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摘要：根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全國(guó)火電廠的SO2排放量約占總排放量的40%左右，因此，在火電廠中采取必要的脫硫措施，控制及減少燃煤電廠的SO2排放，對(duì)于改善我國(guó)的大氣環(huán)境質(zhì)量有著十分重要的意義...
 
電廠脫硫石膏應(yīng)用于水泥生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)踐
 
張  保  李縣軍
   陜西堯柏特種水泥有限公司
    根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全國(guó)火電廠的SO2排放量約占總排放量的40%左右，因此，在火電廠中采取必要的脫硫措施，控制及減少燃煤電廠的SO2排放，對(duì)于改善我國(guó)的大氣環(huán)境質(zhì)量有著十分重要的意義。2007年初，國(guó)家環(huán)保部門及電力部門聯(lián)合下文，要求所有新建的火電廠必須配套煙氣脫硫裝置，確保外排至大氣的廢氣SO2含量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,否則不予批項(xiàng)；同時(shí)要求有條件的已建火電廠, 必須在最短的時(shí)間內(nèi)上全脫硫裝置項(xiàng)目,保證外排廢氣中SO2含量合格,否則停產(chǎn)整頓。現(xiàn)在大多數(shù)火電企業(yè)已配套了煙氣脫硫裝置，而由此產(chǎn)生的工業(yè)廢棄物脫硫石膏,則在電廠內(nèi)越堆越多，對(duì)環(huán)境造成了一定影響。
 
    火電系統(tǒng)主要采用濕法煙氣脫硫工藝流程，主要是使用石灰石(CaCO3）、石灰（CaO)等漿液作洗滌劑，在反應(yīng)塔中對(duì)煙氣進(jìn)行洗滌，從而除去煙氣中的SO2。這種工藝技術(shù)比較成熟，而且具有脫硫效率高(90%～98％)，機(jī)組容量大，煤種適應(yīng)性強(qiáng)，運(yùn)行費(fèi)用較低和副產(chǎn)品易回收等優(yōu)點(diǎn)。在大型火電廠中，90%以上采用濕式石灰/石灰石—石膏法煙氣脫硫工藝流程。

    石灰或石灰石法主要的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理為：
    石 灰 法：SO2＋CaO＋1/2H2O → CaSO3.1/2H2O
    石灰石法：SO2＋CaCO3＋1/2H2O → CaSO3.1/2H2O＋CO2
    其主要優(yōu)點(diǎn)是能廣泛地進(jìn)行商品化開發(fā)，且其吸收劑的資源豐富，成本低廉，廢渣既可拋棄，也可作為商品石膏回收。目前，石灰／石灰石法是世界上應(yīng)用最多的一種煙氣脫硫工藝，對(duì)高硫煤，脫硫率可在90%以上，對(duì)低硫煤，脫硫率可在95%以上。
 
    堯柏水泥公司所處的陜西關(guān)中地區(qū)，煤碳資源豐富，火電廠數(shù)量較多，有秦嶺、蒲城、渭河、寶雞、華能、 霸橋、戶縣等一大批火力發(fā)電企業(yè)。能否將各大電廠在脫硫過(guò)程中產(chǎn)生的低成本脫硫石膏大量用于水泥生產(chǎn)過(guò)程中，成為年產(chǎn)800萬(wàn)噸的大型水泥企業(yè)——堯柏公司在新材料開發(fā)應(yīng)用方面的一個(gè)重大課題。
 
    為此，堯柏公司專門成立課題小組進(jìn)行試驗(yàn)研究及生產(chǎn)應(yīng)用的實(shí)踐，取得了一定成績(jī)及企業(yè)效益，現(xiàn)總結(jié)如下：
 
1、脫硫石膏的化學(xué)成份檢測(cè)分析
    經(jīng)對(duì)戶縣、韓城、三門峽、銅川華能、風(fēng)凌渡等火電廠的工業(yè)副產(chǎn)品脫硫石膏進(jìn)行化學(xué)析,有以下數(shù)據(jù):
出廠地
LOSS
SiO2
Fe2O3
Al2O3
CaO
MgO
SO3
K2O
Na2O
SUM
結(jié)晶水
戶縣
20.56
4.53
0.48
1.08
30.09
1.82
40.67
0.2
0.07
99.5
15
韓城
22.77
0.90
0.46
0.24
30.81
1.82
39.20
0.3
0.06
96.52
18
三門峽
18.02
1.35
3.14
0.31
31.74
2.02
39.94
0.30
0.20
97.02
14
銅川華能
17.02
1.35
2.85
0.31
32.02
2.12
43.12
0.40
0.18
99.37
16
風(fēng)凌渡
19.00
1.12
0.54
2.65
31.18
2.02
41.20
0.30
0.17
98.18
17
 
    從以上數(shù)據(jù)可以看出，各電廠脫硫石膏和天然石膏相比，含硫量相對(duì)充足，結(jié)晶水充分，是一種良好的水泥調(diào)凝劑。
 
2、實(shí)驗(yàn)室試用效果
    經(jīng)過(guò)水泥小磨試驗(yàn),用脫硫石膏代替天然二水石膏后對(duì)水泥無(wú)任何影響,且對(duì)混凝土的工作性能還有改善的一面,相關(guān)水泥試驗(yàn)結(jié)果見下表：
 
