脱硫石膏砌块品质的改善.pdf

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1、脱硫石膏砌块品质的改善北京国华杰地动力技术服务有限公司于春洋摘要：烟气脱硫石膏经过炒制获得建筑石膏，但因其相成份的不稳定性和杂质含量与天然石膏不同，对制品（石膏砌块）品质的影响较大，直接关系石膏砌块的质量和使用。“起碱”和“收缩率大”是两个最突出的缺陷，本文作者通过实例及大量的实践经验总结出品质改善的一些方法值得探讨。关键词：脱硫石膏砌块；脱硫建筑石膏；杂质；起碱；品质改善烟气脱硫石膏又称硫石膏或FGD石膏，主要成分为二水硫酸钙，本文所述石膏指经过炒制所得的熟石膏，又称建筑石膏。一、烟气脱硫石膏生成的基本原理：1、烟气中的SO2在石灰石浆液液滴的表面被吸收从而生成亚硫

2、酸并离解：SO2（气相）+H2O→H2SO3（液相）→H++HSO→2H++SO（2-1）2、石灰浆液中的CaCO3溶解后也离解：CaCO3→Ca2++CO（2-2）CO+H2O→OH-+HCO→2OH-+CO2（液相）（2-3）CO2（液相）+H2O→CO2（气相）+H2O（2-4）在吸收塔内鼓入的空气可将生成的CO2带走。3、由于亚硫酸比碳酸酸性强，它很容易与碳酸钙反应生成亚硫酸钙，置换出碳酸，它进一步分解释放出CO2，并被鼓入的空气带走Ca2++SO→CaSO3(2-5)CaSO3+H2O→CaSO3.H2O+H2O(2-6)CO+2H+→H2CO3→CO2(气

3、相)+H2O（2-7）4、亚硫酸钙通过鼓入的空气进行氧化，生成硫酸钙（二水石膏）CaSO3+O2→CaSO4（2-8）5、在石灰石浆液吸收SO2的过程中，由于石灰、烟气及飞灰中存在的物质，如Ca、Mg、SO2、CO2、O2、NOx以及Na、K、Cl等，在溶液中相互作用，使过程变得十分复杂，这主要包括：（1）生成各种中性物质、离子物质及固体物质的反应；（2）离子反应；（3）液—固两相和气—固两相平衡；（4）石灰石循环吸收，在封闭循环中各种盐类的积累。溶解物的浓度与平衡常数、溶度积、溶解度和活性等有关。6、二水硫酸钙经过煅烧（炒制）后绝大部分形成半水石膏。二、杂质对脱硫石

4、膏性能的影响：在脱硫过程中，由于石灰石的性质不良或粒度不合理时，生成石膏的杂质较多，超过一定范围后会影响石膏的质量和使用。在脱硫过程中石灰石颗粒越细，其比表面积越大，反应越充分；石灰石中的杂质成份如石英、陶土矿物质等对脱硫石膏的质量有一定的影响，因此应尽可能提高石灰石的纯度（碳酸钙含量）和合理的细度，才能有利于脱硫石膏的生成，保证脱硫石膏化学成份的稳定。烟气脱硫石膏的杂质主要有害成份有氯化物，氯化物对脱硫石膏的粘结性能影响较明显，在潮湿环境中会加速对钢筋的腐蚀，在加工纸面石膏板时要注意控制限量要求。杂质含量还有可溶于水的镁盐和钠盐，它们不但影响石膏制品的粘结性能，而且

5、在受到潮湿环境影响时会使石膏制品产生“起碱”现象，制品表面粉化、粗糙、严重影响产品质量，所以必须加以控制。另有可燃有机物，可燃有机物是因煤粉燃烧效率低和除尘效率不正常，使烟气中的飞灰沉淀下来存在石膏浆液中，它富集在石膏制品表面，影响石膏制品的粘结强度和外观颜色。烟气脱硫石膏中有一部分碳酸钙以石灰石颗粒形态单独存在，这是由于部分未参加反应得残留颗粒产生，另一部分则存在于石膏颗粒中心部位，这是由于碳酸钙与二氧化硫没有充分反应所致，使部分晶体内部有压力的存在，对石膏制品内应力的存在应采用“粉磨”改性来减小影响。其次是氧化铝、氧化硅、氧化铁，它们对脱硫石膏的易磨性和白度影响较

6、大，但对石膏制品的物理力学性能影响较小，这些都是来自石灰石中的杂质。表一：石灰石主要成份及含量检测值CaOMgOAlO3Fe2O3SiO2H2O50.18%3.15%0.30%0.37%1.92%0.04%粒度0.145㎜，102℃干燥2小时表二：天然、脱硫石膏化学成分及细度项目CaOSiO2Al2O3SO3Fe2OμMgOLOSS筛余/%天然石膏31.54.31.7341.11.151.317.28.8脱硫石膏31.62.70.742.40.51.019.21.0由此可见，虽然脱硫石膏与天然石膏在主要成份上基本相同，其纯度和表观强度都高于天然石膏，从而为脱硫石膏替代

7、天然石膏提供了条件。但由于其产生环境不同，晶体结构不同，使得脱硫石膏在杂质含量与组成上与天然石膏存在差异，导致其在脱水特性、易磨性及煅烧后的力学性能、流变性等宏观特征上的差异，因此严格控制脱硫石膏的杂质含量，合理改变其颗粒特性及粒级分配，成为脱硫石膏资源化利用的关键之处。三、热电厂脱硫石膏砌块实例：原北京第一热电厂石膏砌块厂为一热2×410T/H锅炉脱硫技改工程配套，配有石膏综合利用加工所需设施，在吸收塔附近设有炒制车间，在老厂拆除车间建有石膏砌块车间，两个车间相距约400米。（1）炒制车间：副产品石膏脱水后的湿石膏量为6.4t/h（含水10%），称