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文檔簡介

1、脫硫石膏顆粒化做為水泥緩凝劑的市場前景摘要:本文闡述了脫硫石膏的來源以及在水泥緩凝劑上的應用,顆粒脫硫石膏與天然石膏相比做水泥緩凝劑的優(yōu)勢及前景。脫硫石膏作為一種可綜合利用的資源應該提到相應的認識高度,這對于節(jié)約天然石膏資源,改善環(huán)境,提高企業(yè)經(jīng)濟效益和可持續(xù)發(fā)展都具有重要的意義。脫硫石膏的造粒用于水泥緩凝劑可減少工業(yè)廢渣的排放,有利于環(huán)境保護。關鍵詞:脫硫石膏 脫硫石膏造粒 水泥緩凝劑 顆粒脫硫石膏 前言隨著環(huán)保意識的加強,據(jù)國家發(fā)展和改革委員會,國家環(huán)??偩诸C布的現(xiàn)有燃煤電廠二氧化硫治理“十一五”規(guī)劃的政策及法規(guī)要求,凡在“兩控區(qū)”新建、改建的燃煤含硫量大于1%的電廠在2010年前必須分期

2、建成脫硫設施,燃煤發(fā)電,給人們帶來清潔能源,但排放出SO2氣體能產(chǎn)生酸雨,會造成全球性污染,煙氣脫硫裝置以后則排出大量固體脫硫廢渣,造成區(qū)域性污染。據(jù)時將會產(chǎn)生大量的煙氣脫硫石膏,而電廠實施脫硫設施后所產(chǎn)生的脫硫石膏得到有效利用才是推動各電廠脫硫裝置正常運行的前提條件。鑒于廢渣污染環(huán)境嚴重的狀況, 它的應用已提到日程上來。開展廢渣利用,是資源再生的大好事,利用脫硫廢渣生產(chǎn)水泥廠緩凝劑,變廢為寶,資源綜合利用,節(jié)約天然資源,是保護生態(tài)環(huán)境,建設節(jié)約型社會,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,走可持續(xù)發(fā)展道路的典型,一舉多得。為此,澤國化機研制出脫硫石膏造粒機,以解決脫硫石膏造粒的問題。一、脫硫石膏的市場分析與前景1、

3、脫硫石膏的產(chǎn)量石膏濕法工藝是目前應用最廣泛、技術最成熟的火電廠煙氣脫硫技術,約占已安裝FGD機組容量的70%。該方法是以石灰石為脫硫劑,通過向吸收塔內噴入吸收劑漿液,與煙氣充分接觸混合,并對煙氣進行洗滌,使得煙氣中的SO2與漿液中的CaCO3以及鼓入的強氧化空氣反應,每噸SO2能副產(chǎn)脫硫石膏2.7噸,一個30萬KW的燃煤電廠,如果燃煤含硫12%,每年就要排出脫硫石膏36萬噸。 2000年全國火電廠裝機約為22000萬KW,同年在建脫硫機組總容量為1000萬KW?;痣姀S大規(guī)模脫硫的技術條件已經(jīng)成熟,近年來,國家強化了對電廠二氧化硫排放的控制,燃煤電廠煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。截至2005年底,建成投

4、產(chǎn)的煙氣脫硫機組容量達5300萬千瓦,其中采用濕法脫硫工藝的就占到90%以上,含硫量2%的煤,平均應用基Qdw=20.93Mj/kg (5000Kcal/kg),年運行5000h(210天),年平均發(fā)電煤耗350g/kwh,平均脫硫率90%,則年產(chǎn)生為760950萬噸。近兩年國家加大節(jié)能減排措施,燃煤電廠安裝脫硫機組已近1.5億千瓦,其副產(chǎn)品FGD石膏產(chǎn)量近3000萬噸,因此副產(chǎn)脫硫石膏的量十分巨大,脫硫石膏迅速增長,其利用成為亟待解決的問題。2.、脫硫石膏的用途及需求量我國亟待處理的脫硫石膏達3000萬噸以上,磷石膏堆存量已達到了1億噸,如不予處理,則排放堆積、污染環(huán)境,如能綜合利用,可變廢

