【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 藝 —— 蒸壓法相比，它減去了干燥、壓塊、蒸壓反應(yīng)后的再破碎這些往 復(fù)工藝過(guò)程；即減少了設(shè)備投資和工藝環(huán)節(jié)，又降低了能耗和加快了生產(chǎn)效率；目前，已利用這項(xiàng)技術(shù)和相應(yīng)設(shè)備，以脫硫石膏為原料生產(chǎn)出了合格的高強(qiáng)石膏粉?！叭忾]式熟石膏粉生產(chǎn)工藝”還具有以下特點(diǎn)：（ 1）工藝簡(jiǎn)潔，集烘干、煅燒、蒸壓反應(yīng)為一體；（ 2）同一設(shè)備能生產(chǎn)多種產(chǎn)品（建筑石膏、高強(qiáng)石膏、陶模石膏）；（ 3）無(wú)需除塵設(shè)備，潔凈生產(chǎn)；（ 4）壓力炒鍋沒(méi)有熱空氣排出，與其它采用蒸汽熱源的熟石膏生產(chǎn)設(shè)備相比，可降低熱耗 40%70%，從而產(chǎn)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(qǐng)參看 《石膏建材》 2021 年第一期 21 頁(yè)）。設(shè)計(jì)依據(jù)與環(huán)境評(píng)估 1）、新型建材及制品發(fā)展導(dǎo)向目錄（國(guó)家建筑材料工業(yè)局《建材規(guī)劃發(fā)[1999]163 號(hào)文》） 2）、財(cái)政部國(guó)家稅務(wù)總局關(guān)于資源綜合利用及其他產(chǎn)品增值稅政策問(wèn)題的通知（財(cái)稅 [2021]198 號(hào)） 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(guó)財(cái)政部國(guó)家稅務(wù)總局 [2021]） 環(huán)境評(píng)估。本項(xiàng)目原材料就地取材，廢物再利用，屬綠色環(huán)保項(xiàng)目。 用脫硫石膏生產(chǎn)高強(qiáng)石膏設(shè)備的市場(chǎng)分析 由于我國(guó)高品位的天然石膏儲(chǔ)量小、產(chǎn)地遠(yuǎn)離消費(fèi)地 ；而脫硫石膏品位高、地域分布又很均勻；另外，高強(qiáng)石膏的應(yīng)用領(lǐng)域又更加廣闊；因此用脫硫石膏取代天然石膏生產(chǎn)高強(qiáng)石膏必然是大勢(shì)所趨；如果按每萬(wàn)噸高強(qiáng)石膏生產(chǎn)設(shè)備的市場(chǎng)價(jià)為 100 萬(wàn)元，這個(gè)市場(chǎng)總量就可達(dá)數(shù)十億元。 第七章、石膏砌塊生產(chǎn)設(shè)備的市場(chǎng)分析 目前，國(guó)內(nèi)石膏砌塊生產(chǎn)企業(yè)普遍規(guī)模較小，生產(chǎn)設(shè)備以全自動(dòng)單機(jī)組或手工機(jī)組為主，全自動(dòng)單機(jī)組年產(chǎn)可達(dá) 12 萬(wàn)平方米左右，它是將澆注、凝固、脫模合并在 1 臺(tái)機(jī)組中進(jìn)行，由于受熟石膏粉化學(xué)特性的制約，等待石膏凝固的時(shí)間 6～ 10分鐘遠(yuǎn)大于注漿 1分鐘、脫模 2分鐘的時(shí)間，下次注 漿必須等上次澆注、凝固、脫模、復(fù)位后，共需 15 分鐘左右才能進(jìn)行下一次生產(chǎn)；各道工序生產(chǎn)能力不配套，生產(chǎn)呈斷續(xù)性進(jìn)行，致使生產(chǎn)效率低，綜合成本高。為了克服傳統(tǒng)石膏砌塊生產(chǎn)設(shè)備的上述缺點(diǎn)，國(guó)內(nèi)有企業(yè)發(fā)明了連注式石膏砌塊生產(chǎn)線，將注漿、凝固、脫模相分離，在移動(dòng)中完成水化反應(yīng)，使攪拌注漿、水化凝固、脫模成型同時(shí)進(jìn)行， 這種生產(chǎn)線的產(chǎn)量不受石膏凝結(jié)時(shí)間快慢的影響；從而設(shè)備性價(jià)比高，生產(chǎn)出的石膏砌塊成本低；其配套模具及相關(guān)部件還可根據(jù)用戶要求調(diào)整更換，滿足市場(chǎng)需求的變化而生產(chǎn)出不同的砌塊種類(lèi)及規(guī)格（厚度）；年產(chǎn)量可 達(dá) 60 萬(wàn)平方米，其價(jià)格僅相當(dāng)于同產(chǎn)量規(guī)模的二分之一。 