 75~85 47 24 4 1 44 33 3 8 85~95 12 6 33 9 9 7 26 75 95 3 2 4 1 — — 4 9 合計(jì) 197 100 369 100 133 100 36 100 資料來源：中國礦業(yè)網(wǎng)石膏礦 資源 圖片來源：中國一上業(yè)礦物材料網(wǎng) () 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 我國己利用和可供近期利用的礦產(chǎn)地的石膏保有儲(chǔ)量見圖 22。我國石膏礦產(chǎn)資源分布示意圖 21 所示。缺硫地區(qū)可用以制硫酸，但不經(jīng)濟(jì)。半水石膏漿液也被用于填充裂縫和縫隙，或者灌注模子。 石膏的性能、應(yīng)用及分布 純的石膏是一種白色透明的礦產(chǎn)，然而有時(shí)由于雜質(zhì)的緣故使石膏礦帶上灰色、褐色和粉紅色。 對(duì)占用土地堆放的脫硫石膏進(jìn)行綜合利用，一是從根本上解決了企業(yè)的負(fù)擔(dān)，二是開辟了工業(yè)利廢循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新途徑，三是給企業(yè)創(chuàng)收，四 是增加社會(huì)就業(yè)機(jī)會(huì)，有效的帶動(dòng)了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。 (4)目前，紙面石膏板的市場容量幾乎飽和，被幾大公司壟斷，留給我們的市場空間極小，而且我們的石膏雜質(zhì)成分中鎂和氯的含量過大，不適宜紙面石膏的生產(chǎn)。因此，濕法脫硫技術(shù)作為鍋爐煙氣脫硫技術(shù)的主要手段在近期不會(huì)有太大的改變。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 在以上介紹的三種煙氣脫硫技術(shù)中，濕法煙氣脫硫技術(shù)作為一種相對(duì)比較成熟 、脫硫效率較高的脫硫技術(shù)，在國內(nèi)外得到了最廣泛的應(yīng)用，并一直在脫硫市場中占據(jù)著主導(dǎo)地位。 根據(jù)脫硫劑及脫硫產(chǎn)物形態(tài)的不同，煙氣脫硫技術(shù)可分為干法煙氣脫硫、濕法煙氣脫硫以及半干法煙氣脫硫。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 根據(jù)以上 “ 十二五”、 “十三五”期間電力工業(yè)的規(guī)劃，我們可以判斷出 燃煤發(fā)電在我國 電力行業(yè)中所占有重要的地位在未來幾十年不會(huì)有所改變。（浙江大學(xué)） 國家的相關(guān)政策及措施 （ 1） 1990 年 12 月，國務(wù)院環(huán)境保護(hù)委員會(huì)第 19 次會(huì)議通過了《關(guān)于控制酸雨發(fā)展的意見》提出包括征收工業(yè)燃煤二氧化硫排污費(fèi)在內(nèi)的 4 項(xiàng)決定，標(biāo)志著酸雨控制提上了國家的實(shí)施日程； （ 2） 1995 年 8 月，全國人大常委會(huì)通過了新修訂的《中華人民共和國大氣污染防治法》，規(guī)定在全國劃定酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)，在“兩控區(qū)”內(nèi)強(qiáng)化對(duì)酸雨和二氧化硫污染的控制。但由于我國天然石膏分布較廣，石膏市場供應(yīng)比較充足，加上電廠建設(shè)綜合利用脫硫石膏裝置仍然需要一筆不小的投資，因此 仍然有不少電廠的脫硫石膏未能得到有效的處置和利用，而是作為廢物堆放著，這既占用了大量寶貴土地，又有可能造成二次污染。由于吸收漿液循環(huán)利用，脫硫吸收劑的利用率很高。 鑒于我國燃煤發(fā)電廠大多采用石灰石 (石灰 )/石膏濕法煙氣脫硫工藝，脫硫石膏的產(chǎn)量將隨著石灰石 (石灰 )/石膏濕法煙氣脫硫裝置的不斷建設(shè)而快速增加，以及我國脫硫石膏的開發(fā)利用雖然已經(jīng)從起步階段進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性的控制階段，但是脫硫石膏的利用成為煙 氣脫硫企業(yè)的難題之一。 the prehensive utilization the economic efficiency 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） IV 目錄 1. 緒論 ..................................................................................................................................... 1 立題依據(jù) .......................................................................................................................... 1 綜合利用的重要性 ..........................................................................................................