5、為寶。對水泥行業(yè)來說,作水泥緩凝劑是脫硫石膏最主要的應用方式。我國的脫硫石膏主要集中在東部沿海地區(qū),這些區(qū)域又是水泥主產(chǎn)區(qū),又嚴重匱乏天然石膏,所需石膏基本是從山東運輸?shù)侥戏健?006年我國水泥產(chǎn)量約13億噸,僅東部地區(qū)就有8億噸。按照4的添加量計算(石膏在水泥行業(yè)的需用比例為4%5%,即每生產(chǎn)100噸水泥就要45噸石膏),如果全部用脫硫石膏代替天然石膏作為緩凝劑,一年可消化脫硫石膏3200萬噸,完全可以解決目前脫硫石膏的利用問題。天然石膏在市場售價120元比脫硫石膏30元要高,隨著燃油、勞動力等因素不斷攀高,天然石膏以后從山東長途運往南方價格還會走高。對水泥廠來說,目前各項成本費用都在走高,

6、已處于微利,分毛必爭,水泥行業(yè)近年來一直在擴大利用工業(yè)廢棄物來降低成本。二、脫硫石膏顆粒化的分析1、脫硫石膏的概念及形成脫硫石膏的概念:脫硫石膏又稱排煙脫硫石膏、硫石膏或FGD石膏,主要成分和天然石膏一樣,為二水硫酸鈣。煙氣脫硫石膏呈較細顆粒狀,平均粒徑約4060m,顆粒呈短柱狀,徑長比在1.52.5之間,顏色呈灰、黃,二水硫酸鈣含量較高一般都在90%以上,含游離水一般在1015%,其中還含飛灰、有機碳、碳酸鈣、亞硫酸鈣及由鈉、鉀、鎂的硫酸鹽或氯化物組成的可溶性鹽等雜質。 脫硫石膏的形成:脫硫石膏是對含硫燃料(煤、油等)燃燒后產(chǎn)生的煙氣進行脫硫凈化處理而得到的工業(yè)副產(chǎn)石膏。其形成過程是:通過除

7、塵處理后的含硫煙氣導入吸收器中,細石灰或石灰石粉形成料漿,通過噴淋方式在吸收器中洗滌煙氣,與煙氣中的二氧化硫發(fā)生反應生成亞硫酸鈣(CaSO30.5H2O),然后通入大量空氣強制將亞硫酸鈣氧化成二水硫酸鈣(CaSO42H2O),從吸收器中出來的石膏懸浮液通過濃縮器和離心脫水,最終產(chǎn)物為二水石膏含量較高,殘余水量在1015%的潮濕、松散的細小顆粒。2、脫硫石膏與天然石膏的相同點與不同點脫硫石膏與天然石膏都是二水硫酸鈣,其物理、化學特征有共同規(guī)律,煅燒后得到的建筑石膏粉和石膏制品在水化動力學,凝結特性、物理性能上也無顯著的差別。但作為一種工業(yè)副產(chǎn)石膏,它具有再生石膏的一些特性,和天然石膏有一定的差異

8、。經(jīng)初步應用體會到在原始狀態(tài)、機械性能和化學成分特別是雜質成分上與天然石膏有所差別。導致脫水特征、易磨性及煅燒后的建筑石膏粉在力學性能、流變性能等宏觀特征上與天然石膏有所不同。相同點是:水化動力學和凝結特征一致;主要礦物相、轉化后的5種形態(tài)、7種變體物化性能一致,脫硫石膏完全可以代替天然石膏用于建筑材料和陶瓷模具;兩者均無放射性,不危害健康。不同點有:(1)原始物理狀態(tài)不一樣:天然石膏是黏合在一起的塊狀,而脫硫石膏以單獨的結晶顆粒存在;天然石膏經(jīng)過粉磨后的粗顆粒多為雜質,而脫硫石膏粉磨后的細顆粒為雜質,與天然石膏正好相反。(2)顆粒大小與級配:煙氣脫硫石膏的顆粒大小較為平均,其分布帶很窄,高細