隨著建筑市場(chǎng)對(duì)石膏砌塊優(yōu)良性能的認(rèn)可、市場(chǎng)需求量的增大，原有小規(guī)模的生產(chǎn)已經(jīng)不能滿足較大建筑工地的施工進(jìn)度；因此，更經(jīng)濟(jì)、更迅捷的、可更換規(guī)格的連注式石膏砌塊生產(chǎn)線最有發(fā)展前景；我們按每 60 萬(wàn)平方米（約 6萬(wàn)立方米）的連注式石膏砌塊生產(chǎn)線售價(jià) 200 萬(wàn)元計(jì)算，單機(jī)組和連注式生產(chǎn)線各占石膏砌塊生產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)的一半，單機(jī)組的市場(chǎng)額為 20 億，而連注式生產(chǎn)線的市場(chǎng)額為 10 億。 第八章、環(huán)保政策對(duì)熟石膏粉生產(chǎn)設(shè)備的要求 我國(guó)東部地區(qū)已嚴(yán)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(shí)又排放二氧化硫。因此，熟石膏粉（它包括建筑石膏和高強(qiáng)石膏）的生產(chǎn)設(shè)備只能采用重油、天然氣、煤氣或電廠的過(guò)熱蒸汽；但前三種燃料受價(jià)格和地域分布的局限，難以普及；然而做為脫硫石膏，主要產(chǎn)生在燃煤電廠，因此采用電廠的過(guò)熱蒸汽做生產(chǎn)熟石膏粉設(shè)備的熱源最為理想。不過(guò)對(duì)于蒸汽來(lái)說(shuō)，它的熱能釋放并不是隨溫度的變化均勻分布，而是當(dāng)蒸汽轉(zhuǎn)化冷凝成水時(shí)， 85%的熱能才能釋放出來(lái)。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(zhuǎn)化為液態(tài)水時(shí)，釋放出的熱能占蒸汽總熱能的 %。不同溫度的過(guò)熱蒸汽和100℃熱水的熱焓值，所以，在熟石膏粉生產(chǎn)過(guò)程中，如果要最大限度地利用過(guò)熱蒸汽的熱能，就必須獲得過(guò)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(chǎn)中，成為有效能源。另外，生產(chǎn)熟石膏粉需要一定的溫度范圍， 一般工業(yè)常見(jiàn)的石膏脫水轉(zhuǎn)變溫度 注：此圖摘自中國(guó)建材工業(yè)出版社出版的《石膏建筑材料》第 73 頁(yè)，由武漢工業(yè)大學(xué)岳文海教授所著 而過(guò)熱蒸汽的換熱溫度如果按排出 100℃的熱水考慮，過(guò) 熱蒸汽的熱交換平均溫度（℃）可通過(guò)公式（ 1）來(lái)概算： 換熱溫度 =（過(guò)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(jié)上述數(shù)據(jù)，可以通過(guò)下面的計(jì)算得到 250℃的過(guò)熱蒸汽、能效最大時(shí)所提供的熱交換平均溫度為： （ 250+100）247。 2 +100 =（℃） 過(guò)熱蒸汽為 300℃時(shí)，則為： （ 300+100）247。 2 +100 =（℃） 由此可見(jiàn)，過(guò)熱蒸汽在 250℃ ~300℃時(shí)，只能滿 足生產(chǎn)α 半水石膏（即高強(qiáng)石膏）的溫度條件；如果要生產(chǎn)β 半水石膏（即建筑石膏）就必須解決熱交換溫度偏低的問(wèn)題。 第九章、脫硫石膏前瞻性的應(yīng)用及其研發(fā)方向 石膏代木產(chǎn)品 —— 高強(qiáng)度纖維石膏板 纖維石膏板簡(jiǎn)介 纖維石膏板（或稱(chēng)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(qiáng)材料的一種新型建筑石膏板材。該產(chǎn)品除具有紙面石膏板的優(yōu)點(diǎn)外，還具有很高的抗沖擊能力，內(nèi)部粘結(jié)牢固，抗壓能力強(qiáng)，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(hù)面紙，其應(yīng)用范圍比紙面石膏板還有所擴(kuò)大，并且更加環(huán)保，這是因?yàn)樯a(chǎn)每平米紙面石膏析消耗 ㎏ (護(hù)面 )紙 ,2021 年我國(guó)產(chǎn)紙面石膏板 9 億多㎡共消耗紙 50 多萬(wàn)噸 (約為 130 多萬(wàn) m?木材 )，而生產(chǎn)一噸紙需消耗 ?木材 ,相當(dāng)于 20 幾棵大樹(shù)，造林成材要經(jīng)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(chǎn)一噸紙約 噸煤 ,相當(dāng)于生產(chǎn)一噸鋼鐵的能耗，同時(shí)還要消耗水 200 m?。 