国内外脱硫石膏处理工艺技术现状.doc

国内外脱硫石膏处理工艺技术现状在欧洲、日本或美国，几乎所有的脱硫石膏都应用于建材行业。我国对脱硫石膏的综合处理技术也已经初步成熟。目前在国内外大部分的脱硫石膏用于生产纸面石膏板，而另有相当一部分的脱硫石膏用于水泥缓凝剂。1国内外脱硫石膏处理工艺技术现状从原材料方面来看，脱硫石膏是与天然石膏等效的原材料，但有一定差异。主要表现在原始状态、机械性能和化学成分，特别是杂质成分上的差异，从而导致其脱水特征、力学性能、流变性能等特征上与天然石膏有所不同。脱硫石膏经过干燥、煅烧、冷却、调性后，完全能生产出质量良好的建筑石膏及相关的石膏制品。从石膏生产工艺技术方面来看，脱硫石膏与天然石膏也是宏观上相似，微观上有一定的区别。主要体现在原材料的处理上有所不同，即脱硫石膏湿料的处理和煅烧工艺技术装备上有所区别。在湿料的处理中最主要的设备是湿料仓，湿料仓分为直筒体的储料仓和带曲线形状的出料装置。出料量的大小可调，且能保证连续稳定。在德国由WTW公司生产制造的。杭州中新机电技术有限公司研制的湿料仓和WTW的类似，技术性能也相近。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。因此煅烧是脱硫石膏处理工艺技术中最为关键的。 气流煅烧工艺气流煅烧即热气体与粉料直接接触，二水石膏迅速脱水而成半水石膏。这种方式热利用合理，设备紧凑，使用简单，功效高。德国GRENZEBAC公司及美国BMH公司都有这种设备，前者叫锤式烘干煅烧磨磨，后者称Delta磨。俗称“气流煅烧磨”，这种“磨”采用高速旋转的锤子将物料抛起并击碎、击细，同时与气流相汇，完成干燥、煅烧的过程。上述两个设备中锤体的安装方式，锤头的数量，分级器放置的方向等有所不同，但其工作原理是相同的。锤式烘干煅烧磨集干燥煅烧为一体，是德国GRENZEBAC公司研制的。它是一种热烟气的锤式磨机，磨机最侧部为主传动装置，带动直径600mm的转子高速旋转，转子上有多个交叉分布的锤子。石膏和500600的热气体从上部一侧进喂入磨机内，在离心力作用下，通过粉碎和研磨从另一侧排出，使石膏与热气流直接接触而迅速脱水而成建筑石膏。这种磨可煅烧天然石膏和脱硫石膏。它的特点是：设备体积小，生产效率高，能耗最低，产品质量稳定，适合大型连续生产的石膏制品生产线。国内有这种相类似的设备和工艺，总的来说还是处于研究开发阶段,取得一些成成果,但未达到大规模应用阶段。 回转窑煅烧工艺回转窑内设有许多内管，管内通热烟气、蒸汽或导热油。生石膏均匀地加入回转窑，管束外物料与窑内管束内的热烟气进行间接换热，管束具有非常大的换热面积并随着窑一起转动，对物料能产生强制的搅拌作用。石膏粉在这种机械搅拌力和二水石膏脱水所释放的水蒸气共同的作用下，不断地翻滚并与热烟气充分地进行热交换，使二水石膏脱去结晶水，逐渐变成半水石膏。石膏的煅烧温度约为160，石膏的煅烧周期约为几十分钟。较低的热烟气与石膏之间的温差和较长的石膏停留时间能使熟石膏获得非常好的相组份。比较其他的煅烧设备，多管回转窑的产量是最大的。在德国、法国和日本普遍使用多管回转窑煅烧脱硫石膏。国内在纯碱行业中较早使用这一类的工艺设备；而在石膏行业中国产化多管回转窑的得到了初步的应用并取得了不错的效果。 RBS流化床煅烧工艺RFC流化床式煅烧炉该炉是九十年代澳大利亚RBS速成建筑系统有限公司的产品。流化床式煅烧炉外形为立式园柱体，一侧中部进料另一侧下部进热风，炉体下部称为床，床底部设有气流分配器，使热气流按要求达到不同速度梯度，将石膏粉吹起使之处于悬浮状态，同时进行热交换，（该煅烧炉最大进料粒度10毫米）使二水石膏脱水而成半水石膏。严格控制床层温度和气体压力，料层温度梯度小使床层内二水石膏最大限度地变为半水石膏，保证了产品的质量。据澳方介绍，这种炉可煅烧天然石膏和脱硫石膏，可用任何燃料及热能，加工范围广泛的原料和粒径，并有自洁功能，有严格的煅烧温度控制，产品性能稳定。该炉属低温慢速煅烧，物料温度130150，在炉内停留4050分钟甚至1小时，煅烧产品的相组成大部分为半水石膏，只有极少量的无水石膏和二水石膏，没有无水石膏。 