【正文】 年酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)工業(yè)目標(biāo)》，要求各地市完成本地區(qū)的二氧化硫污染綜合防治規(guī)劃； （4）2001年4月，國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局制定了國(guó)家環(huán)境科技發(fā)展“十五”計(jì)要，重點(diǎn)之一是“在‘九五’的基礎(chǔ)上，繼續(xù)開展火電廠煙氣脫硫工藝與裝備的研究開發(fā)，大力發(fā)展應(yīng)用高新技術(shù)脫硫、除塵新工藝，并開展產(chǎn)業(yè)化示范； （5）2002年1月30日，國(guó)家環(huán)?？偩帧?guó)家經(jīng)貿(mào)委、科技部聯(lián)合發(fā)布了《燃煤二氧化硫排放污染防治技術(shù)政策》； （6）2003年1月1日，我國(guó)的《潔凈生產(chǎn)促進(jìn)法》開始實(shí)施。新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不同時(shí)段的火電機(jī)組的粉塵、二氧化硫、氮氧化物的最高排放濃度的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)的修改和時(shí)段的規(guī)定，使電廠看到了環(huán)保日趨嚴(yán)格的發(fā)展趨勢(shì)，脫硫脫硝治理由觀望變成行動(dòng)； （8）《中國(guó)21世紀(jì)人口資源環(huán)境與發(fā)展白皮書》；1997年中共十五大把可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略確定為“我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)中的必須措施”；2002年中共十六大把“可持續(xù)發(fā)展能力不斷增強(qiáng)”作為全面建設(shè)小康社會(huì)的目標(biāo)之一； （9）國(guó)務(wù)院《關(guān)于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的指導(dǎo)意見》將電力行業(yè)列為我國(guó)當(dāng)前開展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)領(lǐng)域之一；《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》則明確要求電力企業(yè)組織編制行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)推進(jìn)計(jì)劃； 圖11酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)劃分方案示意圖 綜合利用的發(fā)展前景 燃煤發(fā)電在電力工業(yè)中的前景 “十二五”期間，全國(guó)規(guī)劃煤電開工規(guī)模3億千瓦，占66%；，占52%。2020 。 煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展SO2控制技術(shù)的研究從20世紀(jì)初至今已有近100年的歷史。進(jìn)入70年代以后，SO2控制技術(shù)逐漸由實(shí)驗(yàn)室階段轉(zhuǎn)向應(yīng)用性階段。這些技術(shù)概括起來可分為三大類：燃燒前脫硫、燃燒中脫硫及燃燒后脫硫。煙氣脫硫技術(shù)（Flue Gas Desulfurization）是世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方法，也是控制SO2污染的效率最高和最主要的技術(shù)手段。（1）干法煙氣脫硫技術(shù)（DFGD） 脫硫反應(yīng)和產(chǎn)物處理均在干狀態(tài)下進(jìn)行。干法煙氣脫硫技術(shù)由于能較好地回避濕法煙氣脫硫技術(shù)存在的腐蝕和二次污染等問題，近年來得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用。濕法煙氣脫硫工藝是目前世界上應(yīng)用最廣的FGD工藝，該工藝主要使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸鈉(Na2CO3)等作為脫硫劑，在反應(yīng)塔中對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌，從而除去煙氣中的二氧化硫。在濕狀態(tài)下脫硫在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的半干法，以其既有濕法脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高的優(yōu)點(diǎn)，又有干法無污水廢酸排出、脫硫產(chǎn)物易于處理的好處而受到人們的關(guān)注。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。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。 （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。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，上述問題正隨著時(shí)間的推移而逐步得到解決。目前我國(guó)脫硫市場(chǎng)所存在的問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。(2)用于制造石膏砌塊。石膏砌塊的生產(chǎn)要求大量的晾曬場(chǎng)地，占地面積過大，不適宜我們集團(tuán)。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題，工藝不成熟，有待進(jìn)一步開發(fā)新技術(shù)。(5)用作土壤改良劑。這一方法雖具理論可行性，實(shí)踐上還有很多問題有待解決。