【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(guó)內(nèi)外得到了最廣泛的應(yīng)用，并一直在脫硫市場(chǎng)中占據(jù)著主導(dǎo)地位。目前在世界上已經(jīng)建成的脫硫裝置中，濕法脫硫裝置的數(shù)量占 85％左右。 我國(guó)自 90 年代開始從國(guó)外引進(jìn)的煙氣脫硫技術(shù)大多為濕法脫硫技術(shù)，例如重慶珞璜電廠的一期（ 2 360 MW 機(jī)組）與二期（ 2 360 MW 機(jī)組）脫硫工程 引進(jìn)的日本三菱重工濕式石灰石－石膏法煙氣脫硫技術(shù)；重慶電廠 (2 200 MW 機(jī)組 )、杭州半山電廠（ 2 125 MW 機(jī)組）和北京熱電廠 (2 165 MW 機(jī)組 )引進(jìn)的德國(guó)斯坦米勒公司的石灰石 石膏法脫硫技術(shù)；沙 角 A 電廠 (5 號(hào)機(jī) )300 MW 機(jī)組煙氣脫硫工程采用美國(guó) MET 石灰石一石膏濕法脫硫工藝以及廣東國(guó)華粵電臺(tái)山發(fā)電公司 1 號(hào)機(jī)組脫硫工程 (600 MW 機(jī)組 )從日本引進(jìn)的千代田 CT121 鼓泡塔濕式石灰石－石膏法煙氣脫硫技術(shù)等。 此外，在消化吸收國(guó)外的脫硫技術(shù)的基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)所開發(fā)的脫硫裝置也大多法脫硫設(shè)備，例如浙江大學(xué)研發(fā)的旋流板脫硫裝置、清華大學(xué)研發(fā)的液柱噴射塔以及天津大學(xué)研發(fā)的 WX／ 4U 型脫硫裝置等都采用濕法煙氣脫硫工藝。但是我國(guó)濕法脫硫裝置在實(shí)際運(yùn)行中也存在著一些問(wèn)題： （ 1）濕法脫硫裝置的初投資比較 大，這主要是針對(duì)引進(jìn)國(guó)外的脫硫設(shè)備及技術(shù)而言，但隨著脫硫裝置國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)一步發(fā)展，濕法脫硫裝置的投資已經(jīng)下降了不少，已不再是非常突出的矛盾。 （ 2）濕法脫硫裝置在運(yùn)行中存在著結(jié)垢、堵塞、腐蝕和磨損。 （ 3）濕法脫硫裝置的操作費(fèi)用比較高。 盡管濕法脫硫技術(shù)存在著一些不足，但是作為污染控制技術(shù)，保持高的脫硫效率和穩(wěn)定的操作是最重要的，而且隨著濕法脫硫技術(shù)的不斷更新，上述問(wèn)題正隨著時(shí)間的推移而逐步得到解決。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。目前我國(guó)脫硫市場(chǎng)所存在的問(wèn) 題不是采取什么樣的脫硫技術(shù)，而是如何在現(xiàn)有的引進(jìn)的脫硫技術(shù)及裝置以及我國(guó)自行研發(fā)的脫硫裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝及工程優(yōu)化是目前最緊迫的。（天津大學(xué)） 脫硫石膏綜合利用的途徑及意義 根據(jù)我們所調(diào)研的情 況，目前火電廠脫硫石膏的綜合利用的方式如下 : (1)未經(jīng)任何加工，出售給大型石膏板廠。 (2)用于制造石膏砌塊。我國(guó)雖在外墻建設(shè)中大力推薦以石膏砌塊代替實(shí)心粘土磚，但目前最大的石膏砌塊生產(chǎn)線僅 30 萬(wàn)平方米，每年約可利用脫硫石膏 2 萬(wàn)噸 (濕基 )，蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 大部分生產(chǎn)線都是 10 萬(wàn)平方米以下的小生產(chǎn)線，用量不大，市場(chǎng)未推開 。石膏砌塊的生產(chǎn)要求大量的晾曬場(chǎng)地，占地面積過(guò)大，不適宜我們集團(tuán)。 (3)用于制造模具石膏。