脱硫石膏又称烟气脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏,是对含硫燃料(主要是煤)燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产石膏。
我国在80年代开始实施电厂烟气脱硫示范工程,分别在珞璜电厂、浙江半山电厂、太原*热电厂等建成了烟气脱硫装置,并且取得了良好的效果。“十一五”期间,国家安排221个重点项目,约1.37亿千瓦现有燃煤机组实现烟气脱硫,到2010年末,全国火电厂SO2排放量将由2005年的1300万吨下降到502万吨,下降61.4%,年产生脱硫石膏超过1000万吨,因此脱硫石膏的产量十分巨大,如不能加以利用,将会成为固体废渣的污染。
脱硫石膏与天然石膏不同,天然石膏是在原始状态下天然石膏黏合在一起的;脱硫石膏以单独的结晶颗粒存在。脱硫石膏主要矿物相为二水硫酸钙,主要杂质为石灰石中伴生的相关其他矿物(如碳酸钙、氧化铝和氧化硅、氧化铁、方解石、长石、方美石等),对石膏的建筑性能基本没有影响。烟气脱硫石膏的颗粒大小较为平均,其分布带很窄,颗粒主要集中在(30~60)μm之间,级配远远差于天然石膏磨细后的石膏粉。
脱硫石膏的水化动力学、凝结特征及过程与天然石膏相同,只是速度快;脱硫石膏物化性能与天然石膏基本一致。脱硫石膏中二水石膏(CaSO4·2H2O)的品位可达(90~93)%,游离水含量10%~12%,含碱低,无放射性,有害杂质少,可以代替天然石膏用作建材工业原料。
目前世界上脱硫石膏应用*的国家是日本,其次是德国、法国等欧洲国家。在日本几乎100%的脱硫石膏得到了应用,每年有250万吨,其中95%以上用于石膏板和水泥生产。在德国,石膏新型建筑材料发展迅速,所有的脱硫石膏都得到了应用,每年有350万吨脱硫石膏主要用于生产粉刷石膏和石膏板。在英国,政府制定了强制使用脱硫石膏的法令,脱硫石膏必须优先于天然石膏使用,其主要产品为粉刷石膏和纸面石膏板。美国的脱硫石膏主要用于生产石膏墙板。
1998年山西太原*热电厂对脱硫石膏进行了综合利用生产建筑石膏粉和粉刷石膏,拉开了我国脱硫石膏综合利用工程的序幕。目前国内对脱硫石膏的煅烧和深加工工艺技术装备逐步成熟,脱硫石膏的应用处在非常迅猛发展阶段。没有天然石膏资源的但有大量脱硫石膏的长江三角洲发展*快,上海、浙江和江苏等地有许多新建或筹建以脱硫石膏为原料的大型纸面石膏板生产线。在北京地区和珠江三角洲地区脱硫的膏综合利用也正进行建或规划之中。
3、石膏是建筑石膏的*主要的组份用于生产各种建材石膏制品,主要用于生产粉刷石膏,主要用于生产模型石膏。
建筑石膏与石灰、水泥一同并列为建筑材料中*主要的三种胶凝材料。这三种材料中建筑石膏的煅烧温度*(约170℃),水泥的煅烧温度*(在1450℃),从而石膏煅烧的能耗*,约为水泥的1/4,石灰的1/3。石膏建材生产能耗低,制品具有质量轻、防火、隔音、可调节室内空气湿度,施工便利等优点,在长期使用过程中无有害气体释放,是典型的“绿色建材”。
石膏建材制品的质量取决于建筑石膏粉的质量,而建筑石膏粉的质量是取决于石膏原材料以及煅烧的效率。因此煅烧设备是石膏建材制品企业*关键、*核心的设备。
石膏煅烧设备种类繁多,各国的情况不尽相同。美国二十世纪九十年代之前主要以炒锅为主,为满足纸面石膏板市场持续快速发展的需要,采取了加速生产线%的生产线改成了以彼 特磨、Delta磨为主的快速煅烧设备;英国以炒锅及改进炒锅为主,如连续炒锅、埋入式炒锅、锥形炒锅等,德国为炒锅,回转窑,煅烧一体的彼特磨和气流锤式烘干煅烧磨等。日本有炒锅、直接加热式回转窑及蒸汽间接加热式回转窑等。澳大利亚多用外国引进的煅烧设备,近两年发展了RFC流化床式煅烧炉。从总体水平看,国外的煅烧设备生产规模大(单台产量80t/h)、机械化和自动化程度高,能耗较低,煅烧产品质量稳定。国内现有内、外资大型石膏制品企业,多使用引进的大型连续炒锅、彼特磨、气流式煅烧磨和蒸汽间接回转窑等设备(单台产量*28t/h)。而地方企业多使用内、外烧的回转窑,间歇或连续炒锅,沸腾炉等,且规模较小,配套设施不健全,产品质量不够稳定,能耗偏高。
消化吸收国外先进的技术和装备来发展我国化学石膏的煅烧设备是一种比较好的途径,必需综合考虑原材料特性(磷石膏、脱硫石膏)、使用的燃料(油、天燃气、煤)、终端主导制品(快速的纸面石膏板、慢凝的粉刷石膏)等因素。
目前,我院已经成功开发出炒锅、直接加热式回转窑及蒸汽间接加热式回转窑、气流煅烧系统、沸腾炉等化学石膏处理技术和装备,在工程实际中取得了良好的效果。
石膏建材制品种类繁多。石膏制品主要有纸面石膏板、纤维石膏板、石膏空心条板、各种石膏装饰天花板、石膏砌块及石膏速成墙大板;胶结料有粉刷石膏、石膏嵌缝腻子、石膏粘结剂、浇筑石膏混凝土和自流平石膏等。在众多的上述产品中,纸面石膏板的应用和发展居首位,我国建筑石膏总产量(600万t/a)的65%用于生产纸面石膏板,其次是石膏砌块和粉刷石膏。