9、度(200目以上)顆粒主要集中在30m60m之間,級配遠比天然石膏磨細后的石膏粉差。因此,現(xiàn)有的以天然石膏為原料的熟石膏煅燒設備和生產(chǎn)工藝并不能完全照搬,要采用針對化學石膏設計的生產(chǎn)工藝和設備。(3)脫硫石膏含水量高,流動性差,只適合皮帶輸送。(4)雜質成分上的差異,導致脫硫石膏脫水特性、易磨性及煅燒后的熟石膏粉在力學性能、流變性能等宏觀特征上的不同。(5)脫硫石膏的產(chǎn)出在全國分布比較均勻。天然石膏與煙氣脫硫石膏的化學成分及細度見表1、表2。表1天然、脫硫石膏化學成分及細度 項目 CaO SiO2 Al2O3 SO3 Fe2O3 MgO Loss 篩余(45 m)/% 天然石膏 31.5 4.

10、3 1.73 41.1 1.15 1.30 17.2 8.8 脫硫石膏 31.6 2.7 0.7 42.4 0.5 1.0 19.2 1.0 表2顆粒粒徑分布粒度/m 80 60 50 40 30 20 10 5 天然石膏篩余/% 10.9 4.7 9.5 4.9 14.4 15.5 20.0 12.7 脫篩石膏篩余/% 5.0 15.5 8.3 21.9 31.0 15.7 1.7 0.4 注:天然石膏中未計入8.8%大于80m的顆粒。結論:脫硫石膏與天然石膏化學組成相差不大,品質相當;但天然石膏的雜質以粘土礦物為主,磨細后顆粒較大,在水化時一般不能參加反應,因而性能在一定程度上不及脫硫石膏

11、。3、脫硫石膏應用領域探討從目前我國脫硫石膏綜合利用的現(xiàn)狀分析,脫硫石膏無論從理論研究還是工業(yè)性應用實例來看,其利用價值是顯而易見的。從應用領域和投資經(jīng)濟性來分析,應用前景較為廣闊的領域是水泥緩凝劑和建材產(chǎn)品,這可以從以下幾點理由來說明。1)、脫硫石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥雖然其工藝已較為成熟,但由于工程投資大、生產(chǎn)成本高使得推廣工作較難進行。2)、脫硫石膏制硫酸鉀工藝國內尚未建成工業(yè)化裝置,據(jù)了解重慶發(fā)電廠曾想將脫硫石膏的處理首選生產(chǎn)硫酸鉀工藝,但經(jīng)過幾個月的調研,最終還是選擇了制水泥緩凝劑工藝。目前也利用生產(chǎn)水泥緩凝劑的裝置生產(chǎn)建筑石膏粉。3)、脫硫石膏不經(jīng)處理在農(nóng)業(yè)上作土壤改良劑和硫鈣肥的應用受

12、地域和運輸成本的限制,無法從根本上解決脫硫石膏的出路。4)、在水泥生產(chǎn)企業(yè),石膏添加量是水泥產(chǎn)量的35%,按我國水泥總產(chǎn)量13億噸(2006年我國水泥總產(chǎn)量)計算,其石膏需求量約在3900萬噸左右,如果采用脫硫石膏幾乎可將其全部消化干凈。加之脫硫石膏制水泥緩凝劑裝置投資較省,其推廣應用前景非常可觀。5)、據(jù)有關資料介紹,我國目前開采出來的天然石膏約2000萬噸左右,其中80%用于水泥工業(yè)作水泥緩凝劑,15%用于農(nóng)業(yè)、醫(yī)用、化工等,用于生產(chǎn)建筑石膏制品僅占5%,這一狀況和發(fā)達國家相比正好相反,發(fā)達國家石膏資源用于生產(chǎn)和加工建筑石膏制品占60%以上,用于其它行業(yè)約占40%。因此,隨著石膏制品在我國