我國(guó)模具石膏市場(chǎng)較大，但是目前用脫硫石膏制造模具石膏還存在技術(shù)工藝和脫硫石膏白度的問(wèn)題，工藝不成熟，有待進(jìn)一步開發(fā)新技術(shù)。 (4)目前，紙面石膏板的市場(chǎng)容量幾乎飽和，被幾大公司壟斷，留給我們的市場(chǎng)空間極小，而且我們的石膏雜質(zhì)成分中鎂和氯的含量過(guò)大，不適宜紙面石膏的生產(chǎn)。 (5)用作土壤改良劑。上海等地有用做海灘鹽堿地改良的報(bào)道，但未見真正實(shí)施的報(bào)道。這一方法雖具理論可行性，實(shí)踐上還有很多問(wèn)題有待解決。 (6)用于水泥 緩凝劑。這種產(chǎn)品附加值不高，利潤(rùn)也不可觀，但卻不失為大規(guī)模處理脫硫石膏的主要途徑之一，在水泥生產(chǎn)中，為了調(diào)節(jié)和控制水泥的凝結(jié)時(shí)間，一般需摻入石膏作為緩凝劑。 (7)粉刷石膏是新興的建筑材料，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水泥石灰砂漿，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、節(jié)能等特點(diǎn)，且粘結(jié)性能較好，不易起殼和開裂，并可以有效解決混凝土剪力墻等各類墻體的保溫問(wèn)題。市場(chǎng)潛力大，生產(chǎn)附加值高，我們可以在這方面進(jìn)行深入研究和發(fā)展。 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。 綜合利用的發(fā)展前景 在充分檢索和分析國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，本論文要達(dá)到如下目標(biāo) : (1)調(diào)查我國(guó)天然石膏資源分布以及利用概況 。 (2)詳細(xì)檢索發(fā)達(dá)國(guó)家石膏特別是脫硫石膏的綜合利用情況 。 (3)分析脫硫石膏的性能特點(diǎn)以及與天然石膏的性能比較 。 (4)詳細(xì)分析國(guó)內(nèi)脫硫石膏的科研開發(fā)及生產(chǎn)利用情況 。 (5)分析利用脫硫石膏存在的難點(diǎn)，包括脫硫石膏運(yùn)輸費(fèi)用、政策因素以及與天然 石膏的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等 。 (6)提出我國(guó)脫硫石膏的綜合利用對(duì)策。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 2. 文獻(xiàn)綜述 在對(duì)脫硫石膏的綜合利用分析之前，對(duì)石膏的性能、用途以及我國(guó)天然石膏的分布、脫硫石膏與大然石膏不同特點(diǎn)等作一概述，以利于對(duì)脫硫石膏的綜合利用作出科學(xué)的分析。 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。石膏的化學(xué)名稱為二水硫酸鈣，化學(xué)分子式為 CaSO42H2O。當(dāng)石膏被加熱時(shí)，石膏將失去四分之三的水成為半水石膏 (CaSO41/2H2O)，半水石膏是軟的且容易被磨成粉，稱之為半水石膏灰泥或者稱之為燒石膏、熟石膏 。當(dāng)熟石膏粉與水混合將會(huì)形成灰泥或石膏漿，然后會(huì)被干燥變得象巖石一樣硬?；蠎B(tài)結(jié)合的水，如前所述的經(jīng)加熱脫除的水，會(huì)被重新結(jié)合，熟石膏將回復(fù)到石膏原始的化學(xué)組成。當(dāng)半水石膏成漿狀，它可在兩層紙之間被灌注而制得石膏板。半水石膏漿液也被用于填充裂縫和縫隙，或者灌注模子。石膏成為理想的建筑材料是由于石膏具有防火、儲(chǔ)量豐富、價(jià)廉、通用性好、以及強(qiáng)度好。石膏建材也能降低和控制噪音，石膏制品的應(yīng)用對(duì)環(huán)境有益。 日前 ,我國(guó)約有 80%左右的石膏用作水泥緩凝劑。水泥中加入石膏，可使其凝結(jié)時(shí)間合理，避免快凝現(xiàn)象，并可提高強(qiáng)度和 抗凍性，降低干縮率，但其摻入量一般不超過(guò)%。