视频会议 | English
加入收藏 返回首页
您当前位置: 首页 - 战略合作 - 脱硫石膏投资合作      
 
烟气脱硫石膏是优质资源
 

〔石膏有限股份有限公司技术开发中心,山东 泰安  271026〕

  摘要:石灰石/石膏湿法(FGD)工艺是目前技术最成熟、应用最广泛的脱硫技术,约占已安装FGD机组容量的70%。2015年,每年将产生760~950万吨。副产量十分巨大。近年来,我国纸面石膏板产业获得了长足的发展,一条2000万m2/a的生产线,每年能应用25万吨脱硫石膏,相当于吃掉总装机200万KW的若干大型火力发电厂全部实施脱硫后的副产石膏总量。是资源化、产业化应用的方向。

  关键词:脱硫石膏  综合利用  纸面石膏板  循环经济

  1.前言
  石灰石/石膏湿法工艺是目前应用最广泛、技术最成熟的烟气脱硫技术,约占已安装FGD机组容量的70%。该方法是以石灰石为脱硫剂,通过向吸收塔内喷入吸收剂浆液,与烟气充分接触混合,并对烟气进行洗涤,使得烟气中的SO2与浆液中的CaCO3以及鼓入的强氧化空气反应,最后生成石膏。这种工艺每吸收1吨SO2就能副产脱硫石膏2.7吨,一个30万KW的燃煤电厂,如果燃煤含硫1%,每年就要排出脱硫石膏3万吨。

  煤炭占我国一次能源消耗量的75%,其中火电燃煤又占了1/3,1997年全国工业SO2排放为1852万吨,国内6MW以上的火电排放的SO2为600多万吨。2000年全国火电厂装机约为22000万KW,同年在建脱硫机组总容量为1000万KW。火电厂大规模脱硫的技术条件已经成熟,今后几年,我国将加快推进这一工程。目前已经建成投产脱硫装机容量530万KW,在建脱硫机组总容量为1800万KW。到2010年末,全国火电厂烟气脱硫机组总容量约为4500~5000万KW,以70%采用湿法脱硫,含硫量2%的煤,平均应用基Qdw=20.93Mj/kg(5000Kcal/kg),年运行5000h(210天),年平均发电煤耗350g/kwh,平均脱硫率90%,则年产生FGD为760~950万吨。因此副产脱硫石膏的量十分巨大。

  2.天然与脱硫石膏的相同点
  2.1水化动力学、凝结特征、产出过程与天然石膏相同,只是速度快;
  2.2转化后的五种形态、七种变体物化性能一致,可以代替天然石膏作建材;
  2.3无放射性,不污染和危害健康。

  3.天然与脱硫石膏的不同点
  3.1原始状态:天然石膏粘合在一起,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,主要杂质为碳酸钙、氧化铝和氧化硅,其他成分有方解石或α石英、α氧化铝、氧化铁和长石、方美石等。烟气脱硫石膏部分晶体内部有压力存在,而天然石膏主要以韵态存在。脱硫石膏杂质与石膏之间的易磨性相差较大,天然石膏经过粉磨后的粗颗粒多为杂质,而脱硫石膏其颗粒多的却为石膏,细颗粒为杂质,其特征与天然石膏正好相反。颗粒大小与级配: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30-60μm之间,级配远远差于天然石膏磨细后的石膏粉。
  3.2煅烧机械性能:烟气脱硫石膏的脱水温度在120-160℃左右,脱硫石膏脱水时为脱游离水,其物料温升速率较慢,排潮量大;后过程为脱结晶水,其物料温度上升速率较快,排潮量小。我们通过试验所确定的熟石膏炒制最佳温度为160-180℃,经过陈化后,在此温度内得到的建筑石膏强度最高、性能最优。脱硫熟石膏粉的强度远远超出GB9776-88优等品建筑石膏强度要求,但其加水后的流变性不好,颗粒离析、分层现象严重,制品容重较大。用这种石膏作纸面石膏板,一方面难以控制其干粉的流动、运输、喂料性能,另一方面由于离析分层,会导致板面强度和容重不匀,板芯和护面纸粘接出现问题;用作粉刷石膏时,其施工性能也较差。因此,烟气脱硫石膏应考虑粉磨问题。由于石膏结晶体呈柱状,颗粒结构紧密,使水化硬化体有较高的强度。表面强度比天然石膏高10-20%,也证明了两种石膏结构致密程度的差异。烟气脱硫石膏硬化体表面强度比天然石膏高。
  3.3化学成分:特别是杂质成分上的差异,导致其脱水特性、易磨性及煅烧后的熟石膏粉在力学性能、流变性能等宏观特征上的不同。

