【文章內容簡介】 藝 —— 蒸壓法相比，它減去了干燥、壓塊、蒸壓反應后的再破碎這些往 復工藝過程；即減少了設備投資和工藝環(huán)節(jié)，又降低了能耗和加快了生產效率；目前，已利用這項技術和相應設備，以脫硫石膏為原料生產出了合格的高強石膏粉?！叭忾]式熟石膏粉生產工藝”還具有以下特點：（ 1）工藝簡潔，集烘干、煅燒、蒸壓反應為一體；（ 2）同一設備能生產多種產品（建筑石膏、高強石膏、陶模石膏）；（ 3）無需除塵設備，潔凈生產；（ 4）壓力炒鍋沒有熱空氣排出，與其它采用蒸汽熱源的熟石膏生產設備相比，可降低熱耗 40%70%，從而產品成本低；（ 5）最低能利用 100℃左右的各種熱源，尤其能夠有效利用蒸汽熱能（請參看 《石膏建材》 2021 年第一期 21 頁）。設計依據與環(huán)境評估 1）、新型建材及制品發(fā)展導向目錄（國家建筑材料工業(yè)局《建材規(guī)劃發(fā)[1999]163 號文》） 2）、財政部國家稅務總局關于資源綜合利用及其他產品增值稅政策問題的通知（財稅 [2021]198 號） 3）、享受稅收優(yōu)惠政策新型墻體材料目錄（中華人民共和國財政部國家稅務總局 [2021]） 環(huán)境評估。本項目原材料就地取材，廢物再利用，屬綠色環(huán)保項目。 用脫硫石膏生產高強石膏設備的市場分析 由于我國高品位的天然石膏儲量小、產地遠離消費地 ；而脫硫石膏品位高、地域分布又很均勻；另外，高強石膏的應用領域又更加廣闊；因此用脫硫石膏取代天然石膏生產高強石膏必然是大勢所趨；如果按每萬噸高強石膏生產設備的市場價為 100 萬元，這個市場總量就可達數十億元。 第七章、石膏砌塊生產設備的市場分析 目前，國內石膏砌塊生產企業(yè)普遍規(guī)模較小，生產設備以全自動單機組或手工機組為主，全自動單機組年產可達 12 萬平方米左右，它是將澆注、凝固、脫模合并在 1 臺機組中進行，由于受熟石膏粉化學特性的制約，等待石膏凝固的時間 6～ 10分鐘遠大于注漿 1分鐘、脫模 2分鐘的時間，下次注 漿必須等上次澆注、凝固、脫模、復位后，共需 15 分鐘左右才能進行下一次生產；各道工序生產能力不配套，生產呈斷續(xù)性進行，致使生產效率低，綜合成本高。為了克服傳統(tǒng)石膏砌塊生產設備的上述缺點，國內有企業(yè)發(fā)明了連注式石膏砌塊生產線，將注漿、凝固、脫模相分離，在移動中完成水化反應，使攪拌注漿、水化凝固、脫模成型同時進行， 這種生產線的產量不受石膏凝結時間快慢的影響；從而設備性價比高，生產出的石膏砌塊成本低；其配套模具及相關部件還可根據用戶要求調整更換，滿足市場需求的變化而生產出不同的砌塊種類及規(guī)格（厚度）；年產量可 達 60 萬平方米，其價格僅相當于同產量規(guī)模的二分之一。 隨著建筑市場對石膏砌塊優(yōu)良性能的認可、市場需求量的增大，原有小規(guī)模的生產已經不能滿足較大建筑工地的施工進度；因此，更經濟、更迅捷的、可更換規(guī)格的連注式石膏砌塊生產線最有發(fā)展前景；我們按每 60 萬平方米（約 6萬立方米）的連注式石膏砌塊生產線售價 200 萬元計算，單機組和連注式生產線各占石膏砌塊生產設備市場的一半，單機組的市場額為 20 億，而連注式生產線的市場額為 10 億。 第八章、環(huán)保政策對熟石膏粉生產設備的要求 我國東部地區(qū)已嚴禁一般企業(yè)再用煤做熱源， 絕不容許在處理燃煤脫硫廢棄物的同時又排放二氧化硫。因此，熟石膏粉（它包括建筑石膏和高強石膏）的生產設備只能采用重油、天然氣、煤氣或電廠的過熱蒸汽；但前三種燃料受價格和地域分布的局限，難以普及；然而做為脫硫石膏，主要產生在燃煤電廠，因此采用電廠的過熱蒸汽做生產熟石膏粉設備的熱源最為理想。不過對于蒸汽來說，它的熱能釋放并不是隨溫度的變化均勻分布，而是當蒸汽轉化冷凝成水時， 85%的熱能才能釋放出來。例如：常壓下， 100℃的液態(tài)水的熱焓為 100 千卡 /kg，而100℃蒸汽的熱焓為 639 千卡 /kg，其汽化熱為 539 千卡 /kg，即 100℃的蒸汽轉化為液態(tài)水時，釋放出的熱能占蒸汽總熱能的 %。