用石膏制作的板材、墻體構(gòu)件等建筑制品，具有質(zhì)輕、抗震、隔音、隔熱、阻燃、裝飾性能好，便于高效機(jī)械化生產(chǎn)，提高施工速度等諸多優(yōu)點(diǎn)，已成為一種發(fā)展迅速的新型建筑材料，需求量日益增長(zhǎng)。用石膏作建筑膠結(jié)材料，用于建筑砂漿和隔熱混凝土，制作屋面、瓦及天花板等。石膏在造紙、油漆、橡膠、化工、塑料、紡織工業(yè)中用作填料。缺硫地區(qū)可用以制硫酸，但不經(jīng)濟(jì)。在農(nóng)業(yè)上用石膏做鈣、硫養(yǎng)料，可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。此外，石膏還廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、制作模型及藝術(shù)品等諸多方面。 不同用途對(duì)石膏 的種類、含量有不同的要求，詳見表 21。不同用途對(duì)石膏礦石中的雜質(zhì)也有不同的限制，如紙面石膏板對(duì) K、 Na、 CI 含量 。醫(yī)用及食品用石膏對(duì) As、 S、Se、 Cr、 F、 Cl、 MgCl2的含量 。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。 我國(guó)有豐富的石膏礦產(chǎn)資源，己探明的各類石膏儲(chǔ)量約為 570 億噸，居世界首位。我國(guó)石膏礦產(chǎn)資源分布示意圖 21 所示。 由圖 21 分析可知，我國(guó)天然石膏資源分布較廣，有 24 個(gè)省 (市、自治區(qū) )已探明有蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 石膏資源，其中儲(chǔ)量超過(guò) 10 億噸的 9 個(gè)省 (市自治區(qū) )依次是山東 ( 億噸 )，內(nèi)蒙古( 億噸 )，青海 ( 億噸 )，湖南 ( 億噸 )，湖北 ( 億噸 )，寧夏 ( 億噸 )，西藏 ( 億噸 )，安徽 ( 億噸 )，江蘇 ( 億噸 )，石膏比較貧乏的地區(qū)是東北、華北以及華東地區(qū)的浙江省、江西、福建以及海南等省份。 我國(guó)石膏礦石不同品級(jí)的儲(chǔ)量及所占百分比如表 22 所示。由表 22 分析可知 : (1)我國(guó)己經(jīng)探明的石膏和硬石膏儲(chǔ)量中，品位在“ 65%~75%”的最多，儲(chǔ)量分別為 129 億噸和 309 億噸，分別占己探明儲(chǔ)量的 65%和 84%；高 品位 (95%)的石膏和硬石膏的儲(chǔ)量最少，儲(chǔ)量分別為 3 億噸和 4 億噸，分別占已探明儲(chǔ)量的 2%和 1%。 (2)我國(guó)己利用和可供近期利用的礦產(chǎn)地石膏和硬石膏儲(chǔ)量中 : 石膏以品位為 65%一 75%最多，達(dá) 74 億噸 (占 56%)。其次為 75%一 85%品位，為 44億噸 (占 33%)； 硬石膏以品位為 85%一 95%最多，達(dá) 26 億噸 (占 75%):其次為 95%品位，為 4 億噸(占 9%)。 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 CaSO42H2O CaSO42H2O+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(guó)建筑材料工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn) JC16 一 82》 表 22 中國(guó)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(lái)源：中國(guó)礦業(yè)網(wǎng)石膏礦 資源 圖片來(lái)源：中國(guó)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(guó)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。 