脫硫石膏的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益分析學(xué)位論文

蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）脫硫石膏的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益分析摘要我國的經(jīng)濟(jì)增長正經(jīng)歷新一輪重化工業(yè)階段，經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)能源的依賴程度比發(fā)達(dá)國家大得多，人均用電水平將會(huì)大幅提高。我國的一次能源結(jié)構(gòu)決定了我國發(fā)電必然以煤電為主的基本格局，這一特征長期難以改變。我國火力發(fā)電廠年用煤占全國煤炭產(chǎn)量的50%左右，我國以煤炭為主的能源消費(fèi)構(gòu)成，帶來的最直接的環(huán)境問題之一就是大量灰渣的排放。燃煤電廠排出的固廢（包括脫硫石膏、粉煤灰和爐渣）已經(jīng)被越來越多的實(shí)踐證明它們不是廢物，而是非常寶貴的資源，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，正所謂“用之為寶，棄之為害”。作為煤燃燒產(chǎn)物，脫硫石膏的綜合利用，不僅可以減少燃煤電廠脫硫產(chǎn)物的堆放場(chǎng)地，減少二次污染，而且可以減少天然石膏的開采量，保護(hù)天然石膏資源，節(jié)省開礦費(fèi)用，增加脫硫石膏產(chǎn)品的銷售額，符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。脫硫石膏是石灰石(石灰)/石膏濕法煙氣脫硫的副產(chǎn)物。在分析了我國脫硫石膏的良好的應(yīng)用前景與其所帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，本文也指出了脫硫石膏推廣應(yīng)用中可能會(huì)遇到的問題，提出了一些綜合處理措施。這包括脫硫裝置設(shè)計(jì)和運(yùn)行煙氣脫硫設(shè)備過程中穩(wěn)定脫硫石膏的產(chǎn)量和質(zhì)量、脫硫石膏用作水泥緩凝劑的問題及處理措施、參考國外脫硫石膏產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)盡快制定適合我國國情的脫硫石膏產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、推算我國缺少石膏資源的省區(qū)石膏的短缺量以及利用脫硫石膏的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性，建議國家出臺(tái)有關(guān)鼓勵(lì)燃煤電廠安裝煙氣脫硫裝置和合理利用脫硫石膏的一些政策，以進(jìn)一步推進(jìn)我國脫硫石膏的綜合利用，實(shí)現(xiàn)變廢為寶為社會(huì)創(chuàng)造更大的價(jià)值。關(guān)鍵詞：脫硫石膏綜合利用循環(huán)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展可行性經(jīng)濟(jì)效益

MarkeEconomicEfficiencyAnalysisofFGDGypsumAbstractChineseeconomicgrowthisgoingthroughthestageofanewroundofheavychemicalindustries,theeconomicdevelopmentoftheenergydependenceismuchgreaterthanindevelopedcountries,percapitaconsumptionlevelwilldramaticallyincrease.ChineseOne-offenergystructuredecidedChinesepowergenerationisboundcoal-basedpattern,thecharacteristicsisdifficulttochangeinalongtime.Chinesethermalpowerplantusedcoalaccountedforabout50%ofnationalcoalproduction,chineseenergyconsumptioniscoal-based,hasbroughtthemostimmediateenvironmentalproblemsisthelargenumberofashemissions.Thesolidwasteofcoal-firedpowerplantshavedischarged(includingFGDgypsum,flyashandslag)hasbeenmoreandmorepracticetoprovetheyarenotwaste,butaveryvaluableresource,withhigheconomicvalue,theso-calledis"asatreasure,abandonedharm".Ascoalcombustionproducts,ComprehensiveutilizationofFGDgypsumnotonlycanreducethestackingspaceofcoal-firedpowerplantdesulfurizationproducts,reducesecondarypollution,butcanreducetheamountofnaturalgypsummining,protectionofnaturalgypsumresources,miningcostssavings,increaseinFGDgypsumproductsales,linewithoursustainabledevelopmentstrategyandtheconceptofcirculareconomy,ithasimportantpracticalsignificance.FGDgypsumisalimestone(lime)/gypsumwetfluegasdesulfurizationby-products.IntheanalysisofagoodprospectofFGDgypsumandhugeeconomicbenefitsthattheyhasbroughtatthesametime,ThearticlealsopointedoutthattheproblemsyoumightencounterintheapplicationofFGDgypsumtopromote,madeanumberofcomprehensivetreatmentmeasures.ThisincludesthedesulfurizationequipmentdesignandoperationoffluegasdesulfurizationprocessinstableyieldandqualityofFGDgypsum,gypsumascementretarderandtreatmentmeasures,toformulatesuitableforChinaFGDgypsumproductqualitystandardsrefertoforeignFGDgypsumproductqualitystandardassoonaspossible,toprojecttheshortageoflackofgypsumresourcesinChina'sprovinces,autonomousregions,gypsum,andthetechnicalandeconomicfeasibilityoftheuseofFGDgypsum,itisrecommendedthatthestatehasadoptedtoencouragethecoal-firedpowerplantstoinstallFGDandtherationaluseofFGDgypsumpolicy,tofurtherpromotethecomprehensiveutilizationofFGDgypsuminChina,toachieveturningwasteintowealthforthecommunitytocreategreatervalueturningwasteintowealthforthecommunitytocreategreatervalue.Keywords:FGDgypsum;multipurposeuse;thecirculareconomy;Sustainabledevelopment;Feasibility;thecomprehensiveutilizationtheeconomicefficiency

目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1.緒論 11.1立題依據(jù) 11.2綜合利用的重要性 21.3綜合利用的發(fā)展前景 41.4綜合利用的發(fā)展前景 72.文獻(xiàn)綜述 82.1石膏的性能、應(yīng)用及分布 82.2脫硫石膏的特征、來源及危害 192.3脫硫石膏的資源化利用趨勢(shì) 253.脫硫石膏生成、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和利用趨勢(shì) 303.1脫硫石膏生成過程工藝條件控制 313.2脫硫石膏的提純工藝 353.3脫硫石膏質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和利用趨勢(shì) 374.脫硫石膏的綜合利用項(xiàng)目技術(shù)、市場(chǎng)及經(jīng)濟(jì)分析 424.1水泥緩凝劑 424.2石膏板 494.3α型半水石膏 564.4石膏砌塊 584.5建筑膩?zhàn)臃?594.6石膏用量估算 604.7各種脫硫石膏生產(chǎn)工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較評(píng)述 605.結(jié)論 62致謝 63參考文獻(xiàn) 641.