纖維石膏板的用途和市場(chǎng) 纖維石膏板具有相當(dāng)大的應(yīng)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(yù)制板外包覆層、天花板塊、地板、防火門(mén)及立柱、護(hù)墻板以及特殊應(yīng)用，如列車(chē)車(chē)廂隔板及船的隔倉(cāng)板、室外保溫裝飾板等。纖維石膏板還可像木質(zhì)板一樣機(jī)加工，制成各種飾面板、疊層板等用于室內(nèi)的墻壁、家具、地板、屋頂基層及預(yù)制房屋等，而它由于不含甲醛，由全天然材料制成，無(wú)害無(wú)毒是一種綠色建材，并且可代替珍貴的森林資源。 2021 年我國(guó)木質(zhì)人造板產(chǎn)銷(xiāo)量達(dá) 76428 萬(wàn)立方米，其中使用了甲醛類(lèi)膠粘劑 450 萬(wàn)噸，其危害不可忽視；如果纖維石膏板取代 木質(zhì)人造板產(chǎn)銷(xiāo)量的十分之一，每年就可消化一千萬(wàn)噸以上的石膏。 纖維石膏板的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝 傳統(tǒng)工藝主要的缺點(diǎn)是：（ 1）采用干燥的建筑石膏粉再加水而生產(chǎn)，然后再干燥，工藝往復(fù)，能耗大；（ 2）與紙面石膏板相比，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，設(shè)備昂貴，生產(chǎn)成本高；（ 3）本身強(qiáng)度與建筑用木制刨花板的強(qiáng)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(chǎn)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(lián)產(chǎn)石膏制品；這是由于脫硫石膏在產(chǎn)出后含有較大比例的水分，根據(jù)傳統(tǒng)工藝采用脫硫石膏生產(chǎn)石膏制品的過(guò)程是：先 烘干水分，生產(chǎn)出建筑石膏粉，然后再加水，最后經(jīng)攪拌和澆注成石膏制品；而本方案的生產(chǎn)工藝中無(wú)需對(duì)脫硫石膏進(jìn)行烘干，采用“水熱法”脫去脫硫石膏的一個(gè)半結(jié)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(xiàng)技術(shù)方案既節(jié)約工業(yè)用水，也沒(méi)有先干燥、再加水的相反生產(chǎn)工藝，全套技術(shù)既科學(xué)又簡(jiǎn)練，又節(jié)約能源，同時(shí)還節(jié)省干燥設(shè)備及其投資；另外，這種工藝生產(chǎn)出的石膏制品強(qiáng)度高，比傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的纖維石膏板強(qiáng)度高 30%，從而使其用途更加廣泛。由此可見(jiàn)，聯(lián)產(chǎn)石膏制品生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)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(yīng)用與研發(fā) 問(wèn)題的提出 我國(guó)房屋建筑的設(shè)計(jì)使用壽命是 70 年，但當(dāng)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(kāi)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(huì)因更換外保溫隔熱層的費(fèi)用問(wèn)題引起業(yè)主和業(yè)主之間、業(yè)主和房地產(chǎn)開(kāi)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(dá)到國(guó)家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的石膏保溫墻體材料的研發(fā)和推廣應(yīng)用就非常重要和迫切。 不同材料的導(dǎo)熱系數(shù) 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(dǎo)熱系數(shù)高低的主要因素是材料的氣孔率，而材料本身物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)于材料整體的導(dǎo)熱系數(shù)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(dǎo)熱系數(shù)分別是 11 W/(m k)和 27 W/(m k)，均高于石膏的導(dǎo)熱系數(shù)（ ～ W/(m k)）；但由于玻璃微珠的氣孔率遠(yuǎn)高于充氣石膏板的，因此玻璃微珠的導(dǎo)熱系數(shù)僅是充氣石膏板的 17%～ 24%。