圖 22 中國(guó)已利用和可供近期利用各品位 (%)的石膏 保有儲(chǔ)童 同大多品位較低的天然石膏相比，脫硫石膏 CaSO42H2O 含量普遍較高，一般可達(dá)90%以上，因此在要求 CaSO42H2O 含量較高的石膏板以及石膏模具的生產(chǎn)中，脫硫石膏具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；而對(duì)于用于品位要求較低的水泥緩凝劑而言，使用脫硫石膏可以節(jié)省水泥生產(chǎn)成本。 石膏在建筑業(yè)、建 材業(yè)中的用途 石膏在建筑業(yè)、建材業(yè)中有著廣泛的用途，是多種建筑材料及制品的重要原材料。利用石膏可以制作一系列產(chǎn)品： (1)石膏板。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。 (2)石膏砌塊。包括實(shí)心砌塊，空心砌塊。 (3)粉刷石膏。 (4)石膏天花板及裝飾件。 (5)石膏線角。 (6)石膏磚。 (7)石膏粘結(jié)劑。 (8)水泥緩凝劑。 (9)加氣混凝土外加劑。 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。 生石膏干法鍛燒工 藝為 :生石膏從采場(chǎng)運(yùn)來(lái)后先經(jīng)過(guò)儲(chǔ)存和精選，以保證給料連續(xù)和質(zhì)量穩(wěn)定。給料經(jīng)過(guò)一段破碎 (顎式破碎機(jī) )至 8cm 以下，再經(jīng)二段破碎 (錘式破碎機(jī) )至 2cm 以下，然后經(jīng)斗式提升機(jī)給入 鍛 燒窯中 鍛 燒。通過(guò)控制窯的溫度，可分別生產(chǎn)β 型半水石膏、無(wú)水石膏及過(guò)燒石膏。 β 型熟石膏的生產(chǎn)工藝流程一般是 :礦石儲(chǔ)存 → 破碎 → 均化 → 鍛燒脫水 → 陳化 → 粉磨與混包裝，用炒鍋鍛燒時(shí)先磨粉后鍛燒。 α 型濕法鍛燒工藝藝及流程一般是：石膏原料倉(cāng) → 篩分機(jī) → 高壓釜蒸壓及烘干 → 破粉碎 → 均化儲(chǔ) → 包裝搬運(yùn)。 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。 石膏破碎常用的設(shè)備有顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)等。 干法鍛燒常用直接鍛燒和間接鍛燒兩種設(shè)備。直接鍛燒設(shè)備如回轉(zhuǎn)窯、粉磨鍛燒一體化裝置 (彼得磨、高溫風(fēng)掃磨等 )。間接鍛燒設(shè)備如回轉(zhuǎn)式鍛燒爐、炒鍋 (土炒鍋直接鍛燒 )、臥式鍛燒爐、立式 鍛 燒爐等。 濕法鍛燒設(shè)備有臥式、立式蒸壓釜，硫化罐等。 石膏建材的突出特點(diǎn) 石膏用做建筑材料或建材制品有如下突出優(yōu)點(diǎn)和比較優(yōu)勢(shì)。 (1)在建筑業(yè)、建材業(yè)廣泛使用的水泥、石灰、 石膏三大膠結(jié)材料中石膏的生產(chǎn)能耗最低。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℃。石膏的生產(chǎn)能耗僅為水泥的 l/4，石灰的 l/3。 (2)建筑石膏的燒成、石膏制品的生產(chǎn)和應(yīng)用過(guò)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。 (3)材料在使用后可回收再利用，不產(chǎn)生廢料，不增加環(huán)境負(fù)荷。 (4)建筑石膏是不燃材料，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)其所含的結(jié)晶水分解產(chǎn)生大量水蒸氣，水蒸氣幕阻隔燃燒的蔓延。在石膏中結(jié)晶水分解完后，受體的溫度才從 140℃開始繼續(xù)上升，二水硫酸鈣中結(jié)晶水分解速度每 15min 為 6min，對(duì) 8cm 厚的制品其耐火等級(jí)在 4h蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 以上。而且石膏在受火時(shí)不易產(chǎn)生崩裂。