我國脫硫石膏綜合利用現狀及建議

2022-05-21 23:36:03 字數 2831 閱讀 2210

編者按: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業快速發展。截至2023年底,建成投產的煙氣脫硫機組容量達5300萬千瓦,其中採用濕法脫硫工藝的就佔到90%以上。

脫硫石膏迅速增長,其利用成為亟待解決的問題。目前全國建成或在建的脫硫石膏資源化利用的生產線已達10多條。山東泰和集團是我國生產紙面石膏板的大型企業之一,近年來積極推進脫硫石膏的應用。

本文特節選山東泰和集團賈同春、焦文波同志關於我國脫硫石膏綜合利用情況的報告,供參考。

山東泰和集團賈同春焦文波

隨著我國經濟建設的快速發展,大氣汙染防治成為乙個突出問題。我國二氧化硫的排放中,火電廠煙氣排放約佔一半。自2023年始,國家制訂了《兩控區酸雨和二氧化硫汙染防治「十五」計畫》,在酸雨控制區和二氧化硫控制區(兩控區)內,將削減二氧化硫排放總量控制的重點放在火電廠汙染上,採取了一系列措施。

「兩控區」包括4個直轄市、4個經濟特區和21個省會城市,其生產總值佔國內生產總值的67%。計畫明確提出,2023年「兩控區」二氧化硫排放量要比2023年減少20%;80%城市空氣二氧化硫濃度年均值達到國家環境空氣質素二級標準。國家在高硫煤地區、超標排放地區和城市附近的大電廠重點建設一批脫硫專案。

截至2023年底,建成投產的煙氣脫硫機組容量達到5300萬千瓦。在這些電廠中,採用濕法脫硫工藝脫硫的佔90%以上,10萬千瓦及以上脫硫機組達到4400萬千瓦,機組用煤平均含硫量為1.23%,平均脫硫效率達到92.

5%,年可削減二氧化硫230萬噸,亟待處理的脫硫石膏達1000萬噸以上,如不予處理,則排放堆積、汙染環境;如能綜合利用,可變廢為寶。

一、脫硫石膏基本特性

1.脫硫石膏基本性質

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40~60μm,顆粒呈短柱狀,徑長比在1.5~2.

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10%~15%,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。

2.煙氣脫硫石膏與天然石膏比較

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

表2 顆粒粒徑分布

注: 天然石膏中未計入8.8%大於80μm的顆粒。

3.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,磨細後顆粒較大,在水化時一般不能參加反應,因而效能在一定程度上不及脫硫石膏。

二、我國脫硫石膏綜合利用情況

國內對脫硫石膏的綜合處理和應用已經起步,脫硫石膏的應用蘊藏著巨大的市場機遇,對於江蘇、浙江、廣東等天然石膏匱乏的地區,脫硫石膏的大量出現為以石膏為原材料的企業帶來了商業機會。脫硫石膏可以用做製造石膏砌塊、膩子石膏、模具石膏、紙面石膏板以及水泥等建材產品,但是目前能大量使用的限於製造紙面石膏板和作水泥緩凝劑。

1.用於製造石膏砌塊。我國雖在外牆建設中大力推薦以石膏砌塊代替實心粘土磚,但目前最大的石膏砌塊生產線僅30萬平方公尺,每年約可利用脫硫石膏2萬噸(溼基),大部分生產線都是10萬平方公尺以下的小生產線,用量不大,市場未推開。

2.用於製造膩子石膏和粉刷石膏。全國目前膩子石膏的使用量僅10萬噸左右,粉刷石膏的用量與此相當,用量太小,推廣價值不大。

3.用於製造模具石膏。我國模具石膏市場較大,但是目前用脫硫石膏製造模具石膏還存在技術工藝和脫硫石膏白度的問題,工藝不成熟,有待進一步開發新技術。

4.用於作水泥緩凝劑。目前脫硫石膏作水泥緩凝劑是先把脫硫石膏製成球狀,增加了製造成本,降低了經濟效益。更為經濟的途徑是開發直接利用工藝技術,開發該項技術首先要解決溼基脫硫石膏粘球磨機的問題。

對水泥行業來說,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,2023年我國水泥產量約13億噸,僅東部地區就有8億噸。按照4%的新增量計算,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。

5.用於製造紙面石膏板。製造紙面石膏板是脫硫石膏另乙個大量使用的途徑,國外脫硫石膏一般也是用於製造紙面石膏板。預計今年我國紙面石膏板總產銷量能夠達到7.

5億平方公尺,按照每平方公尺使用10公斤溼基脫硫石膏計算,一年可消化脫硫石膏750萬噸。我國紙面石膏板需求量還在以年20%左右的速度增長,脫硫石膏利用潛力很大。

我國建設的紙面石膏板生產線已有使用脫硫石膏代替天然石膏的成功先例。山東泰和集團從2023年開始研究利用工業副產石膏製造紙面石膏板工藝技術,在江蘇江陰的兩條年產3000萬平方公尺的紙面石膏板生產線年可利用脫硫石膏60萬噸,製造紙面石膏板6000萬平方公尺。泰和還先後與多家電廠合作投資建設四條年產2500-3000萬平方公尺的生產線利用電廠脫硫石膏。

一些外國公司也準備在中國建設生產基地大量利用脫硫石膏。

6.用作土壤改良劑。上海等地有用做海灘鹽鹼地改良的報道,但未見真正實施的報道。這一方法雖具理論可行性,實踐上還有很多問題有待解決。

三、加快推進脫硫石膏綜合利用的建議

1. 進一步限制粘土磚,大力推廣新型建材。粉刷石膏、膩子石膏、石膏砌塊等都是非常好的新型建材產品,但是市場很小,無法進行大規模生產。

2. 加快脫硫石膏應用技術的開發。如模具石膏等的市場應用量非常廣泛,但模具石膏主要用塊狀石膏來製造,目前還沒有更好的辦法來解決這個問題;水泥生產中解決脫硫石膏粘球磨機的問題也需要抓緊研發。

3. 加大對脫硫石膏利用的政策支援力度,進一步完善和落實資源綜合利用稅收優惠政策。

4. 加大監控力度,保證電廠脫硫裝置正常執行,確保下游資源綜合利用企業的原材料供給。電廠脫硫裝置不能正常執行存在以下原因,一是脫硫裝置公司良莠不齊,部分工程質量不過關,導致出現故障停止脫硫,或是由於對國外技術和裝置依賴度較高,出現故障後難以及時修復導致停止脫硫;二是電價政策不能及時到位;三是環保執法不嚴格,對脫硫設施日常執行缺乏監管或監管不到位;四是部分電廠為獲經濟利益,故意停運脫硫設施。

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