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。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。 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。(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。(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。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。石膏的化學(xué)名稱為二水硫酸鈣，化學(xué)分子式為CaSO4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(CaSO4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。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。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。日前,我國(guó)約有80%左右的石膏用作水泥緩凝劑。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)。石膏在造紙、油漆、橡膠、化工、塑料、紡織工業(yè)中用作填料。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。不同用途對(duì)石膏的種類、含量有不同的要求，詳見表21。醫(yī)用及食品用石膏對(duì)As、S、Se、Cr、F、Cl、MgCl2的含量。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。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))已探明有石膏資源，其中儲(chǔ)量超過10億噸的9個(gè)省(市自治區(qū))依次是山東()，內(nèi)蒙古()，青海()，湖南()，湖北()，寧夏()，西藏()，安徽()，江蘇()，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。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%。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%)。2H2OCaSO4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。利用石膏可以制作一系列產(chǎn)品：(1)石膏板。(2)石膏砌塊。(3)粉刷石膏。(5)石膏線角。(7)石膏粘結(jié)劑。(9)加氣混凝土外加劑。生石膏干法鍛燒工藝為:生石膏從采場(chǎng)運(yùn)來后先經(jīng)過儲(chǔ)存和精選，以保證給料連續(xù)和質(zhì)量穩(wěn)定。通過控制窯的溫度，可分別生產(chǎn)β型半水石膏、無水石膏及過燒石膏。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)。2. 石膏生產(chǎn)常用技術(shù)設(shè)備石膏破碎常用的設(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。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)。濕法鍛燒設(shè)備有臥式、立式蒸壓釜，硫化罐等。(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。石膏的生產(chǎn)能耗僅為水泥的l/4，石灰的l/3。(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。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以上。(5) ~，水化硬化后大量游離水在干燥過程中蒸發(fā)，制品中留下大量孔隙。(6) 石膏建材制品生產(chǎn)速度快，施工效率高，基本上屬干作業(yè)。 因此，可以說建筑石膏是能真正實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)的綠色建材、生態(tài)建材、環(huán)保建材，是可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的，安全、舒適、環(huán)保的建筑材料。在美國(guó)，大部分石膏被用作制造住宅、辦公樓以及商用建筑用的石膏墻板和石膏灰泥。石膏板（178。世界主要石膏生產(chǎn)國(guó)石膏產(chǎn)量根據(jù)USGS“礦物年鑒”的數(shù)據(jù)稱2004年全球開采且消費(fèi)的天然石膏達(dá)到10600萬噸。全球石膏的主要應(yīng)用領(lǐng)域2010年全球石膏在主要應(yīng)用領(lǐng)域的用量及其所占比例參見表23所示。中國(guó)50%以上用于水泥、石膏板、陶瓷行業(yè)（約3230萬t）；其余用于農(nóng)業(yè)等（約3000萬t）。 由表23可知，全球石膏的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樗嘁约笆喟寮笆嗷夷?，約占90%左右；用作農(nóng)業(yè)以及其他領(lǐng)域?yàn)?0%左右。上述7家公司主導(dǎo)世界的石膏板產(chǎn)業(yè)。三家美國(guó)公司(USG，NatinoalGPyusm和GeorgiaPacfic)和日本的Yosllino公司僅僅在本國(guó)建石膏板生產(chǎn)工廠。全球石膏板生產(chǎn)分布世界石膏板的生產(chǎn)裝置主要集中在北美、西歐和日本。左右，新增加的石膏板生產(chǎn)線主要在美國(guó)，大部分以脫硫石膏為原料。2004年世界主要石膏板生產(chǎn)國(guó)家及其所占比例見圖23。 