沸腾炉煅烧工艺沸腾炉是立式直筒状容器，在底部装有一个气体分布板，工作时使气流从底部均匀进入床层，床层内装有大量的加热管，管内介质为饱和蒸汽或导热油，石膏颗粒进入炉膛后，遇热呈流态状，同时热量通过管壁传递给管外处于流态化的石膏粉，使之沸腾脱水分解。这一煅烧工艺是国内二十世纪八十年代为配合纸面石膏板生产自行研发制造的。该设备采用低温煅烧，石膏不易过烧，只要料流稳定，出料温度控制适宜，成品大部分均为半水石膏。近年来山东地区应用较多，产品多供纸面石膏板生产线和其它制品。沸腾炉设备小巧，结构简单，能耗较低，热耗约为25万千卡/吨成品，本身的热效率在95以上，使用蒸汽时热效率5767，导热油6776，此炉操作方便，基建投资省，运行费用低， 目前国内的沸腾炉主要应用于煅烧天然石膏，因炉内没有强制性的搅拌装置，有限的气流无法将成团的湿料吹散，料中游离水不能过高，一般控制在5以内。对于煅烧游离水10%左右的脱硫石膏，需要加一套气流烘干装置。沸腾炉煅烧工艺为全国产化技术装备。 炒锅煅烧工艺连续炒锅是带有横穿火管的直园形锅体，由锅外壁、锅底及火管将热量传递给锅内二水石膏，并靠机械搅拌和石膏脱水所产生的水蒸汽及循环热气体的搅动，而呈现流态化状态，在此状况下二水石膏脱水而成半水石膏，借助溢流原理连续出料。锅内物料温度在150左右，物料煅烧时间11.5小时。属于低温慢速煅烧方式。连续炒锅煅烧石膏在国内外，都是成熟技术，生产稳定，易操作，产品质量均衡有保证。若用于脱硫石膏，需增设一套气流干燥装置，以除去10以上的游离水。用连续炒锅煅烧脱硫石膏国内技术都相当成熟。 锥形炒锅煅烧工艺 锥形炒锅是连续炒锅进一步发展的产物，是英国BPB公司研制并获得技术专利权的。与连续炒锅相比，锅体内没有搅拌装置和火管，而外部没有复杂的燃烧室和砖砌体。锥形炒锅的锅体由锥形锅底和圆形锅壁组成，锅体外用100mm厚的岩棉保温，没有砌体。锅体内设燃烧器（或通热气体），可用气体、油或煤作燃料，燃烧的热气体直接喷向物料，使之迅速受热而脱水转变成半水石膏。这种炒锅一次加料量少，但升温快、反应速度快和产量大，而采用直接热交换，热效率非常高。 国内其他煅烧工艺 斯德动态煅烧炉或FC流态化石膏煅烧系统是国内自行研发的煅烧装置。具有投资较省等优点，但生产规模较小、配套设施不够完备。2国内对脱硫石膏处理现有的工作基础1992年重庆市珞璜电厂引进日本烟气脱硫装置, 随后有山西太原第一热电厂、重庆九龙电厂、北京第一热电厂和杭州半山电厂相继建成脱硫装置，他们是属于国内最早生产脱硫石膏的一批电厂。1998年山西太原第一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。改变了电厂自己不进行深加工，直接作为水泥缓凝剂或原材料外销的状况。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最快，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、重庆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。纸面石膏板是脱硫石膏利用的主要行业之一。据统计，2006年我国的纸面石膏板产量（6.57.0）亿平方米，2010年将达到（8.08.5）亿平方米。目前国内纸面石膏板主要五大集团所垄断，即英国的BPB、法国的LAFARGE、徳国的KNAUF、北新建材BNBM、山东泰和集团。在2004年以前，纸面石膏板生产主要用天然石膏作原料，大多分布在石膏矿产资源丰富的地区，随着脱硫石膏处理技术及装备的不断开发，以及脱硫石膏量的激增，2006年以后新建设的纸面石膏板生产线主要用脱硫石膏作原料，部分老厂也相继进行原料改造，将天然石膏处理系统改造为脱硫石膏处理系统。脱硫石膏也较多应用于水泥缓凝剂，但一般都直接提供未经造粒成球（540）mm 处理的脱硫石膏。国内有许多企业利用脱硫石膏生产石膏砌块、粉刷石膏或石膏空心条板等，但存在自动化不高和生产规模较小等特点。 十