烟气脱硫石膏废渣的综合利用

1、烟气脱硫石膏废渣的综合利用湿式石灰石一石膏法是目前应用最广泛的一种烟气脱硫工艺。采用湿式脱硫法处理烟气将产生大量的脱硫石膏，脱硫石膏的处理和综合利用是影响我国推广湿式脱硫技术的关键因素之一。随着我国烟气脱硫工艺的大规模投运，燃煤电厂将要排放越来越多的脱硫石膏，目前相当一部分还是以堆储为主，已成为火电厂继粉煤灰后的第二大固体废物，不仅占用土地资源，且对环境不利。如能将其充分利用，代替一部分天然石膏不仅能节约自然资源而且能使得电厂固体废物资源化。将脱硫石膏综合利用，逐步达到工业生产应用，可以将产生电厂效益、环境效益、社会效益统一，非常符合我国可持续发展的战略。1、 脱硫石膏的品位表1和表2中分别列

2、出了脱硫石膏和天然石膏的化学和颗粒组成。由表中数据可以看出，二者的化学成分很相近，主要成分均为二水硫酸钙晶体CaSO4·2H2O。烟气脱硫石膏品位优于多数商品天然石膏，其主要杂质为碳酸钙，有时还含有少量粉煤灰。当石灰石纯度较高时，脱硫石膏纯度一般在90%95%之间，含水率一般为10%15%。脱硫装置正常运行时产生的脱硫石膏近乎白色，有时随杂质含量变化呈黄白色或灰褐色，当除尘器运行不稳定，带进较多飞灰等杂质时，颜色发灰。脱硫石膏颗粒直径主要集中在30mm50mm之间，与天然石膏相比较细。天然石膏粉碎后，粒度约为140m。表1 脱硫石膏与天然石膏的化学组成 名称CaOSiO2Al2O3S

3、O2Fe2O3MgONa2OK2OH2O天然石膏35.183.50.4938.840.141.680.690.0916.91脱硫石膏35.131.010.3942.740.100.200.900.1019.67表2 脱硫石膏与天然石膏的颗粒组成 粒径m>9070-9045-7032-4524-3216-2412-16<12天然石膏1.556.1115.0536.2118.176.479.6921.80脱硫石膏0.050.1013.4139.0722.0310.483.6910.022、 国内外脱硫石膏的利用现状国外利用现状：日本和德国是世界上脱硫石膏主要的生产国和利用国，其次为美国

4、、英国、奥地利和荷兰。日本自1975 年以后脱硫石膏的利用比例逐年上升，每年产生500 万 t 左右的脱硫石膏全部得到利用，用于生产建筑制品和作水泥缓凝剂。建筑制品主要是纸面石膏板和石膏矿渣板。日本传统的建筑结构几乎都是采用木材，近几年已重视使用脱硫石膏板做建筑材料，人均年消耗量达到 5.3 m2。日本规定，凡利用国库补助的住宅建设，其防火材料必须用石膏板做内墙防火板。德国脱硫石膏产量近年已增到600 万 t ，几乎所有需用石膏的企业都使用脱硫石膏，主要是生产建筑制品和作水泥缓凝剂。为便于大量利用脱硫石膏，德国两个主要石膏制品公司已将部分生产厂迁至电厂附近。美国已开始重视脱硫石膏利用，但因其多

5、数电厂与石膏公司相距较远(数百英里)，加之该国有丰富便宜的天然石膏资源，故脱硫石膏应用增长比较缓慢。英国石膏主要来源包括天然石膏、进口石膏和工业副产品石膏。目前其天然石膏资源已接近枯竭，脱硫石膏的使用量稳步增长，1996 年用量达 81 万t。目前已有不少国家制定了建筑法规，提倡将新建住宅或旧房改造成生态建筑，而脱硫石膏的应用就符合这一要求。国内利用现状：珞璜电厂是国内最早产生脱硫石膏的电厂，1994 年该厂一期脱硫石膏性能试验结果表明，完全可以替代天然石膏使用。1992 年以来，重庆大学、重庆市建筑科学研究院等研究开发出许多脱硫石膏产品，并形成了稳定的市场份额，其在重庆地区正逐渐取代天然石膏

6、。珞璜电厂两期 4×360MW 机组年产生 80 万 t 脱硫石膏，重庆电厂 2×200 MW机组年产生 20 万 t 脱硫石膏，共计 100 万 t。该地区有大小水泥厂十多家，每年用作水泥缓凝剂的石膏就需 50 万 t。重庆地区石膏制品企业现已初具规模，市售产品包括纸面石膏板、纤维石膏板、石膏砌块和石膏条板等，有些产品如纤维石膏板科技含量较高。太原第一热电厂烟气脱硫石膏的综合利用工程被称为国内示范工程。该厂具有烟气脱硫石膏自动化加工生产线，所生产的半水脱硫石膏达到 GB 776 - 88建筑石膏优等品技术指标。2000 年，他们以半水脱硫石膏为主要原料，采用立模成型、液压

