2023年脱硫石膏颗粒化做为水泥缓凝剂的市场前景.doc

脱硫石膏颗粒化做为水泥缓凝剂的市场前景　 ：本文阐述了脱硫石膏的来源以及在水泥缓凝剂上的应用，颗粒脱硫石膏与天然石膏相比做水泥缓凝剂的优势及前景。脱硫石膏作为一种可综合利用的资源应该提到相应的认识高度，这对于节约天然石膏资源，改善环境，提高企业经济效益和可持续开展都具有重要的意义。脱硫石膏的造粒用于水泥缓凝剂可减少工业废渣的排放，有利于环境保护。 　　关键词：脱硫石膏  脱硫石膏造粒  水泥缓凝剂   颗粒脱硫石膏 前言 　　随着环保意识的加强，据国家开展和改革委员会，国家环保总局公布的现有燃煤电厂二氧化硫治理“十一五〞规划的政策及法规要求，凡在“两控区〞新建、改建的燃煤含硫量大于1%的电厂在2023年前必须分期建成脱硫设施，燃煤发电，给人们带来清洁能源，但排放出SO2气体能产生酸雨，会造成全球性污染，烟气脱硫装置以后那么排出大量固体脱硫废渣，造成区域性污染。据时将会产生大量的烟气脱硫石膏，而电厂实施脱硫设施后所产生的脱硫石膏得到有效利用才是推动各电厂脱硫装置正常运行的前提条件。 　　鉴于废渣污染环境严重的状况， 它的应用已提到日程上来。开展废渣利用，是资源再生的大好事，利用脱硫废渣生产水泥厂缓凝剂，变废为宝，资源综合利用，节约天然资源，是保护生态环境，建设节约型社会，开展循环经济，走可持续开展道路的典型，一举多得。为此，泽国化机研制出脱硫石膏造粒机，以解决脱硫石膏造粒的问题。 　　一、脱硫石膏的市场分析与前景 　　1、脱硫石膏的产量 　　石膏湿法工艺是目前应用最广泛、技术最成熟的火电厂烟气脱硫技术，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响，每吨SO2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1~2%，每年就要排出脱硫石膏3~6万吨。                              　　2023年全国火电厂装机约为22023万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，近年来，国家强化了对电厂二氧化硫排放的控制，燃煤电厂烟气脱硫产业快速开展。截至2023年底，建成投产的烟气脱硫机组容量达5300万千瓦，其中采用湿法脱硫工艺的就占到90%以上，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%，那么年产生为760～950万吨。近两年国家加大节能减排措施，燃煤电厂安装脱硫机组已近1.5亿千瓦，其副产品FGD石膏产量近3000万吨，因此副产脱硫石膏的量十分巨大，脱硫石膏迅速增长，其利用成为亟待解决的问题。 　　2.、脱硫石膏的用途及需求量 　　我国亟待处理的脱硫石膏达3000万吨以上，磷石膏堆存量已到达了1亿吨，如不予处理，那么排放堆积、污染环境，如能综合利用，可变废为宝。 　　对水泥行业来说，作水泥缓凝剂是脱硫石膏最主要的应用方式。我国的脱硫石膏主要集中在东部沿海地区，这些区域又是水泥主产区，又严重匮乏天然石膏，所需石膏根本是从山东运输到南方。2023年我国水泥产量约13亿吨，仅东部地区就有8亿吨。按照4％的添加量计算〔石膏在水泥行业的需用比例为4%~5%，即每生产100吨水泥就要4~5吨石膏〕，如果全部用脱硫石膏代替天然石膏作为缓凝剂，一年可消化脱硫石膏3200万吨，完全可以解决目前脱硫石膏的利用问题。 　　天然石膏在市场售价120元比脱硫石膏30元要高，随着燃油、劳动力等因素不断攀高，天然石膏以后从山东长途运往南方价格还会走高。对水泥厂来说，目前各项本钱费用都在走高，已处于微利，分毛必争,水泥行业近年来一直在扩大利用工业废弃物来降低本钱。 　　