  4.国内外石膏板产业现状与发展
  近年来,石膏制品以其特有的优势获得了极大的发展,尤其是纸面石膏板在我国轻质装饰装修材料中占居了最大比重,并主要作为吊顶和隔墙板材料被广泛的应用。近几年来,我国纸面石膏板的生产获得了长足的发展,市场统计资料:1996为5000万m2,1999年达到了1亿m2,2002年1.73亿m2,2003年2.15亿m2,2004年超过了3.5亿m2。折合石膏资源应用总量350万吨。泰和的发展勘称为典范,凭借自身管理、技术、市场等若干综合竞争优势,就占居了这其中的1/3强。2003年9600万m2,2004年实现产销近1.29亿m2。

  1996年世界纸面石膏板产量约为50亿m2,有制造企业约240家,按生产能力计算,约45%在美国,20%在西欧,20%在亚洲,当年日本人均石膏板用量约5 m2。进入90年代以来,美国石膏板需求增加了48%,达到创记录水平,约25.8亿m2,人均年用量已接近10 m2。1998年的石膏板消费量明显大于其生产量。1998年加拿大生产了约3.25亿m2石膏板,其中有1/3出口到美国,1%出口到北美以外的国家。中国的泰和和北新也有少量出口。按1999年1月1日计,美国纸面石膏板的生产能力(折算为δ12.7mm厚度)约26.75亿m2,加拿大生产能力约3.59亿m2。预计今后4年之内,美国将有9家新建石膏板厂投产和一些老厂扩容,总生产能力可望提高近20%,达到约31.5亿m2。其中最大的一家新厂的年生产能力将达到约8350万m2。纸面石膏板的生产占用了全美90%的石膏资源。

  5.烟气脱硫石膏国内外利用现状
  工业发达国家比较好的解决了脱硫石膏运输、干燥、改性、应用等技术性难题,石膏工业都在大规模采用脱硫石膏,应用技术也比较成熟。日本是世界上最早大规模应用脱硫装置的国家,每年排放脱硫石膏近200万吨。FGD品质高,利用最好,平均达到97.5%以上,1977年利用量达到214.5万吨,几乎全部用于生产石膏板,近年还采用粉煤灰和FGD并添加少量石灰作成具有火山灰反应强度的“波造特”湿润性粉状材料,作为沙土替代料。德国FGD技术最先进且数量最大,并全部利用,主要在产地建厂生产石膏板,另外用作替代高龄土和方解石生产纸的填料和涂胶料。英国和荷兰生产α和Α,用于自流平地面和砌块。美国70年代后发展迅猛,2000年的产量已经达到900万吨。目前主要和天然石膏一起用于生产石膏板。按照目前的趋势,预计2010年,全世界的脱硫石膏排放将达到5000多万吨。

   脱硫石膏是资源,要珍惜利用。我国现在每年排放的脱硫石膏在50万吨以上,大多露天弃置或用来铺路、填沟。堆存等占据大量的土地,对环境造成了二次污染,也浪费了大量优质资源。国内脱硫石膏产生的历史很短,综合利用也是刚刚起步,对其应用价值和市场竞争力普遍认识不够。天然石膏的处理工艺和设备也并不完全适合脱硫石膏,更增加了应用上的难度。导致国内现在还没有很好的展开应用。脱硫石膏品位高、适合作为建材生产的原料。但需要突破大量应用在工业化生产时的若干技术性难题:开发先进适用的技术进行脱硫石膏烘干处理、磨细改性、连续煅烧,有针对性的攻克应用时的过程控制等专有技术。综合利用也要选准方向和产业,附加值高、先进生产方式的产业才能适合。并且由于脱硫石膏料性、化学成分、脱水特征、易磨性以及煅烧后的建筑石膏力学性能、流变性等差异,原料附着水烘干能耗高,如果不能采用先进适用的技术势必得不偿失。

  北京热电厂、济南黄台电厂用脱硫石膏制建筑石膏并生产实心石膏砌块,人工隧道窑余热干燥;太原第一热电厂引进日本脱硫技术与装备生产石膏砌块,自然干燥。由于受制于市场和经济性制约,相比运输半径也小,产值低能耗高,应用脱硫石膏的技术阻力大,甚至被迫放弃原来的技术路线,返回来又买进天然建筑石膏维持生产,都没有形成规模化的生产和技术应用。现在国内外也有用脱硫石膏生产水泥缓凝剂的,但不理想,比较天然石膏应用成本太高,能耗高污染也大,简陋作坊似的个体生产,必然的很难进行系统的工程配套和污染防控。年处理量也只有几千吨到2万吨之间,难以形成大工业化规模生产。只能适合附近有大量水泥厂,并且缺乏天然石膏资源的地区,由于其自身低廉易得的价值性束缚,否则即使生产出来也不能就近消化掉的话,就会造成设备闲置和资源浪费,产值效益低下,产业化、环保和经济性也就更难保证了。

  6.生产纸面石膏板是资源综合利用的方向
  如何才能实现大量处理应用、获得较高的增加值?借鉴国外先进经验,从目前大工业化生产、可实施性和操作性、经济性等方面综合分析:纸面石膏板是蓬勃发展的产业,可以100%的利用脱硫石膏,并适合大工业高标准的自动化流水线生产,运输半径可以达到几千公里,能耗低,技术含量、产值、附加值高。这才是最终解决污染,变废为宝的切实有效途径,才是脱硫石膏综合利用的方向,开发应用和过程控制技术尤显重要。

