详细介绍: 随着我国烟气脱硫工艺的逐渐采用,燃煤电厂将排放越来越多的脱硫石膏,对环境造成的严重污染。对此,国内外很多脱硫石膏压球机生产厂家就此提出研讨,问题的解决势在必行。但目前市场上脱硫石膏大部分以堆储为主,已成为继粉煤灰后的第二大固体废弃物。固体废弃物是环境的重要负担之一,不仅占用大片土地,还通过水、空气、土壤等媒介严重污染环境,进而破坏生态平衡,损害人类健康。因此研究脱硫石膏的特性及利用途径,对生态环境和社会经济效益具有重要意义。
一、脱硫石膏的特性:
(1)脱硫石膏的基本特性;
烟气脱硫工艺决定了脱硫石膏的性质。一般燃烧的煤种和烟气除尘效果不同,脱硫石膏从外观上会呈现不同的颜色,常见颜色是浅黄色或灰白色,灰色主要是由于烟尘中未燃尽的碳质量分数较高,并含有少量碳酸钙(C a C O 3 )颗粒的缘故。
脱硫石膏含附着水分 1 5 . 0 % ~ 1 6 . 4 % ,粒径< 0 . 0 8 m m的占 9 7 % 以上。脱硫石膏颗粒外形完整,水化后晶体呈柱状,结构紧密,而且脱硫石膏颗粒一般不超过 2 0 0 目,粒径分布范围较小。脱硫石膏无放射性, 不污染和危害健康。但脱硫石膏在某些使用过程中,必须严格控制一些可溶性盐类的浓度,如氯(C l )、钾(K )、钠(N a )等离子。
(2)脱硫石膏与天然石膏的性能差异;
脱硫石膏与天然二水石膏的化学成分和矿物组成基本相似,两者的主要矿物成分均为二水石膏。脱硫石膏中 C a S O 3 ·( l / 2 ) H 2 O 的含量 < 0 . 5 0 % ,从而为脱硫石膏替代天然二水石膏作水泥缓凝剂及其它建筑制品提供了条件。此外,脱硫石膏的水化动力学、凝结特征、产出过程与天然石膏相同,只是速度快;脱硫石膏转化后的五种形态、七种变体,物化性能与天然石膏一致,可以替代天然石膏作建材。
脱硫石膏与天然石膏相比,仍有以下不同:原始状态下天然石膏黏合在一起,脱硫石膏以单独的结晶颗粒存在;脱硫石膏部分晶体内部有压力存在, 而天然石膏主要以匀态存在;脱硫石膏含水率较高,粒度较小,成粉状, 其中二水硫酸钙含量高达 9 5 % ,纯度较高,含水溶性盐类较多;脱硫石膏颗粒的粒径分布带较窄,颗粒主要集中在3 0 ~ 6 0 μm ,级配不如天然石膏磨细后的石膏粉;天然石膏经过粉磨后粗颗粒多为杂质,细颗粒多为石膏,而脱硫石膏却粗颗粒多为石膏,细颗粒多为杂质。基于以上原因,脱硫石膏虽细但其比表面积却不如天然石膏。脱硫石膏这种颗粒级配会造成煅烧后的建筑石膏加水量不易控制,流
变性不好,颗粒离析,制品容重偏大等问题。
二、国内外脱硫石膏利用现状:
(1)国外脱硫石膏利用情况;
工业发达国家对二氧化硫(S O 2 )的排放都制定有严格标准,电厂都已经安装了烟气脱硫装置,其中 8 0 % 的脱硫装置为石灰石- 石膏湿法工。日本和德国是世界上脱硫石膏主要生产国和利用国,其次为美国、英国、奥地利、荷兰。
(2)国内脱硫石膏利用情况;
郑州博金机器制造有限公司是国内最早产生脱硫石膏压球机的厂家,1 9 9 4 年该厂一期脱硫石膏性能试验结果表明,完全可以替代天然石膏使用。
三、脱硫石膏的利用途径:
脱硫石膏可应用于建筑业、建材行业,如水泥缓凝剂、建筑石膏、石膏砌块、纸面石膏板、粉刷石膏等。在农业方面也有所应用,如土壤改良剂、硅酸盐水泥缓凝剂等等。