緒論1.1立題依據(jù)我國是世界最大煤炭消費(fèi)國，在我國電源結(jié)構(gòu)中，火電設(shè)備容量占總裝機(jī)75%以上，2011年全國發(fā)電裝機(jī)容量105576億千瓦時(shí)，火電裝機(jī)容量約為76546億千瓦時(shí)以上，需要發(fā)電用煤約10億噸。到2020年預(yù)計(jì)火電裝機(jī)在115000億千瓦時(shí)左右，約需煤炭14億噸，煤炭占一次能源消費(fèi)總量的70%左右。隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，電力需求日益增加，煤炭消耗量亦迅速攀升，連續(xù)多年二氧化硫年排放量居世界首位。在今后較長時(shí)期內(nèi)，電力工業(yè)中以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)不會(huì)改變，更不可能減少煤炭的消耗量，因此燃煤電廠煙氣脫硫的副產(chǎn)品——脫硫石膏的排放在短期內(nèi)不會(huì)消除?！霸趯?shí)施國家“十一五”規(guī)劃提出的節(jié)能減排舉措的過程中，黨的十七大又提出了建設(shè)生態(tài)文明的戰(zhàn)略目標(biāo)，這對(duì)于電力工業(yè)特別是火電企業(yè)的發(fā)展提出了新要求，火電企業(yè)要清晰地認(rèn)識(shí)到自己的生產(chǎn)所導(dǎo)致污染環(huán)境排放的種類、成因、危害和治理的重點(diǎn)，在科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下，采取切實(shí)可行的技術(shù)方法或手段進(jìn)行有效治理，承擔(dān)解決溫室氣體效應(yīng)問題的國際義務(wù)，確實(shí)履行好降低污染排放，減少環(huán)境污染的企業(yè)社會(huì)責(zé)任，通過技術(shù)進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)又好又快的跨越式發(fā)展，為國民經(jīng)濟(jì)增長和社會(huì)進(jìn)步提供堅(jiān)實(shí)的保障[[]中促進(jìn)節(jié)能減排的發(fā)電企業(yè)泥所.水泥性能及其檢驗(yàn)[M].北京:中國建材工業(yè)出版社版,1994.]（華北電力大學(xué)1）。據(jù)相關(guān)研究報(bào)告的預(yù)測(cè)，“十一五”期間電力需求的平均增長率為5.6%左右，在2005年用電量為24747億千瓦時(shí)的基礎(chǔ)上，2010年全社會(huì)用電量達(dá)到29536億千瓦時(shí)，用電需求的持續(xù)增長必然要求電力供給的持續(xù)增長。截至2011年底，全國發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到105576億千瓦時(shí)，其中，水電達(dá)到23051億千瓦時(shí)[]中促進(jìn)節(jié)能減排的發(fā)電企業(yè)泥所.水泥性能及其檢驗(yàn)[M].北京:中國建材工業(yè)出版社版,1994.鑒于我國燃煤發(fā)電廠大多采用石灰石(石灰)/石膏濕法煙氣脫硫工藝，脫硫石膏的產(chǎn)量將隨著石灰石(石灰)/石膏濕法煙氣脫硫裝置的不斷建設(shè)而快速增加，以及我國脫硫石膏的開發(fā)利用雖然已經(jīng)從起步階段進(jìn)入了實(shí)質(zhì)性的控制階段，但是脫硫石膏的利用成為煙氣脫硫企業(yè)的難題之一。因此，我們應(yīng)該對(duì)脫硫石膏的處理技術(shù)加以創(chuàng)新、開拓新的用途，進(jìn)行全面的綜合利用，這樣不僅可以減少燃煤電廠脫硫產(chǎn)物的堆放場(chǎng)地，減少二次污染，而且可以減少天然石膏的開采量，保護(hù)天然石膏資源，符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念，減少原料成本，為企業(yè)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益，因此，選擇“脫硫石膏的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益分析”作為研究課題，試圖為脫硫石膏打開更廣闊的市場(chǎng)去實(shí)現(xiàn)其更大的價(jià)值。1.2綜合利用的重要性我國燃煤發(fā)電廠大多采用石灰石(石灰)/石膏濕法煙氣脫硫工藝，脫硫石膏的產(chǎn)量將隨著石灰石(石灰)/石膏濕法煙氣脫硫裝置的不斷建設(shè)而快速增加，以及我國脫硫石膏的開發(fā)利用尚處于起步階段，脫硫石膏的利用成為煙氣脫硫企業(yè)的難題之一。1.2.1目前脫硫石膏利用所存在的問題石灰石(石灰)一石膏濕法脫硫工藝采用價(jià)廉易得的石灰石或石灰作脫硫吸收劑，石灰石經(jīng)破碎磨細(xì)成粉狀與水混合攪拌成吸收漿液。當(dāng)采用石灰為吸收劑時(shí)，石灰粉經(jīng)消化處理后加水制成吸收漿。在吸收塔內(nèi)，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)被脫除，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶出的細(xì)小液滴，經(jīng)換熱器加熱升溫后排入煙囪。脫硫石膏漿經(jīng)脫水裝置脫水后回收。由于吸收漿液循環(huán)利用，脫硫吸收劑的利用率很高。由于脫硫石膏含水量較高，所含雜質(zhì)量與天然石膏也存在差別，因此脫硫石膏能否得到綜合利用，己成為客戶選擇煙氣脫硫(fluegasdesulufriaztino，F(xiàn)GD)一上藝的重要考慮內(nèi)容。煙氣脫硫技術(shù)開發(fā)以及脫硫石膏應(yīng)用開發(fā)企業(yè)只有選擇合適的FGD工藝制備質(zhì)量指標(biāo)能滿足使用要求的脫硫石膏，積極開發(fā)脫硫石膏制品的生產(chǎn)技術(shù)，選擇適當(dāng)?shù)墓に嚭驮O(shè)備使之產(chǎn)業(yè)化，并與FGD技術(shù)配套，才能在競(jìng)爭(zhēng)劇烈的FGD市場(chǎng)中贏得主動(dòng)，得到用戶的信賴?？梢灶A(yù)計(jì)，我國未來脫硫石膏的產(chǎn)量將隨著副產(chǎn)物脫硫石膏可得到利用的石灰石(石灰)一石膏濕法脫硫裝置的建設(shè)而快速增加。脫硫石膏能否得到合理的利用，也關(guān)系到能否避免脫硫石膏的二次污染和占用堆放場(chǎng)地等問題。石灰石(石灰)一石膏濕法脫硫的副產(chǎn)物是石膏。采用成熟的煙氣脫硫工藝得到的脫硫石膏，其品質(zhì)較為穩(wěn)定，CaSO4·2H2O含量較高，可以代替天然石膏用作水泥緩凝劑和石膏板等建筑石膏制品。但由于我國天然石膏分布較廣，石膏市場(chǎng)供應(yīng)比較充足，加上電廠建設(shè)綜合利用脫硫石膏裝置仍然需要一筆不小的投資，因此仍然有不少電廠的脫硫石膏未能得到有效的處置和利用，而是作為廢物堆放著，這既占用了大量寶貴土地，又有可能造成二次污染。脫硫副產(chǎn)物、脫硫廢水均能得到合理地利用或處置成為選擇煙氣脫硫工藝的主要技術(shù)原則之一。由于我國引進(jìn)煙氣脫硫技術(shù)的時(shí)間不長，對(duì)脫硫石膏的應(yīng)用開發(fā)起步較晚，同國外發(fā)達(dá)國家相比，無論是脫硫石膏的應(yīng)用領(lǐng)域還是大型生產(chǎn)裝置設(shè)計(jì)和制造方面都存在不少差距。因此，了解目前國外脫硫石膏的應(yīng)用概況，結(jié)合我國石膏工業(yè)的實(shí)際情況進(jìn)行分析，提出我國脫硫石膏的開發(fā)方向，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)我國脫硫石膏的應(yīng)用現(xiàn)狀以及各地的石膏資源分布，分析綜合利用脫硫石膏的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)以及市場(chǎng)的可行性，顯得必要和迫切。在對(duì)我國脫硫石膏的綜合利用進(jìn)行分析之前，本文作者對(duì)國外有關(guān)石膏特別是脫硫石膏的生產(chǎn)和應(yīng)用情況進(jìn)行了較為全面檢索和跟蹤，力求將國外脫硫石膏的最新利用情況作一概述分析，以達(dá)到“他山之石，可以攻玉”的效果。國外的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可作為重要的參考。只有綜合考慮我國的天然石膏的分布、各地區(qū)的石膏制品的開發(fā)應(yīng)用情況、政策因素、運(yùn)輸費(fèi)用以及脫硫石膏與天然石膏的性能比較等多方面因素進(jìn)行分析，才能得到有關(guān)脫硫石膏近期以及未來的主要應(yīng)用領(lǐng)域的較為科學(xué)的結(jié)論，為我國脫硫石膏的綜合利用指明方向。（浙江大學(xué)）1.2.2國家的相關(guān)政策及措施（1）1990年12月，國務(wù)院環(huán)境保護(hù)委員會(huì)第19次會(huì)議通過了《關(guān)于控制酸雨發(fā)展的意見》提出包括征收工業(yè)燃煤二氧化硫排污費(fèi)在內(nèi)的4項(xiàng)決定，標(biāo)志著酸雨控制提上了國家的實(shí)施日程；（2）1995年8月，全國人大常委會(huì)通過了新修訂的《中華人民共和國大氣污染防治法》，規(guī)定在全國劃定酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)，在“兩控區(qū)”內(nèi)強(qiáng)化對(duì)酸雨和二氧化硫污染的控制。國家環(huán)境保護(hù)局于1995年底組織開展了“兩控區(qū)”劃分工作，其規(guī)劃如圖1-1；（3）1999年，國家環(huán)?？偩钟“l(fā)了《關(guān)于1999年酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)工業(yè)目標(biāo)》，要求各地市完成本地區(qū)的二氧化硫污染綜合防治規(guī)劃；（4）2001年4月，國家環(huán)境保護(hù)總局制定了國家環(huán)境科技發(fā)展“十五”計(jì)要，重點(diǎn)之一是“在‘九五’的基礎(chǔ)上，繼續(xù)開展火電廠煙氣脫硫工藝與裝備的研究開發(fā)，大力發(fā)展應(yīng)用高新技術(shù)脫硫、除塵新工藝，并開展產(chǎn)業(yè)化示范；（5）2002年1月30日，國家環(huán)?？