二、脱硫石膏颗粒化的分析 　　1、脱硫石膏的概念及形成 脱硫石膏的概念：脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏，主要成分和天然石膏一样，为二水硫酸钙。烟气脱硫石膏呈较细颗粒状，平均粒径约40～60μm，颗粒呈短柱状，径长比在1.5～2.5之间，颜色呈灰、黄，二水硫酸钙含量较高一般都在90%以上，含游离水一般在10％～15%，其中还含飞灰、有机碳、碳酸钙、亚硫酸钙及由钠、钾、镁的硫酸盐或氯化物组成的可溶性盐等杂质。 　　脱硫石膏的形成:脱硫石膏是对含硫燃料〔煤、油等〕燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产石膏。其形成过程是：通过除尘处理后的含硫烟气导入吸收器中，细石灰或石灰石粉形成料浆，通过喷淋方式在吸收器中洗涤烟气，与烟气中的二氧化硫发生反响生成亚硫酸钙〔CaSO3•0.5H2O〕，然后通入大量空气强制将亚硫酸钙氧化成二水硫酸钙〔CaSO4•2H2O〕，从吸收器中出来的石膏悬浮液通过浓缩器和离心脱水，最终产物为二水石膏含量较高，剩余水量在10~15%的潮湿、松散的细小颗粒。 　　2、脱硫石膏与天然石膏的相同点与不同点 　　脱硫石膏与天然石膏都是二水硫酸钙，其物理、化学特征有共同规律，煅烧后得到的建筑石膏粉和石膏制品在水化动力学，凝结特性、物理性能上也无显著的差异。但作为一种工业副产石膏，它具有再生石膏的一些特性，和天然石膏有一定的差异。经初步应用体会到在原始状态、机械性能和化学成分特别是杂质成分上与天然石膏有所差异。导致脱水特征、易磨性及煅烧后的建筑石膏粉在力学性能、流变性能等宏观特征上与天然石膏有所不同。 　　相同点是：水化动力学和凝结特征一致；主要矿物相、转化后的5种形态、7种变体物化性能一致，脱硫石膏完全可以代替天然石膏用于建筑材料和陶瓷模具；两者均无放射性，不危害健康。 　　不同点有：〔1〕原始物理状态不一样：天然石膏是黏合在一起的块状，而脱硫石膏以单独的结晶颗粒存在；天然石膏经过粉磨后的粗颗粒多为杂质，而脱硫石膏粉磨后的细颗粒为杂质，与天然石膏正好相反。〔2〕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，高细度〔200目以上〕颗粒主要集中在30μm~60μm之间，级配远比天然石膏磨细后的石膏粉差。因此，现有的以天然石膏为原料的熟石膏煅烧设备和生产工艺并不能完全照搬，要采用针对化学石膏设计的生产工艺和设备。〔3〕脱硫石膏含水量高，流动性差，只适合皮带输送。〔4〕杂质成分上的差异，导致脱硫石膏脱水特性、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。〔5〕脱硫石膏的产出在全国分布比拟均匀。 　　天然石膏与烟气脱硫石膏的化学成分及细度见表1、表2。 　　表1　天然、脱硫石膏化学成分及细度 项　　目   CaO   SiO2   Al2O3   SO3   Fe2O3   MgO   Loss   筛余(45 μm)/%   天然石膏   31.5   4.3   1.73   41.1   1.15   1.30   17.2   8.8   脱硫石膏   31.6   2.7   0.7   42.4   0.5   1.0   19.2   1.0   　　表2　颗粒粒径分布 粒度/μm   80   60   50   40   30   20   10   5   天然石膏筛余/%   10.9   4.7   9.5   4.9   14.4   15.5   20.0   12.7   脱筛石膏筛余/%   5.0   15.5   8.3   21.9   31.0   15.7   1.7   0.4   　　注：天然石膏中未计入8.8%大于80μm的颗粒。 　　