  但凡是建材业务,或者靠新出奇,获得赢利;或者靠量和规模获得效益。几年来,尚没有一种建材能象石膏板一样迅速的得到了普及和发展,由竞争导致价格也跌到谷底,趋近最大众化所乐意接受的社会平均价格,这也正是其获得飞速发展的根源。石膏业务国际化趋势是:汇聚集中在优势企业或者几个大型的垂直联合公司手中,凭借规模形成优势效益。伴随着脱硫石膏这一新资源的出现,大家都在抢滩这一资源,甚至电厂也在筹划搞石膏板,许多中小投资者也在进行新一轮的谋划,正在燃起新的石膏板热。盲目进入这一产业,必然要付出高额学费,谋划投资的背后蕴含了危机,正象1998年的价格竞争危机和伴随其后的整合一样。缺乏技术和市场的最终结果将会被无情淘汰。用脱硫石膏生产纸面石膏板的前提就是有针对性的克服前述难题,控制能耗生产出合格的建筑石膏并转化成适销产品。泰和有多年从事纸面石膏板的业务优势,克服了脱硫石膏储运、干燥、煅烧等技术性难题,结合产业化要求开发了专用的工艺和配套设备。在掌握和具备了利用脱硫石膏大规模生产建筑石膏的成熟技术后,我们加强了脱硫石膏应用于流水线生产的工业化尝试和技术提高,并积极走出去请进来,与已经和正在实施FGD脱硫的电厂广泛接触,达成了多项综合利用脱硫石膏的合作意向。

  一条年产2000万m2纸面石膏板生产线,其制成的石膏板可满足约600万m2建筑物的吊顶、隔墙需要。开发技术推广应用脱硫石膏,能变废为宝,减少环境污染,节约天然石膏资源。利用脱硫石膏为原料生产纸面石膏板,前景广阔。是国家倡导的利废环保技术,使废渣资源得以健康转化,也为脱硫石膏大量利用开辟了一条有效的途径。其大量使用符合国家倡导循环经济、清洁生产和可持续发展的政策。

  生产能耗低:纸面石膏板的总标准煤耗(包括用电)不超过1.2kgce/m2,而单粘土砖墙的生产能耗是4~12 kgce/m2,双面单层石膏板隔墙,其生产能耗也不超过3 kgce/m2,只是粘土砖生产能耗的1/4~1/10左右,相比水泥也仅仅是其能耗的1/3。

  劳动生产率高:现代化上规模的工厂,人均年产30~50万m2纸面石膏板(相当于1000万~1650万块粘土砖)。

  安全文明:纸面石膏板在高度机械化、自动化的流水线上生产,质量有保证,无毒害和危险性的操作,集约化高效生产对克服生态环境污染积极而有效。尤其能够用100%的脱硫石膏来生产优质、节能、绿色环保、健康的纸面石膏板。

  7.结束语
  纸面石膏板是建材行业的绿色环保产品,是适合中国国情和未来发展战略的产业。利用脱硫石膏组织生产,从产业政策角度,使电厂脱硫石膏得到妥善的处理和有效的综合利用,能促进脱硫环保工业及其相关产业健康、快速发展。并能节约天然石膏资源,脱硫石膏还可以循环重复使用,综合利用率达到100%。
一条2000万m2/a的纸面石膏板生产线,每年能使用25万吨脱硫石膏,相当于吃掉总装机200万KW的若干大型发电厂全部实施脱硫后的副产石膏总量。山东泰和东新股份有限公司综合多年石膏业务技术经验,已经切实掌握了用全脱硫石膏生产纸面石膏板的技术。已经对黄台发电厂的副产石膏全部进行了大工业综合生产应用,经过中国建材质量监督检测中心测试,品质全优。致力于中国火电工业环保和循环经济,目前正在着手利用镇江、夏港、利港、常熟、常州等众多大型发电厂的副产脱硫石膏,开工建设江阴泰山石膏建材公司2期3000万m2/a的纸面石膏板生产线。工程实施有利的促进了沿江电厂环保实施进度,解除了电厂脱硫的后顾之忧。

单 位:泰山石膏股份有限公司•技术开发中心
地 址:山东省泰安市泰和工业园
电 话:0538-8811580,传真:0538-8811511
E-mail:thjishu@163.com

打印】【关闭】    
维权在线 | 网站地图 | 版权声明 | 联系我们

Copyright © 2011泰山石膏有限公司 网站备案号:鲁ICP备05002167号
地址:中国山东省泰安市岱岳区大汶口 电话:+86.5388811293 邮编:271026 邮箱:info@taihegroup.com
 网址:www.taihegroup.com www.tssg.cn 技术支持:泰安市金潮信息技术有限公司