7、顶升工艺生产砌块，形成具有一定规模的全自动石膏砌块生产线，产品达到我国建材行业标准 JC/T 668 - 1998石膏砌块各项技术性能要求，主要用作框架结构和其他结构的非承重墙体。国华北京热电厂新建 3、4 号锅炉烟气脱硫装置于2000 年 10 月投入使用。他们采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，并引进德国沙士基打公司的生产线对脱硫石膏进行综合利用，将脱水后的二水石膏炒制成半水石膏，再加工成石膏板、石膏砌块作为建筑材料。所生产的脱硫石膏砌块符合德国 DIN 18163 及其它国际标准规定的尺寸、密度和断裂强度要求，主要作为建材预制构件用于室内非承重墙，是全国第一家利用湿法烟气脱硫石膏生产出石膏板的

8、工程。北京第一热电厂在烟气脱硫装置中引进国外脱硫石膏工艺，年产 30 万 m3 石膏砌块。该装置可满足两期工程4×410 t/ h 锅炉年产脱硫石膏处理量。杭州半山电厂脱硫石膏供附近中小纸面石膏板厂和石膏空心砌块生产企业使用，在价格和质量上远优于天然石膏，脱硫石膏销路很好。3、脱硫石膏的利用途径脱硫石膏经过工业处理之后，与天然石膏性能类似，可以应用于下列领域。(1)作水泥缓凝剂。脱硫石膏不含有对水泥性能有负面影响的杂质，适宜作水泥缓凝剂；脱硫石膏能正常调节水泥凝结时间，掺人3 5脱硫石膏，各种水泥凝结时间均能满足国家标准要求；脱硫石膏中含有的CaCO3 和少量可溶性盐，对促进水泥强度

9、有利。硅酸盐水泥中一般加入5 左右的石膏来调节水泥凝结时间。(2)制作防水纸面石膏板和纤维石膏板。纤维石膏板是以石膏粉为主要原料，以木材纤维为加强筋，配以适量的化学添加剂。该板强度高，握钉力强，具有良好的防潮性能。(3)生产石膏矿渣板。这种板材具有轻质、耐火、可加工等特点，特别是具有很好的耐水性能，故可用于厨房、厕所、浴室的隔墙或天花板等。(4)生产石膏空心条板。可生产石膏硅酸盐、石膏珍珠岩、石膏粉煤灰陶粒空心条板。(5)粉刷石膏。它是一种高效节能的新型抹灰材料，代替传统的水泥、石灰抹灰。粉刷石膏是脱硫石膏脱水干燥后，分别进行低温和高温煅烧而成为基础石膏，再加以砂子或膨胀珍珠岩组合而成。(6)

10、 一高强石膏。比一般建筑石膏强度高57倍，广泛用于陶瓷模型、铸造、精密铸造及建筑艺术等。在日本，此种石膏的应用极广。(7)自流平石膏。2040 em厚的自流平石膏可作房屋地面底层的防潮层、楼板底层的隔音层和屋面底板的隔热层。(8)用脱硫石膏制硫酸铵。利用碳酸钙在氨溶液中的溶解度比硫酸钙小得多的特性，硫酸钙易转化为碳酸钙，经过转化，可以将价值较低的碳酸铵转化为价值较高的、营养成分较多的硫铵肥料。(9)改良土壤。同一种土壤的改良效果随脱硫石膏施放量增加而增加。4、脱硫石膏利用中存在的问题脱硫石膏资源化大规模利用在我国是一个尚未解决的问题，这主要是由以下方面造成的：（1）天然石膏资源丰富我国除了浙江

11、、福建、黑龙江三省外的所有地区都有非常丰富的天然石膏资源，已探明的天然石膏储量大约为570 亿 t，居世界首位。这使得脱硫石膏在成本及技术上没有优势，应用受到严重阻碍。（2） 缺乏脱硫石膏相应的法规和政策在脱硫石膏的主要生产国，均以法律法规明确规定了脱硫石膏应用的地位，以新技术和新工艺为保障，实现了以经济和自然环境标准为基础决定可赢利的方法，保证脱硫石膏的资源化利用。但我国在这一领域尚缺乏相应的对策和措施。（3） 缺乏脱硫石膏相应的标准脱硫石膏可作为优质建筑材料在欧洲和日本得到了公认，但在我国没有与脱硫石膏应用相适应的标准，因此一些石膏制品生产商和用户拒绝使用脱硫石膏，是脱硫石膏资源化利用的障

12、碍之一。（4） 缺乏必要的技术保障发达国家在脱硫石膏资源化利用过程中投入了大量研究，并由此开发新技术和新工艺。我国石膏建材行业只有几十年的历史，设备和工艺落后，缺乏对含水粉状脱硫石膏进行干燥及高温煅烧的设备，无法对脱硫石膏进行深加工和应用；此外，缺乏对脱硫石膏的完整认识及相关的处理处置新技术、新工艺和应用经验，因此无法建立必要的市场、效益观念和营销手段，脱硫石膏资源化利用在我国还没有形成一条好的出路。（5） 缺乏脱硫石膏再利用的观念公众普遍认为，脱硫石膏是一种工业废渣，在使用过程中可能对人体产生危害，加之我国天然石膏储量丰富，因此拒绝使用脱硫石膏是一种普遍的公众心理。造成这种现象的原因是缺乏有说服力的鉴定性工作，没有令公众信服的可靠的技术文件，这是与