偩帧医?jīng)貿(mào)委、科技部聯(lián)合發(fā)布了《燃煤二氧化硫排放污染防治技術(shù)政策》；（6）2003年1月1日，我國的《潔凈生產(chǎn)促進(jìn)法》開始實(shí)施。消減SO2排放是電力行業(yè)推行潔凈生產(chǎn)的重點(diǎn)，也是社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，許多地區(qū)已開始或即將實(shí)施脫硫計(jì)劃；（7）2004年1月1日，《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》正式實(shí)施。新的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不同時(shí)段的火電機(jī)組的粉塵、二氧化硫、氮氧化物的最高排放濃度的標(biāo)準(zhǔn)。其他時(shí)段也明確了現(xiàn)在和未來的濃度限額。標(biāo)準(zhǔn)的修改和時(shí)段的規(guī)定，使電廠看到了環(huán)保日趨嚴(yán)格的發(fā)展趨勢(shì)，脫硫脫硝治理由觀望變成行動(dòng)；（8）《中國21世紀(jì)人口資源環(huán)境與發(fā)展白皮書》；1997年中共十五大把可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略確定為“我國現(xiàn)代化建設(shè)中的必須措施”；2002年中共十六大把“可持續(xù)發(fā)展能力不斷增強(qiáng)”作為全面建設(shè)小康社會(huì)的目標(biāo)之一；（9）國務(wù)院《關(guān)于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的指導(dǎo)意見》將電力行業(yè)列為我國當(dāng)前開展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)領(lǐng)域之一；《國務(wù)院關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知》則明確要求電力企業(yè)組織編制行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)推進(jìn)計(jì)劃；圖1-1酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)劃分方案示意圖1.3綜合利用的發(fā)展前景1.3.1燃煤發(fā)電在電力工業(yè)中的前景“十二五”期間，全國規(guī)劃煤電開工規(guī)模3億千瓦，其中煤電基地開工1.97億千瓦，占66%；投資規(guī)模2.9億千瓦，其中煤電基地投產(chǎn)1.5億千瓦，占52%，2015年我國煤電裝機(jī)預(yù)計(jì)達(dá)到9.33億千瓦?！笆濉逼陂g，全國煤電規(guī)劃開工規(guī)模2.6億千瓦，其中煤電基地開工1.63億千瓦，占62.7%；投產(chǎn)規(guī)模2.5億千瓦，其中煤電基地投產(chǎn)1.36億千瓦，占54.6%，東中部受端地區(qū)投產(chǎn)6200萬千瓦，占24.6%。2020年我國煤電裝機(jī)預(yù)計(jì)達(dá)到11.6億千瓦。根據(jù)以上“十二五”、“十三五”期間電力工業(yè)的規(guī)劃，我們可以判斷出燃煤發(fā)電在我國電力行業(yè)中所占有重要的地位在未來幾十年不會(huì)有所改變。1.3.2煙氣脫硫技術(shù)的發(fā)展SO2控制技術(shù)的研究從20世紀(jì)初至今已有近100年的歷史。自20世紀(jì)60年代起，一些工業(yè)化國家相繼制定了嚴(yán)格的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，限制煤炭燃燒過程中SO2等污染物的排放，這一措施極大地推動(dòng)了SO2控制技術(shù)的發(fā)展。進(jìn)入70年代以后，SO2控制技術(shù)逐漸由實(shí)驗(yàn)室階段轉(zhuǎn)向應(yīng)用性階段。據(jù)美國環(huán)保署1984年統(tǒng)計(jì)，世界各國開發(fā)、研制、使用的SO2控制技術(shù)達(dá)184種，而目前的數(shù)量已超過200種。這些技術(shù)概括起來可分為三大類：燃燒前脫硫、燃燒中脫硫及燃燒后脫硫。燃燒前脫硫主要指選煤、煤氣化、液化和水煤漿技術(shù)；燃燒中脫硫指低污染燃燒、型煤和硫化床燃燒技術(shù)；燃燒后脫硫也即所謂的煙氣脫硫技術(shù)。煙氣脫硫技術(shù)（FlueGasDesulfurization）是世界上唯一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方法，也是控制SO2污染的效率最高和最主要的技術(shù)手段。根據(jù)脫硫劑及脫硫產(chǎn)物形態(tài)的不同，煙氣脫硫技術(shù)可分為干法煙氣脫硫、濕法煙氣脫硫以及半干法煙氣脫硫。（1）干法煙氣脫硫技術(shù)（DFGD）脫硫反應(yīng)和產(chǎn)物處理均在干狀態(tài)下進(jìn)行。該法具有無污水及廢酸排出、設(shè)備腐蝕小，煙氣在凈化過程中無明顯溫降、凈化后煙氣溫度高、利于煙囪排氣擴(kuò)散等優(yōu)點(diǎn)，但存在脫硫效率低，反應(yīng)速度較慢、設(shè)備龐大等問題。干法煙氣脫硫技術(shù)由于能較好地回避濕法煙氣脫硫技術(shù)存在的腐蝕和二次污染等問題，近年來得到了迅速的發(fā)展和應(yīng)用。（2）濕法煙氣脫硫技術(shù)（WFGD）該法是以水溶液或堿性漿液作脫硫劑對(duì)煙氣中的SO2進(jìn)行反應(yīng)吸收，生成的脫硫產(chǎn)物存在于水溶液或漿液中。濕法煙氣脫硫工藝是目前世界上應(yīng)用最廣的FGD工藝，該工藝主要使用石灰石(CaCO3)、石灰(CaO)或碳酸鈉(Na2CO3)等作為脫硫劑，在反應(yīng)塔中對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌，從而除去煙氣中的二氧化硫。（3）半干法煙氣脫硫技術(shù)（SDFGD）半干法兼有干法和濕法的一些特點(diǎn)，是脫硫劑在干燥狀態(tài)下脫硫在濕狀態(tài)下再生（如水洗活性炭再生流程）或者在濕狀態(tài)下脫硫在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物（如噴霧干燥法）的煙氣脫硫技術(shù)。在濕狀態(tài)下脫硫在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的半干法，以其既有濕法脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高的優(yōu)點(diǎn)，又有干法無污水廢酸排出、脫硫產(chǎn)物易于處理的好處而受到人們的關(guān)注。在以上介紹的三種煙氣脫硫技術(shù)中，濕法煙氣脫硫技術(shù)作為一種相對(duì)比較成熟、脫硫效率較高的脫硫技術(shù)，在國內(nèi)外得到了最廣泛的應(yīng)用，并一直在脫硫市場(chǎng)中占據(jù)著主導(dǎo)地位。目前在世界上已經(jīng)建成的脫硫裝置中，濕法脫硫裝置的數(shù)量占85％左右。我國自90年代開始從國外引進(jìn)的煙氣脫硫技術(shù)大多為濕法脫硫技術(shù)，例如重慶珞璜電廠的一期（2×360MW機(jī)組）與二期（2×360MW機(jī)組）脫硫工程引進(jìn)的日本三菱重工濕式石灰石－石膏法煙氣脫硫技術(shù)；重慶電廠(2×200MW機(jī)組)、杭州半山電廠（2×125MW機(jī)組）和北京熱電廠(2×165MW機(jī)組)引進(jìn)的德國斯坦米勒公司的石灰石-石膏法脫硫技術(shù)；沙角A電廠(5號(hào)機(jī))300MW機(jī)組煙氣脫硫工程采用美國MET石灰石一石膏濕法脫硫工藝以及廣東國華粵電臺(tái)山發(fā)電公司1號(hào)機(jī)組脫硫工程(600MW機(jī)組)從日本引進(jìn)的千代田CT-121鼓泡塔濕式石灰石－石膏法煙氣脫硫技術(shù)等。此外，在消化吸收國外的脫硫技術(shù)的基礎(chǔ)上，國內(nèi)所開發(fā)的脫硫裝置也大多法脫硫設(shè)備，例如浙江大學(xué)研發(fā)的旋流板脫硫裝置、清華大學(xué)研發(fā)的液柱噴射塔以及天津大學(xué)研發(fā)的WX／4U型脫硫裝置等都采用濕法煙氣脫硫工藝。但是我國濕法脫硫裝置在實(shí)際運(yùn)行中也存在著一些問題：（1）濕法脫硫裝置的初投資比較大，這主要是針對(duì)引進(jìn)國外的脫硫設(shè)備及技術(shù)而言，但隨著脫硫裝置國產(chǎn)化的進(jìn)一步發(fā)展，濕法脫硫裝置的投資已經(jīng)下降了不少，已不再是非常突出的矛盾。（2）濕法脫硫裝置在運(yùn)行中存在著結(jié)垢、堵塞、腐蝕和磨損。（3）濕法脫硫裝置的操作費(fèi)用比較高。盡管濕法脫硫技術(shù)存在著一些不足，但是作為污染控制技術(shù)，保持高的脫硫效率和穩(wěn)定的操作是最重要的，而且隨著濕法脫硫技術(shù)的不斷更新，上述問題正隨著時(shí)間的推移而逐步得到解決。因此，濕法脫硫技術(shù)作為鍋爐煙氣脫硫技術(shù)的主要手段在近期不會(huì)有太大的改變。目前我國脫硫市場(chǎng)所存在的問題不是采取什么樣的脫硫技術(shù)，而是如何在現(xiàn)有的引進(jìn)的脫硫技術(shù)及裝置以及我國自行研發(fā)的脫硫裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行工藝及工程優(yōu)化是目前最緊迫的。