四、脱硫石膏利用中存在的问题:
脱硫石膏资源化大规模利用在我国是一个尚未解决的问题,这主要是由以下方面造成的。
(1)天然石膏资源丰富;
我国除了浙江、福建、黑龙江三省外的所有地区都有非常丰富的天然石膏资源,已探明的天然石膏储量大约为5 7 0 亿 t ,居世界首位。这使得脱硫石膏在成本及技术上没有优势,应用受到严重阻碍。
(2)缺乏脱硫石膏相应的法规和政策;
在脱硫石膏的主要生产国,均以明确规定了脱硫石膏应用的地位,以脱硫石膏压球机新技术和新工艺为保障,实现了以经济和自然环境标准为基础决定可赢利的方法,保证脱硫石膏的资源化利用。但我国在这一领域尚缺乏相应的对
策和措施。
(3) 缺乏脱硫石膏相应的标准
脱硫石膏可作为优质建筑材料在欧洲和日本得到了公认,但在我国没有与脱硫石膏应用相适应的标准,因此一些石膏制品生产商和用户拒绝使用脱硫石膏,是脱硫石膏资源化利用的障碍之一。
(4) 缺乏必要的技术保障
发达国家在脱硫石膏资源化利用过程中投入了大量研究,并由此开发新技术和新工艺。我国石膏建材行业只有几十年的历史,设备和工艺落后,缺乏对含水粉状脱硫石膏进行干燥及高温煅烧的设备,无法对脱硫石膏进行深加工和应用;此外,缺乏对脱硫石膏的完整认识及相关的处理处置新技术、新工艺和应用经验,因此无法建立必要的市场、效益观念和营销手段,脱硫石膏资源化利用在我国还没有形成一条好的出路。
(5) 缺乏脱硫石膏再利用的观念
公众普遍认为,脱硫石膏是一种工业废渣,在使用过程中可能对人体产生危害,加之我国天然石膏储量丰富,因此拒绝使用脱硫石膏是一种普遍的公众心理。造成这种现象的原因是缺乏有说服力的鉴定性工作,没有令公众信服的可靠的技术文件,这是与我国科技水平发展密切相关的不争事实,同时还与我国没有长期利用脱硫石膏的习惯有关。
五、脱硫石膏开发利用的研究方向:
目前,脱硫石膏最主要的应用途径分为两种:一种不煅烧时,脱硫石膏用作硅酸盐水泥的缓凝剂;一种经煅烧后,生产建筑石膏或以建筑石膏为主要原料的粉刷石膏、石膏制品等。而这两种途径并不能有效改善脱硫石膏利用受限制的局面,因此需开发出新的适合我国特色的、能更有效利用脱硫石膏的途径。近年来,东南大学对脱硫石膏综合利用进行了大量研究,除在利用脱硫石膏制备高强α- 石膏取得显著成果外,还进行将不经煅烧的脱硫石膏与工业废渣复合,掺入激发剂,制备脱硫石膏- 废渣复合胶凝材料,抗压强度达 5 0 M P a 以上、软化系数大于 0 . 9 5 。该材料可取代水泥,直接用于建筑保温砌块、建筑保温砂浆和基础工程等行业,是一种使脱硫石膏得到资源化大规模利用的新型研究方向。
脱硫石膏是一种品位高、便于利用的工业副产品,它的综合利用既有利于日益严重的资源匮乏现象,也有利于减少脱硫副产物堆放所带来的二次污染及占地,符合可持续发展要求。由于我国天然石膏资源丰富,且国内缺乏脱硫石膏相应的标准,公众缺乏脱硫石膏再利用的观念,使得脱硫石膏的使用受到限制。因此,应鼓励使用脱硫石膏压球机策略,宣传废弃物再利用的可持续发展的观念,并加大研究力度,开发适合我国特色的烟气脱硫石膏应用技术系列,努力开拓脱硫石膏应用新领域。
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