结论：脱硫石膏与天然石膏化学组成相差不大，品质相当；但天然石膏的杂质以粘土矿物为主，磨细后颗粒较大，在水化时一般不能参加反响，因而性能在一定程度上不及脱硫石膏。 　　3、脱硫石膏应用领域探讨 　　从目前我国脱硫石膏综合利用的现状分析，脱硫石膏无论从理论研究还是工业性应用实例来看，其利用价值是显而易见的。从应用领域和投资经济性来分析，应用前景较为广阔的领域是水泥缓凝剂和建材产品，这可以从以下几点理由来说明。 　　1〕、脱硫石膏制硫酸联产水泥虽然其工艺已较为成熟，但由于工程投资大、生产本钱高使得推广工作较难进行。 　　2〕、脱硫石膏制硫酸钾工艺国内尚未建成工业化装置，据了解重庆发电厂曾想将脱硫石膏的处理首选生产硫酸钾工艺，但经过几个月的调研，最终还是选择了制水泥缓凝剂工艺。目前也利用生产水泥缓凝剂的装置生产建筑石膏粉。 　　3〕、脱硫石膏不经处理在农业上作土壤改进剂和硫钙肥的应用受地域和运输本钱的限制，无法从根本上解决脱硫石膏的出路。 　　4〕、在水泥生产企业，石膏添加量是水泥产量的3~5%，按我国水泥总产量13亿吨〔2023年我国水泥总产量〕计算，其石膏需求量约在3900万吨左右，如果采用脱硫石膏几乎可将其全部消化干净。加之脱硫石膏制水泥缓凝剂装置投资较省，其推广应用前景非常可观。 　　5〕、据有关资料介绍，我国目前开采出来的天然石膏约2023万吨左右，其中80%用于水泥工业作水泥缓凝剂，15%用于农业、医用、化工等，用于生产建筑石膏制品仅占5%，这一状况和兴旺国家相比正好相反，兴旺国家石膏资源用于生产和加工建筑石膏制品占60%以上，用于其它行业约占40%。因此，随着石膏制品在我国逐步推广使用后，其市场前景广阔，脱硫石膏在这一领域的应用也将有良好的开展前景。 　　4、脱硫石膏颗粒化用作水泥缓凝剂 　　脱硫石膏含有10-20%左右游离水，潮湿、松散的细小颗粒，根据燃烧的煤种和烟气除尘效果的不同脱硫石膏从外观上呈现不同的颜色，一般我们常见的都是灰黄色或灰白色的，有时脱硫不稳定带进较多的煤灰等杂质时颜色发黑，天然石膏质量优良是纯白颜色的。但脱硫石膏含水率一般在10-20%，粘性强，在生产中假设在磨头单独设仓下料，可能会造成结仓，结壁和发生下料堵塞等现象，因此在装卸、提升、输送的过程中极易粘附在设备上，造成积料、堵塞，假设直接用于水泥生产会造成该物料输送不畅、混合不匀，不能稳定加料，不能正常生产等问题的出现。一般采用烘干与将湿状的脱硫石膏先进行成球处理即脱硫石膏造粒，使之发生物理性状，降低物料之间彼此的粘附，增加流动性那么可以彻底改变脱硫石膏在水泥生产过程中出现的问题。 　　福亿枯燥脱硫石膏的造粒，将脱硫石膏的挤压就是增大粉末粒径的过程，在此过程中，粉末颗粒通过机械对辊挤压使其形成球状，可将含水率高的脱硫石膏一次压制成球，不添加任何粘合剂，纯度得到保证，直接成形，更有利于现有流程的衔接和改造。泽国化机设备占地面积小，摆放灵活，单机可根据场地自行摆放。 　　5、颗粒脱硫石膏在水泥中做缓凝剂与天然石膏相比存在的优势 　　1)、脱硫石膏与天然石膏化学组成相差不大，品质相当；但天然石膏的杂质以粘土矿物为主，磨细后颗粒较大，在水化时一般不能参加反响，因而性能在一定程度上不及脱硫石膏。 　　2〕、脱硫石膏纯度(CaSO4•2H2O)高，二水硫酸钙的含量可调节，与天然石膏相比杂质少、品质高 　　3〕、经试验，脱硫石膏的微观结构使其需水少、水分蒸发后形成孔洞少，力学上有优势，且含氯离子等有腐蚀性杂质少，从而可提高钢筋混凝土的强度和耐久性。 　　4〕、脱硫石膏不用破碎，可直接用来造粒，天然石膏还要经过破碎打磨方可以进行造粒。 　　5〕、相同含水量的脱硫石膏与天然石膏相比拟，脱硫石膏配制的水泥细度更细些。 　　6)、价格优势：脱硫石膏是工业副产品，其价格比天然石膏廉价。现水泥厂用的脱硫石膏的价格是120元，而电厂出来的脱硫石膏价格是30元