（天津大學(xué)）1.3.3脫硫石膏綜合利用的途徑及意義根據(jù)我們所調(diào)研的情況，目前火電廠脫硫石膏的綜合利用的方式如下:(1)未經(jīng)任何加工，出售給大型石膏板廠。(2)用于制造石膏砌塊。我國雖在外墻建設(shè)中大力推薦以石膏砌塊代替實(shí)心粘土磚，但目前最大的石膏砌塊生產(chǎn)線僅30萬平方米，每年約可利用脫硫石膏2萬噸(濕基)，大部分生產(chǎn)線都是10萬平方米以下的小生產(chǎn)線，用量不大，市場(chǎng)未推開。石膏砌塊的生產(chǎn)要求大量的晾曬場(chǎng)地，占地面積過大，不適宜我們集團(tuán)。(3)用于制造模具石膏。我國模具石膏市場(chǎng)較大，但是目前用脫硫石膏制造模具石膏還存在技術(shù)工藝和脫硫石膏白度的問題，工藝不成熟，有待進(jìn)一步開發(fā)新技術(shù)。(4)目前，紙面石膏板的市場(chǎng)容量幾乎飽和，被幾大公司壟斷，留給我們的市場(chǎng)空間極小，而且我們的石膏雜質(zhì)成分中鎂和氯的含量過大，不適宜紙面石膏的生產(chǎn)。(5)用作土壤改良劑。上海等地有用做海灘鹽堿地改良的報(bào)道，但未見真正實(shí)施的報(bào)道。這一方法雖具理論可行性，實(shí)踐上還有很多問題有待解決。(6)用于水泥緩凝劑。這種產(chǎn)品附加值不高，利潤也不可觀，但卻不失為大規(guī)模處理脫硫石膏的主要途徑之一，在水泥生產(chǎn)中，為了調(diào)節(jié)和控制水泥的凝結(jié)時(shí)間，一般需摻入石膏作為緩凝劑。(7)粉刷石膏是新興的建筑材料，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水泥石灰砂漿，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、節(jié)能等特點(diǎn)，且粘結(jié)性能較好，不易起殼和開裂，并可以有效解決混凝土剪力墻等各類墻體的保溫問題。市場(chǎng)潛力大，生產(chǎn)附加值高，我們可以在這方面進(jìn)行深入研究和發(fā)展。對(duì)占用土地堆放的脫硫石膏進(jìn)行綜合利用，一是從根本上解決了企業(yè)的負(fù)擔(dān)，二是開辟了工業(yè)利廢循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新途徑，三是給企業(yè)創(chuàng)收，四是增加社會(huì)就業(yè)機(jī)會(huì)，有效的帶動(dòng)了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。1.4綜合利用的發(fā)展前景在充分檢索和分析國內(nèi)外文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，本論文要達(dá)到如下目標(biāo):(1)調(diào)查我國天然石膏資源分布以及利用概況;(2)詳細(xì)檢索發(fā)達(dá)國家石膏特別是脫硫石膏的綜合利用情況;(3)分析脫硫石膏的性能特點(diǎn)以及與天然石膏的性能比較;(4)詳細(xì)分析國內(nèi)脫硫石膏的科研開發(fā)及生產(chǎn)利用情況;(5)分析利用脫硫石膏存在的難點(diǎn)，包括脫硫石膏運(yùn)輸費(fèi)用、政策因素以及與天然石膏的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等;(6)提出我國脫硫石膏的綜合利用對(duì)策。

文獻(xiàn)綜述在對(duì)脫硫石膏的綜合利用分析之前，對(duì)石膏的性能、用途以及我國天然石膏的分布、脫硫石膏與大然石膏不同特點(diǎn)等作一概述，以利于對(duì)脫硫石膏的綜合利用作出科學(xué)的分析。2.1石膏的性能、應(yīng)用及分布純的石膏是一種白色透明的礦產(chǎn)，然而有時(shí)由于雜質(zhì)的緣故使石膏礦帶上灰色、褐色和粉紅色。石膏的化學(xué)名稱為二水硫酸鈣，化學(xué)分子式為CaSO4·2H2O。當(dāng)石膏被加熱時(shí)，石膏將失去四分之三的水成為半水石膏(CaSO4·1/2H2O)，半水石膏是軟的且容易被磨成粉，稱之為半水石膏灰泥或者稱之為燒石膏、熟石膏。當(dāng)熟石膏粉與水混合將會(huì)形成灰泥或石膏漿，然后會(huì)被干燥變得象巖石一樣硬。化合態(tài)結(jié)合的水，如前所述的經(jīng)加熱脫除的水，會(huì)被重新結(jié)合，熟石膏將回復(fù)到石膏原始的化學(xué)組成。當(dāng)半水石膏成漿狀，它可在兩層紙之間被灌注而制得石膏板。半水石膏漿液也被用于填充裂縫和縫隙，或者灌注模子。石膏成為理想的建筑材料是由于石膏具有防火、儲(chǔ)量豐富、價(jià)廉、通用性好、以及強(qiáng)度好。石膏建材也能降低和控制噪音，石膏制品的應(yīng)用對(duì)環(huán)境有益。日前,我國約有80%左右的石膏用作水泥緩凝劑。水泥中加入石膏，可使其凝結(jié)時(shí)間合理，避免快凝現(xiàn)象，并可提高強(qiáng)度和抗凍性，降低干縮率，但其摻入量一般不超過3.5%。用石膏制作的板材、墻體構(gòu)件等建筑制品，具有質(zhì)輕、抗震、隔音、隔熱、阻燃、裝飾性能好，便于高效機(jī)械化生產(chǎn)，提高施工速度等諸多優(yōu)點(diǎn)，已成為一種發(fā)展迅速的新型建筑材料，需求量日益增長。用石膏作建筑膠結(jié)材料，用于建筑砂漿和隔熱混凝土，制作屋面、瓦及天花板等。石膏在造紙、油漆、橡膠、化工、塑料、紡織工業(yè)中用作填料。缺硫地區(qū)可用以制硫酸，但不經(jīng)濟(jì)。在農(nóng)業(yè)上用石膏做鈣、硫養(yǎng)料，可提高農(nóng)作物產(chǎn)量。此外，石膏還廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、制作模型及藝術(shù)品等諸多方面。不同用途對(duì)石膏的種類、含量有不同的要求，詳見表2-1。不同用途對(duì)石膏礦石中的雜質(zhì)也有不同的限制，如紙面石膏板對(duì)K、Na、CI含量;醫(yī)用及食品用石膏對(duì)As、S、Se、Cr、F、Cl、MgCl2的含量;建筑、醫(yī)用及食品對(duì)石膏中的放射性元素的含量均有限制，可在具體指標(biāo)中確定。我國有豐富的石膏礦產(chǎn)資源，己探明的各類石膏儲(chǔ)量約為570億噸，居世界首位。我國石膏礦產(chǎn)資源分布示意圖2-1所示。由圖2-1分析可知，我國天然石膏資源分布較廣，有24個(gè)省(市、自治區(qū))已探明有石膏資源，其中儲(chǔ)量超過10億噸的9個(gè)省(市自治區(qū))依次是山東(375.17億噸)，內(nèi)蒙古(34.53億噸)，青海(26.82億噸)，湖南(24.74億噸)，湖北(15.75億噸)，寧夏(5.77億噸)，西藏(12.20億噸)，安徽(11.04億噸)，江蘇(10.03億噸)，石膏比較貧乏的地區(qū)是東北、華北以及華東地區(qū)的浙江省、江西、福建以及海南等省份。我國石膏礦石不同品級(jí)的儲(chǔ)量及所占百分比如表2-2所示。由表2-2分析可知:(1)我國己經(jīng)探明的石膏和硬石膏儲(chǔ)量中，品位在“>65%~75%”的最多，儲(chǔ)量分別為129億噸和309億噸，分別占己探明儲(chǔ)量的65%和84%；高品位(>95%)的石膏和硬石膏的儲(chǔ)量最少，儲(chǔ)量分別為3億噸和4億噸，分別占已探明儲(chǔ)量的2%和1%。(2)我國己利用和可供近期利用的礦產(chǎn)地石膏和硬石膏儲(chǔ)量中:石膏以品位為65%一75%最多，達(dá)74億噸(占56%);其次為75%一85%品位，為44億噸(占33%)；硬石膏以品位為85%一95%最多，達(dá)26億噸(占75%):其次為>95%品位，為4億噸(占9%)。表2-1石膏的分級(jí)和用途等級(jí)礦物成分(%)主要用途A型B型H2OCaSO4·2H2OCaSO4·2H2O+CaSO41≥95—≥19.8醫(yī)用、食品、藝術(shù)品模型2≥85—≥17.19建筑用品3≥75≥75≥15.70≥13.354≥65≥65≥13.60≥11.95水泥緩凝組分農(nóng)用、含硫肥料5≥55≥55≥11.51≥10.55注：據(jù)《中華人民共和國建筑材料工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)JC16一82》表2-2中國石膏礦石不同品級(jí)的儲(chǔ)量及所占百分比礦產(chǎn)地礦石平均品位（%）已探明儲(chǔ)量的礦產(chǎn)地己利用和可供近期利用的礦產(chǎn)地石膏硬石膏石膏硬石膏探明存量（億t）百分比（%）探明存量（億t）百分比（%）探明存量（億t）百分比（%）探明存量（億t）百分比（%）55~65631956438>65~7512965309847456——>75~85472441443338>85~95126339972675>953241——49合計(jì)19710036910013310036100資料來源：中國礦業(yè)網(wǎng)石膏礦資源圖片來源：中國一上業(yè)礦物材料網(wǎng)()我國己利用和可供近期利用的礦產(chǎn)地的石膏保有儲(chǔ)量見圖2-2。圖2-2中國已利用和可供近期利用各品位(%)的石膏保有儲(chǔ)童同大多品位較低的天然石膏相比，脫硫石膏CaSO4·2H2O含量普遍較高，一般可達(dá)90%以上，因此在要求CaSO4·2H2O含量較高的石膏板以及石膏模具的生產(chǎn)中，脫硫石膏具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；而對(duì)于用于品位要求較低的水泥緩凝劑而言，使用脫硫石膏可以節(jié)省水泥生產(chǎn)成本。2.1.1石膏在建筑業(yè)、建材業(yè)中的用途石膏在建筑業(yè)、建材業(yè)中有著廣泛的用途，是多種建筑材料及制品的重要原材料。利用石膏可以制作一系列產(chǎn)品：(1)石膏板。包括紙面石膏板，石膏纖維板，石膏刨花板，石膏空心條板，石膏空心大板。(2)石膏砌塊。包括實(shí)心砌塊，空心砌塊。(3)粉刷石膏。(4)石膏天花板及裝飾件。(5)石膏線角。(6)石膏磚。(7)石膏粘結(jié)劑。(8)水泥緩凝劑。(9)加氣混凝土外加劑。