不同溫度的過熱蒸汽和100℃熱水的熱焓值，所以，在熟石膏粉生產過程中，如果要最大限度地利用過熱蒸汽的熱能，就必須獲得過熱蒸汽釋放的汽化熱熱能，這樣才可以將 84%以上的熱能提供給熟石膏粉的生產中，成為有效能源。另外，生產熟石膏粉需要一定的溫度范圍， 一般工業(yè)常見的石膏脫水轉變溫度 注：此圖摘自中國建材工業(yè)出版社出版的《石膏建筑材料》第 73 頁，由武漢工業(yè)大學岳文海教授所著 而過熱蒸汽的換熱溫度如果按排出 100℃的熱水考慮，過 熱蒸汽的熱交換平均溫度（℃）可通過公式（ 1）來概算： 換熱溫度 =（過熱蒸汽初始溫度 +100）247。 2蒸汽熱焓釋放比例 +100汽化水熱焓釋放比例 公式（ 1） 總結上述數據，可以通過下面的計算得到 250℃的過熱蒸汽、能效最大時所提供的熱交換平均溫度為： （ 250+100）247。 2 +100 =（℃） 過熱蒸汽為 300℃時，則為： （ 300+100）247。 2 +100 =（℃） 由此可見，過熱蒸汽在 250℃ ~300℃時，只能滿 足生產α 半水石膏（即高強石膏）的溫度條件；如果要生產β 半水石膏（即建筑石膏）就必須解決熱交換溫度偏低的問題。 第九章、脫硫石膏前瞻性的應用及其研發(fā)方向 石膏代木產品 —— 高強度纖維石膏板 纖維石膏板簡介 纖維石膏板（或稱石膏纖維板），它是一種以石膏粉為主要原料，以各種纖維（如玻璃纖維、紙纖維、植物纖維等）為增強材料的一種新型建筑石膏板材。該產品除具有紙面石膏板的優(yōu)點外，還具有很高的抗沖擊能力，內部粘結牢固，抗壓能力強，在防火、防潮、握釘力等 方面具有更好的性能，其保溫隔熱性能也優(yōu)于紙面石膏板。由于外表省去了護面紙，其應用范圍比紙面石膏板還有所擴大，并且更加環(huán)保，這是因為生產每平米紙面石膏析消耗 ㎏ (護面 )紙 ,2021 年我國產紙面石膏板 9 億多㎡共消耗紙 50 多萬噸 (約為 130 多萬 m?木材 )，而生產一噸紙需消耗 ?木材 ,相當于 20 幾棵大樹，造林成材要經歷 1216年，一畝地一般只能出材 5立方；并且造紙業(yè)是世界第五大能源消耗者 , 生產一噸紙約 噸煤 ,相當于生產一噸鋼鐵的能耗，同時還要消耗水 200 m?。 纖維石膏板的用途和市場 纖維石膏板具有相當大的應用靈活性和廣泛性，可作干墻板、墻襯、隔墻板、瓦片及磚的背板、預制板外包覆層、天花板塊、地板、防火門及立柱、護墻板以及特殊應用，如列車車廂隔板及船的隔倉板、室外保溫裝飾板等。纖維石膏板還可像木質板一樣機加工，制成各種飾面板、疊層板等用于室內的墻壁、家具、地板、屋頂基層及預制房屋等，而它由于不含甲醛，由全天然材料制成，無害無毒是一種綠色建材，并且可代替珍貴的森林資源。 2021 年我國木質人造板產銷量達 76428 萬立方米，其中使用了甲醛類膠粘劑 450 萬噸，其危害不可忽視；如果纖維石膏板取代 木質人造板產銷量的十分之一，每年就可消化一千萬噸以上的石膏。 纖維石膏板的傳統(tǒng)生產工藝 傳統(tǒng)工藝主要的缺點是：（ 1）采用干燥的建筑石膏粉再加水而生產，然后再干燥，工藝往復，能耗大；（ 2）與紙面石膏板相比，生產工藝復雜，設備昂貴，生產成本高；（ 3）本身強度與建筑用木制刨花板的強度還有很大的差距，用途受到局限。 纖維石膏板的創(chuàng)新生產工藝 作者提出脫硫石膏深加工發(fā)展方向之一是煙氣脫硫系統(tǒng)聯產石膏制品；這是由于脫硫石膏在產出后含有較大比例的水分，根據傳統(tǒng)工藝采用脫硫石膏生產石膏制品的過程是：先 烘干水分，生產出建筑石膏粉，然后再加水，最后經攪拌和澆注成石膏制品；而本方案的生產工藝中無需對脫硫石膏進行烘干，采用“水熱法”脫去脫硫石膏的一個半結晶水，獲得α 半水石膏的漿體，然后澆注或壓制成石膏制品。因此，本項技術方案既節(jié)約工業(yè)用水，也沒有先干燥、再加水的相反生產工藝，全套技術既科學又簡練，又節(jié)約能源，同時還節(jié)省干燥設備及其投資；另外，這種工藝生產出的石膏制品強度高，比傳統(tǒng)工藝生產的纖維石膏板強度高 30%，從而使其用途更加廣泛。