由圖可知，我國(guó)普通天然石膏的主要應(yīng)用領(lǐng)域在水泥行業(yè)，纖維石膏主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)。據(jù)報(bào)道，歐洲三大石膏公司英國(guó)的BPB公司、法國(guó)的Lafarge公司和德國(guó)的Knauf公司均在中國(guó)有較人的投資。我國(guó)主要石膏板生產(chǎn)企業(yè)見表24。/年1北新建材(集團(tuán))有限公司5000萬2上海拉法基小野田石膏建材有限公司2500萬3可耐福石膏板(蕪湖)有限公司2000萬4可耐福石膏板(大津)有限公司6000萬5山東泰和集團(tuán)25000萬 國(guó)內(nèi)外合成石膏應(yīng)用現(xiàn)狀 國(guó)外應(yīng)用概況 合成石膏是作為減少燃煤電廠煙氣二氧化硫排放的煙氣脫硫(FGD)系統(tǒng)的副產(chǎn)品。合成石膏也可由各種其它的酸中和工業(yè)過程而制得。合成石膏的主要品種及產(chǎn)量分別為：磷石膏，年產(chǎn)量可能己超1億噸。欽石膏，年產(chǎn)量為600700萬噸。商業(yè)應(yīng)用的合成石膏，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，估計(jì)為2000萬噸，大部分為煙氣脫硫石膏。此外，不同用戶、不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)γ摿蚴嗟念w粒大小、飛灰含量、晶型以及顏色也有不同的要求。雜質(zhì)含量偏高對(duì)脫硫石膏的應(yīng)用的危害：水分含量大于14%的脫硫石膏基本無法再加工；氯化物含量偏高，在建筑制品中容易使鐵釘產(chǎn)生銹蝕；鉀、鈉、鎂含量偏高，容易使石膏產(chǎn)品表面結(jié)鹽霜，產(chǎn)生粉化效應(yīng)，以致使紙面石膏板面紙脫落；亞硫酸鹽含量偏高，也無法利用。我國(guó)能夠提供的天然石膏看來是不足的，很可能利用人量的磷石膏和其他合成石膏作為水泥的緩凝劑或其他石膏建材產(chǎn)品。石膏板項(xiàng)目。脫硫石膏在重慶地區(qū)止逐漸替代部分天然石膏。該地區(qū)有大小水泥廠十多家，每年用作水泥緩凝劑的石膏就需50萬噸。法國(guó)石膏業(yè)巨頭拉法基在重慶市場(chǎng)推銷產(chǎn)品的同時(shí)已把目光投向脫硫石膏，建設(shè)脫硫石膏制品廠。拉法基博羅亞洲公司再次投資約3000萬美元，從而使其在中國(guó)的石膏板年產(chǎn)能從原有的3500萬平方米提高到超過7000萬平方米，以適合中國(guó)市場(chǎng)近5年來每年15%的持續(xù)增長(zhǎng)。石膏板項(xiàng)目，其裝備水平較高，制粉系統(tǒng)采用國(guó)際上最先進(jìn)的一次鍛燒工藝，制板系統(tǒng)成型工藝采用美國(guó)BMH技術(shù)與設(shè)備，烘干系統(tǒng)采用燃?xì)鉄犸L(fēng)系統(tǒng)，生產(chǎn)了石膏板百分之百利用電廠煙氣脫硫石膏為原料生產(chǎn)石膏板，為長(zhǎng)三角缺乏天然石膏資源而具備脫硫石膏資源的城市起到了示范作用。計(jì)算，每年可有效利用脫硫石膏60萬噸左右?？梢姡覈?guó)脫硫石膏主要用途為制作石膏灰泥、石膏板材以及用作水泥緩凝劑。石膏產(chǎn)量為6080萬此。部分脫硫石膏出售給電廠附近的江津水泥廠，代替天然石膏用作水泥緩凝劑；出售給安徽、上海等地的外資企業(yè)生產(chǎn)紙面石膏板。產(chǎn)210t/a萬血脫硫石膏。主要用于國(guó)內(nèi)建材、水泥制造等領(lǐng)域。/h煙氣，簡(jiǎn)易石灰石/石膏法脫硫工藝，日本電源開發(fā)和日立公司技術(shù)負(fù)責(zé)。4北京第一熱電廠石膏產(chǎn)量為4t/a。m179。5廣東連州發(fā)電廠2125MW機(jī)組，石灰/石膏濕法脫硫，由奧地利能源公司提供供供系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備。脫硫石膏產(chǎn)量為4萬噸我國(guó)脫硫石膏的科研現(xiàn)狀隨著我國(guó)脫硫市場(chǎng)的發(fā)展，近年來我國(guó)的許多高校和研究單位，例如重慶大學(xué)、浙江大學(xué)、華中理工大學(xué)等對(duì)煙氣脫硫石膏的性能及其在水泥緩凝劑、括墻膩?zhàn)印⑹嗥鰤K、脫硫石膏刨花板、改良強(qiáng)度蘇打鹽漬王、固結(jié)全尾砂和制備α石膏粉等應(yīng)用方面進(jìn)行了研究。煙氣脫硫石膏的性能達(dá)到或超過天然石膏，可廣泛用于水泥緩凝劑、石膏建筑材料等的生產(chǎn)。在國(guó)外特別是歐洲，絕大部分的脫硫石膏被廣泛應(yīng)用于建材行業(yè)生產(chǎn)建筑石膏粉、α一半水石膏粉、水泥緩凝劑、石膏制品、石膏砂漿等石膏建材產(chǎn)品。但可以預(yù)見，脫硫石膏的生產(chǎn)與應(yīng)用蘊(yùn)藏著巨大的市場(chǎng)機(jī)遇，在不久的將來一定會(huì)有大量的脫硫石膏代替天然石膏生產(chǎn)建材制品，特別是對(duì)于那些天然石膏匱乏而具有脫硫石膏資源的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)例如浙江省、上海市等省市更加如此。這些中國(guó)專利涉及的研究方向?yàn)椋豪妹摿蚴嚅_發(fā)混凝土膠凝材料、β型半水石膏、α一半水石膏、石膏陶瓷、石膏空心條板，硫酸鉀、沙漠保水劑以及土壤固化劑等。許多煙氣脫硫方法被開發(fā)以適應(yīng)不同場(chǎng)合。當(dāng)使用石灰石或者石灰做吸收劑時(shí)，在一定上藝下可得到滿足建材行業(yè)使用的脫硫石膏。顏色星白色或灰色，其中二水硫酸鈣含量較高，一般都在90%以上，含游離水一般在10%~15%，其中還含有飛灰、有機(jī)碳、碳酸鈣、亞硫酸鈣以及由鈉、鉀、鎂的硫酸鹽或氯化物組成的可溶性鹽等雜質(zhì)。化學(xué)組成及細(xì)度在煙氣脫硫過程中，為了提高煙氣脫硫效率，技術(shù)上對(duì)用于煙氣脫硫的石灰石(或石灰粉)中的氧化鈣含量有較高的要求，這在客觀上保證了脫硫石膏化學(xué)成分的穩(wěn)定。表26天然、脫硫石膏化學(xué)成分及細(xì)度項(xiàng)目CaOSiO2Al2O3SO3Fe2O3MgOLoss篩余（45μm）%天然石膏脫