(10)石膏灰漿(用于白流平地面)(11)石膏模具，其中衛(wèi)生陶瓷工業(yè)用量較大。1.熟石膏的生產(chǎn)工藝流程生石膏干法鍛燒工藝為:生石膏從采場(chǎng)運(yùn)來后先經(jīng)過儲(chǔ)存和精選，以保證給料連續(xù)和質(zhì)量穩(wěn)定。給料經(jīng)過一段破碎(顎式破碎機(jī))至8cm以下，再經(jīng)二段破碎(錘式破碎機(jī))至2cm以下，然后經(jīng)斗式提升機(jī)給入鍛燒窯中鍛燒。通過控制窯的溫度，可分別生產(chǎn)β型半水石膏、無水石膏及過燒石膏。β型熟石膏的生產(chǎn)工藝流程一般是:礦石儲(chǔ)存→破碎→均化→鍛燒脫水→陳化→粉磨與混包裝，用炒鍋鍛燒時(shí)先磨粉后鍛燒。α型濕法鍛燒工藝藝及流程一般是：石膏原料倉→篩分機(jī)→高壓釜蒸壓及烘干→破粉碎→均化儲(chǔ)→包裝搬運(yùn)。用水熱法生產(chǎn)α刑半水石膏的流程為：石膏原礦→破碎→磨粉→反應(yīng)釜(加水與藥劑)→清洗→脫水干燥→包裝。石膏生產(chǎn)常用技術(shù)設(shè)備石膏破碎常用的設(shè)備有顎式破碎機(jī)、圓錐破碎機(jī)、反擊式破碎機(jī)、輥式破碎機(jī)、錘式破碎機(jī)等。干法鍛燒常用直接鍛燒和間接鍛燒兩種設(shè)備。直接鍛燒設(shè)備如回轉(zhuǎn)窯、粉磨鍛燒一體化裝置(彼得磨、高溫風(fēng)掃磨等)。間接鍛燒設(shè)備如回轉(zhuǎn)式鍛燒爐、炒鍋(土炒鍋直接鍛燒)、臥式鍛燒爐、立式鍛燒爐等。濕法鍛燒設(shè)備有臥式、立式蒸壓釜，硫化罐等。2.1.2石膏建材的突出特點(diǎn)石膏用做建筑材料或建材制品有如下突出優(yōu)點(diǎn)和比較優(yōu)勢(shì)。在建筑業(yè)、建材業(yè)廣泛使用的水泥、石灰、石膏三大膠結(jié)材料中石膏的生產(chǎn)能耗最低。水泥、石灰、石膏生成最終產(chǎn)物的焙燒溫度分別為1450℃、850一950℃、170℃。石膏的生產(chǎn)能耗僅為水泥的l/4，石灰的l/3。建筑石膏的燒成、石膏制品的生產(chǎn)和應(yīng)用過程中不排放廢渣、廢水和對(duì)人體有害的物質(zhì)，僅排出水蒸汽和一定粉塵。材料在使用后可回收再利用，不產(chǎn)生廢料，不增加環(huán)境負(fù)荷。建筑石膏是不燃材料，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)其所含的結(jié)晶水分解產(chǎn)生大量水蒸氣，水蒸氣幕阻隔燃燒的蔓延。在石膏中結(jié)晶水分解完后，受體的溫度才從140℃開始繼續(xù)上升，二水硫酸鈣中結(jié)晶水分解速度每15min為6min，對(duì)8cm厚的制品其耐火等級(jí)在4h以上。而且石膏在受火時(shí)不易產(chǎn)生崩裂。建筑石膏及制品的成型水料比在0.6~0.8，水化硬化后大量游離水在干燥過程中蒸發(fā)，制品中留下大量孔隙。在室內(nèi)濕度大時(shí)，這些孔隙將水分吸入，濕度小時(shí)又釋放出來，形成調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的“呼吸功能”使人感到舒適。石膏建材制品生產(chǎn)速度快，施工效率高，基本上屬干作業(yè)。由于制品尺寸精度高，墻面不用抹灰，只需刮一層薄薄的膩?zhàn)诱移郊纯?，不像水泥砂漿面層需等28天后才能進(jìn)行裝飾。因此，可以說建筑石膏是能真正實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)的綠色建材、生態(tài)建材、環(huán)保建材，是可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的，安全、舒適、環(huán)保的建筑材料。2.1.3國內(nèi)外石膏的生產(chǎn)開發(fā)利用概況石膏在世界的每一個(gè)洲都有發(fā)現(xiàn)，是應(yīng)用最廠廣泛的材料之一。在美國，大部分石膏被用作制造住宅、辦公樓以及商用建筑用的石膏墻板和石膏灰泥。平均每一個(gè)美國的新家庭將花費(fèi)7.31噸石膏，或者換句話說，需要571m2石膏板（單位面積石膏板重量為12.8kg/m2）。1、世界主要石膏生產(chǎn)國石膏產(chǎn)量根據(jù)USGS“礦物年鑒”的數(shù)據(jù)稱2004年全球開采且消費(fèi)的天然石膏達(dá)到10600萬噸。美國的開采量最大，達(dá)到1800萬噸，占全球開采量的17％；其后依次為伊朗（10.8％），加拿大（8.5％），西班牙（7.1％），中國（6.5％即690萬噸）(但根據(jù)中國有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)為2900萬噸，主要用于水泥生產(chǎn))，其它進(jìn)入前10位的國家有泰國、澳大利亞、法國和德國，這10個(gè)國家的開采量加起來占全球的72％。2、全球石膏的主要應(yīng)用領(lǐng)域2010年全球石膏在主要應(yīng)用領(lǐng)域的用量及其所占比例參見表2-3所示。表2-3全球石膏在主要應(yīng)用領(lǐng)域的用量及其所占比例(2010年)國家應(yīng)用領(lǐng)域美國90%用于生產(chǎn)石膏墻板、抹灰制品（約1500萬t）；其余用于水泥生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)（約100萬t）。中國50%以上用于水泥、石膏板、陶瓷行業(yè)（約3230萬t）；其余用于農(nóng)業(yè)等（約3000萬t）。俄羅斯70%用于墻板及其他板材的生產(chǎn)；大約8%的石膏直接由建筑公司消費(fèi)；5%用于陶瓷工業(yè)部門；其他消費(fèi)部門有醫(yī)藥、肥料、采礦回填及冶金助熔劑等。由表2-3可知，全球石膏的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樗嘁约笆喟寮笆嗷夷?，約占90%左右；用作農(nóng)業(yè)以及其他領(lǐng)域?yàn)?0%左右。3、全球石膏板主要生產(chǎn)企業(yè)全球石膏板產(chǎn)量最大的為英國的BPB公司，其全球石膏板總產(chǎn)量為143萬噸左右；其次為美國的USG公司，產(chǎn)量為120萬噸左右；第三位為德國的Knauf公司，產(chǎn)量為100萬噸左右；第四位為法國的Laafgre公司，產(chǎn)量為90多萬噸；第五位為美國的NatinoalGypusm公司，產(chǎn)量為80多萬噸；第六位為日本的Yoshino公司，產(chǎn)量為70萬噸；第七位為美國的GoergiaPacfic公司，產(chǎn)量為50多萬噸。上述7家公司主導(dǎo)世界的石膏板產(chǎn)業(yè)。其中的3家(BPB，Knauf和Laafgre)為跨國公司，至少在四個(gè)地區(qū)建有石膏板生產(chǎn)工廠。三家美國公司(USG，NatinoalGPyusm和GeorgiaPacfic)和日本的Yosllino公司僅僅在本國建石膏板生產(chǎn)工廠。因此，全球石膏板主要生產(chǎn)企業(yè)為歐、美企業(yè)，這土要原因是歐、美地區(qū)建筑應(yīng)用石膏建材比較普遍以及石膏加工技術(shù)先進(jìn)。4、全球石膏板生產(chǎn)分布世界石膏板的生產(chǎn)裝置主要集中在北美、西歐和日本。2004年，全球石膏板產(chǎn)量估計(jì)在78億m2左右，新增加的石膏板生產(chǎn)線主要在美國，大部分以脫硫石膏為原料。東歐和亞洲的石膏板市場(chǎng)由于人量的人口、目前人均消費(fèi)的石膏板很低，以及有更多的資金投入新建石膏板生產(chǎn)工廠，將成為最重要的潛在市場(chǎng)。2004年世界主要石膏板生產(chǎn)國家及其所占比例見圖2-3。圖2-3世界主要石膏板生產(chǎn)國家及其所占比例(2004年）5、石膏在我國各領(lǐng)域所占比例我國普通大然石膏和纖維石膏在各領(lǐng)域所占的比例見圖2-4和圖2-5。由圖可知，我國普通天然石膏的主要應(yīng)用領(lǐng)域在水泥行業(yè)，纖維石膏主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)。圖2-4中國普通天然石膏在各領(lǐng)域所在應(yīng)用比例圖2-5中國纖維石膏在各領(lǐng)域所占應(yīng)用比例我國主要石膏板生產(chǎn)企業(yè)我國石膏板生產(chǎn)企業(yè)主要有：山東泰和集團(tuán)、北新建材(集團(tuán))有限公司以及部分外資獨(dú)資或合資企業(yè)。據(jù)報(bào)道，歐洲三大石膏公司英國的BPB公司、法國的Lafarge公司和德國的Knauf公司均在中國有較人的投資。其中Knauf公司2001年在中國建造了第二家石膏制品生產(chǎn)廠。我國主要石膏板生產(chǎn)企業(yè)見表2-4。表2-4中國主要石膏板生產(chǎn)企業(yè)序號(hào)企業(yè)名稱石膏板產(chǎn)量m2/年1北新建材(集團(tuán))有限公司5000萬2上海拉法基小野田石膏建材有限公司2500萬3可耐福石膏板(蕪湖)有限公司2000萬4可耐福石膏板(大津)有限公司6000萬5山東泰和集團(tuán)25000萬2.1.4國內(nèi)外合成石膏應(yīng)用現(xiàn)狀國外應(yīng)用概況合成石膏是作為減少燃煤電廠煙氣二氧化硫排放的煙氣脫硫(FGD)系統(tǒng)的副產(chǎn)品。電廠煙氣脫硫系統(tǒng)不僅保持空氣清潔，而且能夠提供可支撐的、生態(tài)合理的純石膏資源。合成石膏也可由各種其它的酸中和工業(yè)過程而制得。全球合成石膏的產(chǎn)量幾乎毫無疑問地己經(jīng)超過天然石膏的產(chǎn)量，然而用于出售加工使用的合成石膏要比實(shí)際產(chǎn)量少得多。合成石膏的主要品種及產(chǎn)量分別為：磷石膏，年產(chǎn)量可能己超1億噸;其次為煙氣脫硫石膏，年產(chǎn)量為4000-5000萬噸;欽石膏，年產(chǎn)量為600-700萬噸;其他來源的合成石膏產(chǎn)量為100-300萬噸。