由此可見，聯產石膏制品生產系統(tǒng)進入 WFGD系統(tǒng)不僅能、增值，還可以省去 WFGD系統(tǒng)中的真空皮帶脫水裝置。 高保溫的充氣石膏板的應用與研發(fā) 問題的提出 我國房屋建筑的設計使用壽命是 70 年，但當前房屋建筑的外保溫隔熱層主要采用聚苯材料，而它的使用壽命只有 15 年，甚至不到 15 年就開始粉化脫落，從而影響建筑節(jié)能效果；這樣在建筑物的正常存續(xù)期間需要多次更換外保溫隔熱層，不僅麻煩，而且會因更換外保溫隔熱層的費用問題引起業(yè)主和業(yè)主之間、業(yè)主和房地產開發(fā)公司以及物業(yè)的各種糾紛。因此，可用于建筑物外墻的、能達到國家節(jié)能標準的石膏保溫墻體材料的研發(fā)和推廣應用就非常重要和迫切。 不同材料的導熱系數 石膏保溫外墻體的研發(fā)方向 在相同外部條件下，決定材料導熱系數高低的主要因素是材料的氣孔率，而材料本身物質的導熱系數對于材料整體的導熱系數則不是主要因素；例如，上表中玻璃微珠的主要礦物相是二氧化硅和三氧化二鋁，這兩種礦物的導熱系數分別是 11 W/(m k)和 27 W/(m k)，均高于石膏的導熱系數（ ～ W/(m k)）；但由于玻璃微珠的氣孔率遠高于充氣石膏板的，因此玻璃微珠的導熱系數僅是充氣石膏板的 17%～ 24%。另外，材料本身物質的強度是形成其氣孔率的決定因素 ，材料本身物質的強度高，就可以使材料的形成較高的氣孔率，從而形成較低的導熱系數；反之，亦反；例如，可以制成很細的鋼網，而不能制成很細的石膏網。上表中，各材料本身物質的強度與其導熱系數之間的對應關系也證明了上述觀點；例如，同是充氣石膏板，由高強石膏生產出的充氣石膏板，其導熱系數就低于建筑石膏生產出的充氣石膏板；這說明盡管這兩種充氣石膏板的本身礦物相都是石膏，但由于高強石膏的強度是建筑石膏三倍，高強石膏生產出的充氣石膏板的氣孔率高于建筑石膏的；因此，前者的導熱系數低于后者的。 我們還知道采用水熱法生產出的高 強石膏，其強度又遠高于蒸壓法生產出的高強石膏，由此可見：如果采用連續(xù)式水熱法生產出的高強石膏漿液直接生產充氣石膏板，不僅可以降低制粉能耗，而還會進一步提高充氣石膏板的氣孔率，從而進一步降低現在工藝條件下生產的充氣石膏板的導熱系數，用于建筑物的外墻保溫，達到既不增加墻體厚度，又能達到節(jié)能 60%～ 65%的領先指標；從而取代現在通用的建筑物外墻外保溫材料 —— 聚苯材料，克服其易老化的重大缺陷；如果這種高保溫隔熱的充氣石膏板能開發(fā)成功，它的經濟效益和社會效益將無法估量！目前，這種高保溫隔熱充氣石膏板的研究工作主要是： 充氣石膏板連續(xù)成型設備的研發(fā)及其與連續(xù)式水熱法生產出的高強石膏漿液澆注過程的銜接工藝設計，另外是高強石膏漿液的各種添加劑的選擇與配比。 石膏纖維 石膏纖維簡介 石膏纖維又名石膏晶須，它指具有均一的橫截面、完整的外形、完善的內部結構，長徑比達到 5～ 1000 甚至更高的纖維狀單晶體。晶須的長度一般為 10～1000μ m，直徑一般在 ～ 10 μ m，最典型晶須的直徑在 1 μ m左右。目前已經工業(yè)化生產的晶須有碳化硅、氮化硅、氧化鋁、鈦酸鉀、硫酸鈣（石膏）晶須等；它們的突出特點是其強度極高，可以作為復 合材料的增強組元使用。就目前世界高新技術領域分析，在所有纖維材料的大家族之中，雖然不能說石膏纖維是各項性能最好的，但它確實是所有纖維材料中生產工藝最簡單、生產技術最成熟、生產成本最低的；因此，它必然會得到更快速更廣泛的推廣應用。 石膏纖維用作中等強度的填充劑，特別是細徑纖維的補強效果與其它高性能纖維的增強效果相同，但價格僅為碳化硅纖維的 1/300～ 1/1000；與塑料配合使用時，可提高抗拉強度、彎曲強度、彈性率和熱變溫度；也可代替石棉作摩擦材料、建筑材料、保溫材料。另外，石膏纖維還具有良好的電特性、阻燃性 、耐熱性、絕