13、逐步推廣使用后,其市場前景廣闊,脫硫石膏在這一領域的應用也將有良好的發(fā)展前景。4、脫硫石膏顆粒化用作水泥緩凝劑脫硫石膏含有10-20%左右游離水,潮濕、松散的細小顆粒,根據(jù)燃燒的煤種和煙氣除塵效果的不同脫硫石膏從外觀上呈現(xiàn)不同的顏色,一般我們常見的都是灰黃色或灰白色的,有時脫硫不穩(wěn)定帶進較多的煤灰等雜質時顏色發(fā)黑,天然石膏質量優(yōu)良是純白顏色的。但脫硫石膏含水率一般在10-20%,粘性強,在生產(chǎn)中若在磨頭單獨設倉下料,可能會造成結倉,結壁和發(fā)生下料堵塞等現(xiàn)象,因此在裝卸、提升、輸送的過程中極易粘附在設備上,造成積料、堵塞,若直接用于水泥生產(chǎn)會造成該物料輸送不暢、混合不勻,不能穩(wěn)定加料,不能正常生

14、產(chǎn)等問題的出現(xiàn)。一般采用烘干與將濕狀的脫硫石膏先進行成球處理即脫硫石膏造粒,使之發(fā)生物理性狀,降低物料之間彼此的粘附,增加流動性則可以徹底改變脫硫石膏在水泥生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題。福億干燥脫硫石膏的造粒,將脫硫石膏的擠壓就是增大粉末粒徑的過程,在此過程中,粉末顆粒通過機械對輥擠壓使其形成球狀,可將含水率高的脫硫石膏一次壓制成球,不添加任何粘合劑,純度得到保證,直接成形,更有利于現(xiàn)有流程的銜接和改造。澤國化機設備占地面積小,擺放靈活,單機可根據(jù)場地自行擺放。5、顆粒脫硫石膏在水泥中做緩凝劑與天然石膏相比存在的優(yōu)勢1)、脫硫石膏與天然石膏化學組成相差不大,品質相當;但天然石膏的雜質以粘土礦物為主,磨

15、細后顆粒較大,在水化時一般不能參加反應,因而性能在一定程度上不及脫硫石膏。2)、脫硫石膏純度(CaSO42H2O)高,二水硫酸鈣的含量可調節(jié),與天然石膏相比雜質少、品質高3)、經(jīng)試驗,脫硫石膏的微觀結構使其需水少、水分蒸發(fā)后形成孔洞少,力學上有優(yōu)勢,且含氯離子等有腐蝕性雜質少,從而可提高鋼筋混凝土的強度和耐久性。4)、脫硫石膏不用破碎,可直接用來造粒,天然石膏還要經(jīng)過破碎打磨方可以進行造粒。5)、相同含水量的脫硫石膏與天然石膏相比較,脫硫石膏配制的水泥細度更細些。6)、價格優(yōu)勢:脫硫石膏是工業(yè)副產(chǎn)品,其價格比天然石膏便宜?,F(xiàn)水泥廠用的脫硫石膏的價格是120元,而電廠出來的脫硫石膏價格是30元,這在水泥生產(chǎn)中可以降低生產(chǎn)成本。脫硫石膏的化學成分和物理性能,它作為水泥廠緩凝劑各項指標均優(yōu)于天然石膏。三、我公司設備在脫硫石膏造粒中的優(yōu)點1、常溫造粒,一次成型。2、不需要任何添加劑,直接擠壓造粒。 3、成套設備流程布局緊湊,科學合理,技術領先。 4、節(jié)能降耗,環(huán)保無三廢排放,操作穩(wěn)定,維修方便。隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展,資源相對不足的矛盾將會日益突出,脫硫石膏作為一種可綜合利用的資源應該提到相應的認識高度,這對于節(jié)約天然石膏資源,改善環(huán)境,提高企業(yè)經(jīng)濟效益和可持續(xù)

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