商業(yè)應(yīng)用的合成石膏，根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，估計(jì)為2000萬噸，大部分為煙氣脫硫石膏。煙氣脫硫產(chǎn)生的副產(chǎn)石膏，用于替代天然石膏生產(chǎn)石膏板等產(chǎn)品，其質(zhì)量參數(shù)主要有：游離水分含量、純度、水溶性鹽類含量、亞硫酸鹽含量、碳酸鹽含量、pH值、氣味、毒性等。此外，不同用戶、不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)γ摿蚴嗟念w粒大小、飛灰含量、晶型以及顏色也有不同的要求。具體可參見表3-4。雜質(zhì)含量偏高對(duì)脫硫石膏的應(yīng)用的危害：水分含量大于14%的脫硫石膏基本無法再加工；氯化物含量偏高，在建筑制品中容易使鐵釘產(chǎn)生銹蝕；鉀、鈉、鎂含量偏高，容易使石膏產(chǎn)品表面結(jié)鹽霜，產(chǎn)生粉化效應(yīng)，以致使紙面石膏板面紙脫落；亞硫酸鹽含量偏高，也無法利用。2、國內(nèi)應(yīng)用狀況2003年至2011年，我國水泥產(chǎn)量從7.5億噸增加至20.63億噸，同比增長16.1%，增速同比加快0.6個(gè)百分點(diǎn)。我國能夠提供的天然石膏看來是不足的，很可能利用人量的磷石膏和其他合成石膏作為水泥的緩凝劑或其他石膏建材產(chǎn)品。例如泰和集團(tuán)在江蘇省江陰市投資1.2億元人民幣，百分之百利用電廠煙氣脫硫石膏為原料生產(chǎn)石膏板，建設(shè)年產(chǎn)6000萬m2石膏板項(xiàng)目。1992年以來，重慶人學(xué)、重慶市建筑科學(xué)研究院等單位研究開發(fā)出許多脫硫石膏產(chǎn)品，并形成了一定的市場(chǎng)份額。脫硫石膏在重慶地區(qū)止逐漸替代部分天然石膏。珞磺電廠兩期4×360MW機(jī)組年產(chǎn)生80萬噸脫硫石膏，重慶電廠2×202MW機(jī)組年產(chǎn)生20萬噸脫硫石膏，共計(jì)100萬噸。該地區(qū)有大小水泥廠十多家，每年用作水泥緩凝劑的石膏就需50萬噸。重慶地區(qū)石膏制品企業(yè)現(xiàn)己初具規(guī)模，市售產(chǎn)品包括紙面石膏板、纖維石膏板、石膏砌塊和石膏條板等，有些產(chǎn)品如纖維石膏板科技含量較高。法國石膏業(yè)巨頭拉法基在重慶市場(chǎng)推銷產(chǎn)品的同時(shí)已把目光投向脫硫石膏，建設(shè)脫硫石膏制品廠。此外，上海拉法基小野田石膏建材有限公司，擁有世界上最先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，年產(chǎn)石膏板0.25億平方米；重慶西部石膏建材有限公司成立于2001年4月，設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力為500萬平方米，于2001年12月投產(chǎn)，生產(chǎn)的石膏板產(chǎn)品，土要覆蓋中國西南地區(qū)市場(chǎng)。拉法基博羅亞洲公司再次投資約3000萬美元，從而使其在中國的石膏板年產(chǎn)能從原有的3500萬平方米提高到超過7000萬平方米，以適合中國市場(chǎng)近5年來每年15%的持續(xù)增長。泰和集團(tuán)利用脫硫石膏建設(shè)年產(chǎn)6000萬m2石膏板項(xiàng)目，其裝備水平較高，制粉系統(tǒng)采用國際上最先進(jìn)的一次鍛燒工藝，制板系統(tǒng)成型工藝采用美國BMH技術(shù)與設(shè)備，烘干系統(tǒng)采用燃?xì)鉄犸L(fēng)系統(tǒng)，生產(chǎn)了石膏板百分之百利用電廠煙氣脫硫石膏為原料生產(chǎn)石膏板，為長三角缺乏天然石膏資源而具備脫硫石膏資源的城市起到了示范作用。單位面積的石膏板重量按10Kg/m3計(jì)算，每年可有效利用脫硫石膏60萬噸左右。我國火電廠濕法石灰石/石膏法煙氣脫硫示范項(xiàng)目的基本情況如下表2-5所示?？梢?，我國脫硫石膏主要用途為制作石膏灰泥、石膏板材以及用作水泥緩凝劑。表2-5我國火電廠煙氣脫硫示范項(xiàng)目脫硫石膏質(zhì)量及利用情況序號(hào)項(xiàng)目名稱脫硫石膏質(zhì)量及利用情況1珞磺電廠兩期4×360MW機(jī)組石灰石/石膏濕法（填料塔）脫硫工藝引進(jìn)日本三菱公司技術(shù)石膏純度90%以上。石膏產(chǎn)量為60-80萬此。近幾年來，路磺電廠原則上不搞FGD石膏利利用的深加工，直接賣原料。部分脫硫石膏出售給電廠附近的江津水泥廠，代替天然石膏用作水泥緩凝劑；出售給安徽、上海等地的外資企業(yè)生產(chǎn)紙面石膏板。2重慶電廠2×202MW機(jī)組，兩臺(tái)670t/h鍋爐，采用德國Bischoff濕式石灰石/石膏空塔技術(shù)。產(chǎn)2×10t/a萬血脫硫石膏。重慶發(fā)電廠下屬的重慶潔宇公司利用脫硫石膏開發(fā)出二水脫硫石膏、石膏球、半水石膏等產(chǎn)品。主要用于國內(nèi)建材、水泥制造等領(lǐng)域。3太原第一熱電廠，從300MW機(jī)組上抽60萬Nm3/h煙氣，簡易石灰石/石膏法脫硫工藝，日本電源開發(fā)和日立公司技術(shù)負(fù)責(zé)。石膏純度85%以上，石膏產(chǎn)量6萬t/a，脫硫石膏用作生產(chǎn)建筑石膏、粉刷石膏。4北京第一熱電廠石膏產(chǎn)量為4t/a。與脫硫工程配套的石膏制板廠，利用煙氣脫硫石膏生產(chǎn)新型建材，年產(chǎn)300×103m3石膏空心砌塊，避免了脫硫后的二次污染。5廣東連州發(fā)電廠2×125MW機(jī)組，石灰/石膏濕法脫硫，由奧地利能源公司提供供供系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備。副產(chǎn)品石膏脫水至45%含固率后拋棄6杭州半山發(fā)電有限公司2×125MW機(jī)組煙氣脫硫工程進(jìn)入試生產(chǎn)脫硫石膏二水硫酸鈣的含量在94%以上，賣給其他公司，用作石膏板生產(chǎn)原料；水泥緩凝劑；紙面石膏板和石膏空心砌塊7揚(yáng)州電廠200MW機(jī)組。脫硫石膏產(chǎn)量為4萬噸3、我國脫硫石膏的科研現(xiàn)狀隨著我國脫硫市場(chǎng)的發(fā)展，近年來我國的許多高校和研究單位，例如重慶大學(xué)、浙江大學(xué)、華中理工大學(xué)等對(duì)煙氣脫硫石膏的性能及其在水泥緩凝劑、括墻膩?zhàn)?、石膏砌塊、脫硫石膏刨花板、改良強(qiáng)度蘇打鹽漬王、固結(jié)全尾砂和制備α石膏粉等應(yīng)用方面進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果表明;煙氣脫硫石膏的性能達(dá)到或超過天然石膏，可廣泛用于水泥緩凝劑、石膏建筑材料等的生產(chǎn)。煙氣脫硫石膏是一種非常好的建材資源，是與天然石膏等效的原材料。在國外特別是歐洲，絕大部分的脫硫石膏被廣泛應(yīng)用于建材行業(yè)生產(chǎn)建筑石膏粉、α一半水石膏粉、水泥緩凝劑、石膏制品、石膏砂漿等石膏建材產(chǎn)品。國內(nèi)對(duì)脫硫石膏的綜合處理和應(yīng)用己開始起步，但發(fā)展卻比較緩慢，形成工業(yè)化、規(guī)模化和專業(yè)化生產(chǎn)的企業(yè)不多。但可以預(yù)見，脫硫石膏的生產(chǎn)與應(yīng)用蘊(yùn)藏著巨大的市場(chǎng)機(jī)遇，在不久的將來一定會(huì)有大量的脫硫石膏代替天然石膏生產(chǎn)建材制品，特別是對(duì)于那些天然石膏匱乏而具有脫硫石膏資源的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)例如浙江省、上海市等省市更加如此。從中國專利數(shù)據(jù)庫檢索結(jié)果分析可知:我國有關(guān)脫硫石膏的專利申請(qǐng)人主要有上海市建筑科學(xué)研究院、浙江大學(xué)、四川建筑材料工業(yè)學(xué)院以及部分個(gè)人。這些中國專利涉及的研究方向?yàn)椋豪妹摿蚴嚅_發(fā)混凝土膠凝材料、β型半水石膏、α一半水石膏、石膏陶瓷、石膏空心條板，硫酸鉀、沙漠保水劑以及土壤固化劑等。2.2脫硫石膏的特征、來源及危害煙氣脫硫是指從燃煤電廠的煙氣中除去二氧化硫的化學(xué)過程。許多煙氣脫硫方法被開發(fā)以適應(yīng)不同場(chǎng)合。它們的目標(biāo)就是要使煤燃燒產(chǎn)生的二氧化硫氣體同吸收劑進(jìn)行化學(xué)結(jié)合，所用的吸收劑有：石灰石、石灰或者氨氣。當(dāng)使用石灰石或者石灰做吸收劑時(shí)，在一定上藝下可得到滿足建材行業(yè)使用的脫硫石膏。煙氣脫硫石膏呈較細(xì)顆粒狀，平均粒徑約40-60μm，顆粒呈短柱狀，徑長比在1.5~2.5之間。顏色星白色或灰色，其中二水硫酸鈣含量較高，一般都在90%以上，含游離水一般在10%~15%，其中還含有飛灰、有機(jī)碳、碳酸鈣、亞硫酸鈣以及由鈉、鉀、鎂的硫酸鹽或氯化物組成的可溶性鹽等雜質(zhì)。脫硫石膏與建筑用天然石膏比較如下。1、化學(xué)組成及細(xì)度在煙氣脫硫過程中，為了提高煙氣脫硫效率，技術(shù)上對(duì)用于煙氣脫硫的石灰石(或石灰粉)中的氧化鈣含量有較高的要求，這在客觀上保證了脫硫石膏化學(xué)成分的穩(wěn)定。國家建筑材料工業(yè)科技教育委員會(huì)的陶有生報(bào)道，脫硫石膏的主要化學(xué)組成與天然石膏基本相似，天然石膏與煙氣脫硫石膏的化學(xué)成分及細(xì)度見表2-6及表2-7。表2-6天然、脫硫石膏化學(xué)成分及細(xì)度項(xiàng)目CaOSiO2Al2O3SO3Fe2O3MgOLoss篩余（45μm）%天然石膏317.28.8脫硫石膏19.21.0表2-7顆粒粒徑分布粒度/μm806050403020105天然石膏篩余/%4.914.415.520.012.7脫硫石膏篩余/%5.015.53.821.931.0注：天然石膏中未計(jì)入占8.8%的大于80。煙氣脫硫石膏與天然石膏在化學(xué)組成上相差不大，品位相當(dāng)，而天然石膏的雜質(zhì)以粘土礦物為主，在磨細(xì)后顆粒較人，一般在140μm左右。