另外，材料本身物質(zhì)的強(qiáng)度是形成其氣孔率的決定因素 ，材料本身物質(zhì)的強(qiáng)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(dǎo)熱系數(shù)；反之，亦反；例如，可以制成很細(xì)的鋼網(wǎng)，而不能制成很細(xì)的石膏網(wǎng)。上表中，各材料本身物質(zhì)的強(qiáng)度與其導(dǎo)熱系數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系也證明了上述觀點(diǎn)；例如，同是充氣石膏板，由高強(qiáng)石膏生產(chǎn)出的充氣石膏板，其導(dǎo)熱系數(shù)就低于建筑石膏生產(chǎn)出的充氣石膏板；這說(shuō)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(qiáng)石膏的強(qiáng)度是建筑石膏三倍，高強(qiáng)石膏生產(chǎn)出的充氣石膏板的氣孔率高于建筑石膏的；因此，前者的導(dǎo)熱系數(shù)低于后者的。 我們還知道采用水熱法生產(chǎn)出的高 強(qiáng)石膏，其強(qiáng)度又遠(yuǎn)高于蒸壓法生產(chǎn)出的高強(qiáng)石膏，由此可見(jiàn)：如果采用連續(xù)式水熱法生產(chǎn)出的高強(qiáng)石膏漿液直接生產(chǎn)充氣石膏板，不僅可以降低制粉能耗，而還會(huì)進(jìn)一步提高充氣石膏板的氣孔率，從而進(jìn)一步降低現(xiàn)在工藝條件下生產(chǎn)的充氣石膏板的導(dǎo)熱系數(shù)，用于建筑物的外墻保溫，達(dá)到既不增加墻體厚度，又能達(dá)到節(jié)能 60%～ 65%的領(lǐng)先指標(biāo)；從而取代現(xiàn)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(kāi)發(fā)成功，它的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益將無(wú)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(shè)備的研發(fā)及其與連續(xù)式水熱法生產(chǎn)出的高強(qiáng)石膏漿液澆注過(guò)程的銜接工藝設(shè)計(jì)，另外是高強(qiáng)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(jiǎn)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(nèi)部結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)徑比達(dá)到 5～ 1000 甚至更高的纖維狀單晶體。晶須的長(zhǎng)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(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)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(diǎn)是其強(qiáng)度極高，可以作為復(fù) 合材料的增強(qiáng)組元使用。就目前世界高新技術(shù)領(lǐng)域分析，在所有纖維材料的大家族之中，雖然不能說(shuō)石膏纖維是各項(xiàng)性能最好的，但它確實(shí)是所有纖維材料中生產(chǎn)工藝最簡(jiǎn)單、生產(chǎn)技術(shù)最成熟、生產(chǎn)成本最低的；因此，它必然會(huì)得到更快速更廣泛的推廣應(yīng)用。 石膏纖維用作中等強(qiáng)度的填充劑，特別是細(xì)徑纖維的補(bǔ)強(qiáng)效果與其它高性能纖維的增強(qiáng)效果相同，但價(jià)格僅為碳化硅纖維的 1/300～ 1/1000；與塑料配合使用時(shí)，可提高抗拉強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)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