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1、脱硫石膏综合利用脱硫石膏性能及其综合利用粉煤灰综合利用FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION 2004 NO.1研究综述脱硫石膏性能及其综合利用ThePropertiesofComprehensiveUtilizationofDesulphurizationGypsum王方群,原永涛,齐立强(华北电力大学环境科学与工程学院,保定071003)摘 要:对湿式石灰石-石膏法脱硫工艺副产物脱硫石膏的性能进行了分析,对国外脱硫石膏排放和综合利用状况、国内研究现状及综合利用做了介绍,对国内应用所存在的问题做了初步分析并提出了建议关键词:石灰石-石膏湿法脱硫;脱硫石膏
2、;性能;综合利用中图分类号:X773 文献标识码:C 文章编号:1005-8249(2004)01-0041-04目前,我国电力以煤电为主,燃煤电厂发电量约占总发电量的80%。根据我国能源状况,今后相当长时期内以煤电为主的格局难以改变。然而燃煤电厂排放大量二氧化硫,严重污染大气环境,危害人民生活和健康。随着国家环保要求愈来愈严格,火电厂实施烟气脱硫势在必行,而且已成为当前解决二氧化硫污染问题的有效途径。在众多烟气脱硫工艺中,湿式石灰石-石膏法以其稳定、高效等优点成为世界上最成熟、应用最广泛的脱硫工艺。这种工艺会产生大量副产物脱硫石膏。预计到2010年我国脱硫石膏排放量将达到
3、300万吨以上,不仅要占用大量土地,存储管理不善还可能造成二次污染。因此,研究脱硫石膏的性能和应用途径,对石灰石-石膏湿法脱硫工艺具有重要意义。1 烟气脱硫石膏性能1.1 脱硫石膏产生过程石灰石经破碎、制粉、配制浆液进入吸收塔,在吸收塔内烟气中的二氧化硫首先被浆液中的水吸收,再与浆液中的CaCO3反应生成CaSO3,CaSO3氧化后经旋流分离、洗涤和真空脱水,最终生成石膏晶体CaSO42H2O。反应式如下:SO2+H2OH++HSO3CaCO3+2HCa+2+Ca2++SO42-+2H2OCaSO42H2O1.2 脱硫石膏性能脱硫石膏主要成分与天然石膏相同,为二水硫酸钙晶体Ca
4、SO42H2O,呈粉末状。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%。由于其含水率高、粘性强,在装载、提升、输送过程易粘附在各种设备上,造成积料堵塞,影响生产正常进行。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。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。脱硫石膏颗粒直径主要集中在30mm～50mm之间,与天然石膏相比较细。天然石膏粉碎后,粒度约为140μm.2 国外脱硫石膏排放和利用状况2.1 排放状况美国、德国和
5、日本,采用湿式石灰石(石灰)-石膏法脱硫工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的80%以上。1996年,欧洲、美国、日本火力发电厂(以褐煤为燃料)排烟脱硫石膏产量达到1350万吨,到2005年,东欧和西欧的脱硫石膏排量将达到1930万吨。2.2 综合利用情况欧、美、日等国家都非常重视工业副产石膏的综合利用。其脱硫石膏的研究始于70年代末80年代初,+H2O+CO2↑-+2-HSO32O2H+SO4粉煤灰综合利用2004 NO.1FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION研究综述现在已形成较为完善的研究、开发、应用体系。而以日本、德国、美国水平较高,脱硫石膏利用率
6、达到80%～90%。德国是烟气脱硫石膏研究开发和应用最发达的国家,也是最早采用烟气脱硫石膏生产石膏板的国家。德国年石膏需求量为520万t,其中利用脱硫石膏250万t,主要用于生产建筑石膏、夹层石膏板和建筑用构件,目前脱硫石膏逐渐代替天然石膏的趋势已经形成。日本1989年石膏供应量为900万t,其中脱硫石膏200万t(占22%)。目前,德国、日本脱硫石膏年产量分别在350万吨和250万左右,基本上都能综合利用,主要用于生产建材制品和水泥缓凝剂。2.2.1 脱硫石膏在欧洲的利用(1)生产填料和胶结料 将脱硫石膏加工成填料石膏,其细度可达1μm。与由高岭土和方解石加工的填料和胶结料相
7、比,排烟脱硫石膏产品可获得相同或更好的效果,并具有耐光照、耐候、耐洗涤,耐磨擦等重要性能。(2)生产α-半水石膏采用克脑夫方法生产的α-半水石膏,可应用在加工自流平石膏地面和石膏板隔墙的嵌缝工程中,还被制成建筑工程用的天花板,具有隔热、保温和隔声性能。采用Promineral-SLCOWA方法生产α-半水石膏。该法主要应用于褐煤燃烧产生的烟气脱硫石膏。把细的脱硫石膏与填料混合,压制成具有一定强度的砖块,煅烧、干燥后破碎成α-半水石膏。除加工成自流平地面用的α-半水石膏外,还可以生产矿山开采用