在雜質(zhì)含星相同情況下，就脫硫石膏而言沒有參加反應(yīng)的碳酸鈣顆粒一部分以石灰石顆粒形態(tài)單獨(dú)存在，另一部分以核形式存在于二水硫酸鈣中心，這就增加了有效參與水化反應(yīng)的硫酸鈣顆粒數(shù)量，使其有效組分高于天然石膏，而天然石膏雜質(zhì)在水化時(shí)一般不能參加反應(yīng)，在一定程度上使天然石膏性能不及脫硫石膏。脫硫建筑石膏的性能本實(shí)驗(yàn)室選取各地，，，脫硫建筑石膏的性能及其與天然建筑石膏的性能比較見表2-8。表2-8脫硫建筑石膏與天然建筑石膏性能比較石膏品種水膏比/%初凝/min終凝/min抗壓強(qiáng)度/Mpa抗折強(qiáng)度/Mpa脫硫建筑石膏天然建筑石膏50506.57.511.04.93.9脫硫建筑石膏天然建筑石膏56.756.77.07.512.04.33.2脫硫建筑石膏天然建筑石膏60607.258.012.813.02.4脫硫建筑石膏天然建筑石膏70707.758.5注：脫硫建筑石膏標(biāo)準(zhǔn)稠度56.7%；天然建筑石膏標(biāo)準(zhǔn)稠度60%。從表2-8可以看出，兩者標(biāo)準(zhǔn)稠度相差不大，凝結(jié)時(shí)間非常接近，但抗壓強(qiáng)度相差較大。在標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量時(shí)，脫硫石膏的抗壓、抗折強(qiáng)度分別比天然石膏高出100%和80%，比國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品指標(biāo)高78%和72%。在用水量高于標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量25%時(shí)，脫硫建筑石膏的強(qiáng)度仍可達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品水平。而天然建筑石膏的用水量在低于標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量6%時(shí)，其強(qiáng)度才能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品水平。脫硫建筑石膏的強(qiáng)度之所以高于天然建筑石膏是由于脫硫建筑石膏的結(jié)晶體為柱體，其結(jié)構(gòu)緊密，致密的結(jié)品結(jié)構(gòu)網(wǎng)使水化、硬化體有較大的表觀密度，它比天然石膏硬化體高10%-20%，因而有較高強(qiáng)度；天然建筑石膏水化產(chǎn)物多為針狀、片狀結(jié)晶，而晶體接觸點(diǎn)間壓力較大，晶體結(jié)構(gòu)較疏松故硬化體強(qiáng)度較低。2.2.1特征同大然石膏相比，脫硫石膏具有如下特點(diǎn)。脫硫石膏的顆粒過細(xì)天然石膏經(jīng)過粉碎后，細(xì)度一般在140μm左右，而脫硫石膏顆粒直徑一般為60μm，由于顆粒過細(xì)而帶來流動(dòng)性和觸變性問題，在工藝中往往應(yīng)進(jìn)行特殊處理，改善晶體結(jié)構(gòu)。2、脫硫石膏有一定的含水量脫硫石膏的含水量一般在10%以下，太原第一熱電廠脫硫石膏的游離水含量達(dá)15%，由于脫硫石膏含水率較高，粘性極強(qiáng)，脫硫石膏在裝載、提升、輸送的生產(chǎn)過程中，極易堵料，脫硫石膏在生產(chǎn)過程中粘附在各種設(shè)備上，造成積料、堵塞、影響生產(chǎn)過程正常進(jìn)行。3、脫硫石膏的顏色偏深質(zhì)量優(yōu)良的脫硫石膏是純白顏色的，但相當(dāng)多的脫硫石膏呈深灰色，煙氣脫硫石膏作為裝飾石膏明顯影響外觀，其主要原因是煙氣除塵系統(tǒng)不正常，煙氣中含有較多的粉煤灰，使石膏顏色加深，其次石灰石不純，含有較多的鐵質(zhì)等雜質(zhì)。4、脫硫石膏體積密度大例如太原第一熱電廠脫硫石膏的體積密度達(dá)1000克/升，體積密度對(duì)儲(chǔ)存、生產(chǎn)工藝和產(chǎn)品性能也有很重要的影響。脫硫石膏的體積密度值決定于脫硫的工藝方法。2.2.2來源及相關(guān)處置工藝來源脫硫石膏是石灰石(石灰)一石膏濕法脫硫的副產(chǎn)物。煙氣脫硫石膏是通過以下4個(gè)步驟產(chǎn)生的。脫硫在吸收塔中，石灰石懸浮液以逆流方向噴向除去了灰塵的煙氣。在這個(gè)過程中石灰石(CaCO3)與煙氣中的502化合產(chǎn)生CaCO3·l/2H2O。這個(gè)化學(xué)反應(yīng)以下面的方程式表示：SO2+CaCO3+l/2H2O→CaCO3·l/2H2O+CO2最初得到的CaCO3·l/2H2O在吸收塔中是以亞硫酸鈣泥漿形式存在的。如果亞硫酸鈣需要轉(zhuǎn)化成脫硫石膏，就需要進(jìn)一步的反應(yīng)。（2）氧化把亞硫酸鈣轉(zhuǎn)化成硫酸鈣二水化合物的過程是一個(gè)氧化過程，是通過向吸收塔中懸浮液吹入含氧空氣進(jìn)行的。其化學(xué)反應(yīng)如下；2CaSO3·l/2H2O+O2+3H2O→2CaSO4·H2O亞硫酸鈣與氧氣反應(yīng)生成三水硫酸鈣。在這個(gè)過程中，石膏晶體是通過連續(xù)的循環(huán)過程生成的，生成晶體的尺寸為30-70μm。石膏分離產(chǎn)生于吸收塔漿體中的二水石膏晶體必須分離出來并且除去雜質(zhì)，這個(gè)過程是在水力旋流器中進(jìn)行的。水力旋流器的原理是利用離心力場(chǎng)中的沉淀作用進(jìn)行，這是一種機(jī)械分離法，特別適合于5-100μm的粒子。粗的二水硫酸鈣粒子通過底流分離出去，并且送到第4步工序去以便進(jìn)一步處理。細(xì)的顆粒通過溢流來分離，并循環(huán)回流至吸收塔中繼續(xù)生一長。（4）石膏沖洗和脫水在這個(gè)回收工序的最后階段，硫酸鈣晶體通過使用過濾器和離心機(jī)，從產(chǎn)生于水力旋流器底流中的懸浮液中分離出來。分離出來的結(jié)晶硫酸鈣，用干凈的水沖洗，以便清除氯離子、鈉離子、鎂離子這些水溶性雜質(zhì)。過濾產(chǎn)物的最終含濕率最大為10%(重量)。這樣得到的濕的、細(xì)顆粒的、結(jié)晶的、高純度的結(jié)晶硫酸鈣二水化合物，生成像天然石膏那樣性質(zhì)的脫硫石膏。由于煙氣脫硫石膏(FGD石膏)的形成過程與天然石膏不同，因此FGD石膏與天然石膏相比，也存在特殊性。天然石膏是在緩慢、近乎平衡的條件下沉積而成，因此雜質(zhì)基本上分布于晶體表面，以粘土類礦物為主，晶體結(jié)構(gòu)完整而且發(fā)育良好。FGD石膏是在漿液中快速沉淀形成，可溶性鹽和惰性物質(zhì)在晶體內(nèi)部和表面都有分布，雜質(zhì)的種類及分布特點(diǎn)成為FGO石膏應(yīng)用過程中的不利因素。FGO石膏的雜質(zhì)主要是碳酸鈣和可溶性鹽。一部分碳酸鈣單獨(dú)存在，這是由于在反應(yīng)過程中部分顆粒沒有參加反應(yīng);另一部分碳酸鈣存在于石膏顆粒中，這是由于CaCO3與SO2不完全反應(yīng)所致，石膏顆粒的中心部位為CaCO3。日本Babcock一HtiachiKabushikiKaisha公司申請(qǐng)的美國專利“石灰石一石膏煙氣脫硫工藝”，該專利介紹的脫硫原理為：CaCO3+SO2+l/2H2O→CaCO3·l/2H2O+CO2【1】CaSO3·l/2H2O+SO2+l/2H2O→Ca（HSO）2【2】Ca（HSO）2+l/2O2+2H2O→CaSO4·2H2O+H2SO4【3】CaCO3·l/2H2O+l/2O2+3/2H2O→CaSO4·2H2O【4】工藝流程示意圖見圖2-6。1-高深煙氣；3-氣體換熱器；5-冷卻塔；7-吸收塔；9-吸收漿槽；11-清潔煙氣；13、19、23、30、35、43、50-閥門；15-循環(huán)吸收漿液管線；17-進(jìn)料管；21、28-支線；22-壓縮機(jī)；24-循環(huán)漿儲(chǔ)槽；25-pH調(diào)節(jié)罐；29-氧化塔；31、33、39、47、51、55、56、61-管線；37-緊急泄料槽；41、59-泵；45-石膏濃縮罐；49-廢水處置設(shè)備；53-離心機(jī)；57、91-儲(chǔ)罐圖2-6石灰石一石膏煙氣脫硫工藝流程示意圖2、相關(guān)處置工藝脫硫石膏經(jīng)過廠業(yè)處理之后，與天然石膏性能類似，可以應(yīng)用于下列領(lǐng)域。水泥緩凝劑及水泥制品紙面石膏板石膏灰泥及粉刷石膏纖維石膏板包括木頭及玻璃纖維加強(qiáng)石膏板。α—高強(qiáng)石膏石膏礦渣板石膏砌塊石膏空心條板及絕熱面板自流平石膏改良鹽、堿土壤及酸性土壤美國專利涉及脫硫石膏的專利達(dá)200多篇，從美國專利分析可知，利用脫硫石膏可開發(fā)的產(chǎn)品土要有:石膏灰泥、石膏墻板、木頭及玻璃纖維加強(qiáng)纖維石膏板、aαα一半水石膏、建筑砌塊、石膏墻板、水泥及其制品、防水石膏材料、農(nóng)業(yè)土壤改良劑、不燃石膏板等。2.2.3危害目前，我國每年產(chǎn)生并排到人氣中的二氧化硫已達(dá)2000萬噸/年(其中燃煤電廠為826萬噸/年)，平均到國土面積上約為2噸/平方公里年。石灰石/石膏法脫硫設(shè)備每處理一噸二氧化硫就產(chǎn)生脫硫石膏2.7噸，隨著我國的火電廠裝機(jī)容量的逐年遞增，到2010年，每年的脫硫石膏達(dá)數(shù)千萬噸，數(shù)量相當(dāng)驚人。在未來十年內(nèi)，.我國燃煤電廠約有三億千瓦裝機(jī)的煙氣脫硫裝置要建設(shè)和投運(yùn)，目前國內(nèi)燃煤電廠二氧化硫污染防治的主體技術(shù)是濕式“石灰石/石膏法”，脫硫石膏的產(chǎn)量將隨著煙氣脫硫裝置的建設(shè)和投運(yùn)而快速增長。脫硫石膏若得不到合理利用，已經(jīng)并將進(jìn)一步成為繼二氧化硫、氮氧化物后的又一大污染源。這種轉(zhuǎn)換了形態(tài)的污染源含有重金屬、酸性氧化物、有機(jī)污染物等化學(xué)物質(zhì)，分解的石膏粉末被風(fēng)帶入空氣中形成懸浮微粒，經(jīng)雨水沖刷流入農(nóng)田、滲入土壤，污染地表水和地下水，會(huì)嚴(yán)重?fù)p害接觸者的健康。脫硫石膏如果得不到充分合理的利用，不僅要占用大量的土地堆放，對(duì)地下水資源造成污染，成為轉(zhuǎn)換了形態(tài)的污染源一固體廢棄物再次污染環(huán)境，陷入治污又生污的惡性循環(huán)。2.3脫硫石膏的資源化利用趨勢(shì)全世界使用的最普遍的石膏是天然石膏，然而合成石膏的的消費(fèi)正在快速增長，特別是在歐洲和北美地區(qū)。最常用的合成石膏是由燃煤發(fā)電廠的煙氣脫硫裝置生產(chǎn)的脫硫石膏。其他類型的合成石膏如欽石膏、氟石膏和磷石膏等也能被利用，然而天然石膏的雜質(zhì)含量以及地域限制影響其需求。合成石膏，特別是煙氣脫硫石膏的產(chǎn)量，20世紀(jì)90年代在發(fā)達(dá)國家的利用開始上升，預(yù)期將進(jìn)一步上升。脫硫石膏產(chǎn)量的上升將給電力公司帶來兩方面的影響：(1)引導(dǎo)20世紀(jì)80年代的環(huán)境立法；(2)煤燃燒產(chǎn)品處理費(fèi)用的上升。2003年，全球所有種類的石膏的消費(fèi)量估計(jì)為1.49億噸。天然石膏的主要市場(chǎng)是用作生產(chǎn)波特蘭水泥的緩凝劑，特別是在工業(yè)化經(jīng)濟(jì)體用作生產(chǎn)鍛燒石膏產(chǎn)品，同發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體相比要少的多。2003年，水泥生產(chǎn)所消耗的石膏估計(jì)為7600萬噸(占51.0%)，石膏板和石膏灰泥生產(chǎn)耗用石膏量估計(jì)為5850萬噸(占39.3%)；使用石膏的另一個(gè)主要領(lǐng)域是農(nóng)業(yè)，估計(jì)為650萬噸(占49%);其他領(lǐng)域應(yīng)用約800萬噸(占5.3%)[58〕。盡管近幾年石膏板產(chǎn)量在北美、歐洲和亞洲得到增長，水泥行業(yè)仍將延續(xù)作為石膏的主要市場(chǎng)。在未來五年，同其他種類的石膏相比，煙氣脫硫石膏的消費(fèi)將以更快的速度上升。由于大量的人口以及目前人均石膏板的消費(fèi)很低，東歐和亞洲的石膏板市場(chǎng)看來由于投資建設(shè)新的生產(chǎn)裝置有潛力成為重要的石膏板市場(chǎng)。由于石膏廢料的回收利用更為普遍，發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體的石膏供應(yīng)量也在增長。據(jù)估計(jì)，美國年回收石膏達(dá)400萬噸；在歐共體和日本，回收石膏的數(shù)量也顯得日益重要。燃煤電廠提供了我國75%以上的電力，同時(shí)也生產(chǎn)多種煤燃燒產(chǎn)品，這些產(chǎn)物既是資源同時(shí)也帶來廢物處理難題。脫硫石膏的利用提供了重大的環(huán)境和經(jīng)濟(jì)利益。脫硫石膏在國外的成功的應(yīng)用歷史證明了其環(huán)境可接受性。當(dāng)脫硫石膏被利用，天然石膏能夠持續(xù)利用更長的時(shí)間，開礦的費(fèi)用減少。此外脫硫石膏的資源化利用，可以節(jié)省作為脫硫渣的處理費(fèi)用，節(jié)省作為垃圾的掩埋用地，產(chǎn)生作為產(chǎn)品銷售的銷售額，綜合效益十分顯署。燃煤電廠的脫硫石膏若能得到充分利用，將其轉(zhuǎn)變?yōu)橘Y源和商品，這既符合國家關(guān)于加快發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略和資源節(jié)約等國家產(chǎn)業(yè)政策，也符合國家發(fā)改委關(guān)于在循環(huán)經(jīng)濟(jì)中實(shí)現(xiàn)“資源化”的精神，具有良好的發(fā)展前景。在未來5年，由于存在合成石膏應(yīng)用于石膏板的競(jìng)爭(zhēng)，天然石膏的消費(fèi)顯示較低的增長速度。在未來十年，盡管由于中國在建筑業(yè)高速發(fā)展的帶動(dòng)下，合成石膏消費(fèi)增長令人矚目，然而合成石膏在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用增長緩和，年增長率為1%一2%。2.3.1美國脫硫石膏的生產(chǎn)和消費(fèi)美國也日益重視脫硫石膏的開發(fā)和利用，但由于電廠與石膏公司一般相距較遠(yuǎn)(數(shù)百英里)，加之該國有豐富便宜的天然石膏資源，故脫硫石膏的應(yīng)用比例相對(duì)較小。2001年，美國煙氣脫硫石膏的生產(chǎn)量為25.90Mt，使用量達(dá)7.30Mt，比2000年增加了50%；脫硫石膏的利用率達(dá)到28.20%。在美國，石膏墻板制造領(lǐng)域的脫硫石膏的使用量占了脫硫石膏總使用量的大部分，即占了77.4%。水泥和混凝土占了脫硫石膏其他用途的大部分。農(nóng)業(yè)方面的用途僅占了脫硫石膏總用量的1.5%。然而脫硫石膏在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用潛力甚至要超過它在石膏墻板上的應(yīng)用。這種潛力通過示范工程已經(jīng)得到證實(shí)。近年來，美國的脫硫石膏利用率進(jìn)一步得到提高，進(jìn)一步取代天然石膏用作生產(chǎn)石膏板，以保護(hù)天然石膏資源。另據(jù)USGS/ACAA報(bào)道，2002年，美國合成石膏的銷量已達(dá)900多萬噸(事實(shí)上美國出售的合成石膏全是脫硫石膏)。實(shí)際出售石膏量很可能更高，主要是由于不是所有出售的合成石膏都匯總至USGS。1993年以前，出售的合成石膏量增長緩慢，1986年為59.2萬噸，1993年為70.8萬噸。1993年以后，合成石膏的銷量快速增加，部分是由于其用途的擴(kuò)大，不僅僅局限于制作石膏板。在隨后的九年時(shí)間(1994-2003)，美國出售的合成石膏從85萬噸快速上升至950萬噸，年均增長率為31%。2002-2003年，美國出售的合成石膏(脫硫石膏)依次分別為938萬噸和950萬噸。美國煙氣脫硫石膏生產(chǎn)及應(yīng)用：圖2-7列出了1997-2001年美國煙氣脫硫石膏的生產(chǎn)量和使用量(Mt)。圖2-8列出了1997-2001年美國脫硫石膏的利用率(%)。圖2-9列出了2001年美國脫硫石膏的消費(fèi)領(lǐng)域分布。圖2-71997~2001年美國煙氣脫硫石膏的生產(chǎn)量和使用量(Mt)由圖2-7可知，1997-2001年，美國煙氣脫硫石膏的產(chǎn)星增加不多(2230萬噸-2590萬噸)，然而2001年關(guān)國脫硫石膏的使用量卻比2000年明顯增加(198萬噸-730萬噸)。圖2-8美國脫硫石膏利用率(%)(1997-2001年)由圖2-8可知，2001年，美國脫硫石膏的利用率達(dá)到28.2%，比2000年提高了50%左右。圖2-9美國脫硫石膏的消費(fèi)領(lǐng)域分布(2001年)由圖2-9可知，美國脫硫石膏最大消費(fèi)領(lǐng)域?yàn)閴Π澹?7%;其次為水泥渣磚材料和混凝土水泥漿，均為6.03%。2.3.2歐洲脫硫石膏的生產(chǎn)和消費(fèi)歐洲特別是德國在煙氣脫硫方面起步早，對(duì)脫硫石膏的再利用也非常重視，其經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒。德國脫硫石膏生產(chǎn)量增長很快。1989年是2500×103t，這幾年已增加到3200×103t到3900×103t。幾乎所有的需用石膏企業(yè)都使用脫硫石膏。其主要用途是建筑制品和水泥緩凝劑。建筑制品主要是紙面石膏板、石膏抹灰、纖維石膏板和礦渣石膏板。由于采用人量的相對(duì)便宜的脫硫石膏，德國兩個(gè)主要石膏公司(Knauf和Rigips)己將部分生產(chǎn)能力遷至電廠附近。英國的天然石膏資源已接近用完，這為脫硫石膏的應(yīng)用提供了市場(chǎng)。如Sherbum一Elmet石膏板廠準(zhǔn)備年用石膏550×103t。奧地利現(xiàn)在脫硫石膏的利用量己占該國石膏總用量的70%，且這個(gè)比例還在不斷上升。荷蘭也正在與德國合作，生產(chǎn)脫硫硬石膏用于自流平地面施土和水泥緩凝劑，年用脫硫石膏370×103t。2001年，歐洲脫硫石膏的生產(chǎn)量為1070萬t，使用量為865.6萬t，煙氣脫硫石膏的利用率為80.90%。2001年歐洲脫硫石膏應(yīng)用領(lǐng)域分布情況見圖2-10。圖2-102001年歐洲脫硫石膏應(yīng)用領(lǐng)域分布情況由圖2-10可知，歐洲脫硫石膏最大使用領(lǐng)域?yàn)槭喟澹?001年歐洲用于制造石膏板的脫硫石膏達(dá)到550萬t；其次為自流平地板，用量為133萬t；同時(shí)也有部分作為垃圾填理(73.3萬t和暫時(shí)庫存(131萬t)。2001歐洲脫硫石膏在各應(yīng)用領(lǐng)域所占的比例見圖2-11。圖2-11歐洲脫硫石膏應(yīng)用領(lǐng)域分布情況(2001年)從圖2-11可知，歐洲脫硫石膏最大消費(fèi)領(lǐng)域?yàn)槭鄩Π?，占?3.54%；其次為白流平地板、水泥緩凝劑和石膏灰泥，分別為15.37%，9.16%和90.0%。2.3.3日本脫硫石膏的生產(chǎn)和消費(fèi)日本是利用脫硫石膏最多的國家之一。由于該國天然石膏資源匱乏，因此很重視這方面的研究。1975年以前，日本所利用的化學(xué)石膏中88%為磷石膏。1975年以后脫硫石膏的利用比例逐年上升，現(xiàn)在脫硫石膏的應(yīng)用比例己超過磷石膏，其主要的用途是建筑制品和水泥緩凝劑。建筑制品主要是紙面石膏板和石膏礦渣板(又稱“埃特利特”）。埃特利特石膏礦渣板是三菱公司的專利產(chǎn)品，它可以直接利用脫硫石膏來制作礦渣板而不必對(duì)脫硫石膏進(jìn)行任何預(yù)處理。日本的脫硫石膏質(zhì)量很好。1979年對(duì)21個(gè)脫硫石膏生產(chǎn)源進(jìn)行了調(diào)查，平均石膏純度為97.9%，表面自由水分<10%。2001年，日本脫硫石膏的生產(chǎn)量為1700kt，消費(fèi)量為1500kt。日本脫硫石膏的利用率為88.24%。日本脫硫石膏的主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)榧埫媸喟搴退嗑從齽?，用于水泥添加劑和石膏板原料的脫硫石膏的比例超過90%。2.