    從以上數(shù)據(jù)可知，該副產(chǎn)脫硫石膏中硫的含量達(dá)39%以上，我公司自2007年3至4月份對(duì)脫硫石膏關(guān)注以來(lái)，經(jīng)過(guò)大大小小水泥性能試驗(yàn)20多次；混凝土試驗(yàn)10多次，得出結(jié)論無(wú)任何技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)任何副作用，技術(shù)完全成熟。
脫硫石膏代替天然石膏水泥生產(chǎn)試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)
編號(hào)
熟  料
粉煤灰
脫硫  石膏
二水  石膏
細(xì)  度
比表  面積
標(biāo)準(zhǔn)  稠度
安定性
凝結(jié)時(shí)間
抗折
抗壓
化    學(xué)    成    分
初凝
終凝
3d
28d
3d
28d
SO3
n n n
MgO
K2O
Na2O
R2O
TL01
95
0
0
5
4.4
385
25.4
合格
170
230
5.8
8．6
32.8
52．2
2.26
3.07
4.31
0.73
0.26
0.74
TL02
85
10
0
5
3.9
370
25.6
合格
160
225
5.6
8．4
32.2
51．8
2.41
1.11
3.14
0.87
0.34
0.91
TL03
86
10
4
0
4.0
381
25.0
合格
140
200
6.0
8．4
31.2
51．2
2.31
1.19
3.79
0.77
0.30
0.81
TL04
86
10
4
0
4.0
396
25.0
合格
130
190
5.9
8．6
33.0
52．0
2.36
0.95
3.53
0.80
0.30
0.83
TL05
86
10
4
0
3.8
362
25.2
合格
140
205
5.3
8．4
31.5
51．5
2.12
1.23
3.83
0.79
0.38
0.90
TL06
85
10
5
0
3.6
348
25.8
合格
160
225
5.7
8．6
32.7
53．0
2.60
1.31
3.25
0.72
0.30
0.77
TL07
85
10
5
0
3.4
356
25.4
合格
120
180
6.4
8．8
35.1
52．6
2.41
1.61
3.95
0.80
0.37
0.90
TL08
85
10
5
0
2.5
366
26.2
合格
105
165
6.6
9．0
36.8
53．4
2.41
1.73
4.06
0.78
0.37
0.88
TL09
85
10
3
2
2.6
362
26.5
合格
165
225
6.1
8．6
32.3
52．2　
2.65
1.55
4.06
0.73
0.32
0.86
TL10
85
10
3
2
2.5
358
25.4
合格
175
235
5.6
8．0
30.3
50．2　
2.41
1.37
4.53
0.77
0.34
0.89
TL11
85
10
2
3
4.2
344
25.2
合格
185
245
5.4
8．2　
30.8
49．6　
2.21
1.36
3.95
0.72
0.36
0.87
TL12
85
10
2
3
4.4
338
25.4
合格
190
255
5.5
8．2
30.3
49．8　
2.41
1.65
3.72
0.75
0.33
0.90
 
3、生產(chǎn)應(yīng)用
    2007年5月份，我公司開始進(jìn)行脫硫石膏的試摻生產(chǎn)試驗(yàn)。并將天然石膏替代50%以上。由于脫硫石膏水份較大,達(dá)15%左右，且料細(xì)易粘堵,下料不暢,因此對(duì)進(jìn)一步大量摻入造成一定影響。摻加脫硫石膏后生產(chǎn)過(guò)程極不穩(wěn)定，出磨水泥SO3值波動(dòng)較大，合格率只有60-70%，對(duì)產(chǎn)質(zhì)量影響很大。針對(duì)這一問(wèn)題，自2008年2月份起，我公司成立技術(shù)攻關(guān)小組，對(duì)摻加脫硫石膏的生產(chǎn)設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，確保在全部使用脫硫石膏后生產(chǎn)過(guò)程相對(duì)穩(wěn)定。
 
    經(jīng)過(guò)分析，要解決濕粘性大的脫硫石膏正常上下料，要采取以下措施：
    1）上料用皮帶上，不能用提升機(jī)；
    2）料倉(cāng)不能太大，100-150噸左右；
    3）下料斗錐體與水平面夾角度越大越好；
    4）下料口尺寸越大越好，并配合板式喂料機(jī)出料；
    5）下料斗錐體及易粘堵部位貼上防粘堵高分子樹脂板；
    6）下料斗錐體易粘堵部位加裝空氣炮清堵；
    7） 適當(dāng)控制脫硫石膏的水份。
 
    經(jīng)過(guò)生產(chǎn)及設(shè)備技術(shù)人員的共同努力，生產(chǎn)設(shè)施改造取得了良好效果，通過(guò)下圖可以看出從2008年3月份不斷實(shí)施改造后，脫硫石膏堵料、止料時(shí)間明顯減少，出磨水泥SO3合格率從67.95%提高到95%左右。
 
4、經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益
    自堯柏公司2007年開始試用脫硫石膏至今，已成功使用脫硫石膏230000噸，按天然石膏同脫硫石膏價(jià)格差，并且考慮15%左右的水份，總計(jì)節(jié)約成本約1500余萬(wàn)元 [（140-60/（1-0.15）] ×230000），直接提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還為節(jié)能降排作了貢獻(xiàn)，社會(huì)效益巨大。
 
5、結(jié)束語(yǔ)
    膠硫石膏經(jīng)過(guò)試驗(yàn)及生產(chǎn)實(shí)踐，是完全能夠在水泥企業(yè)中應(yīng)用的，不會(huì)對(duì)水泥及混凝土質(zhì)量造成影響，并且能為企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。但由于水份大易粘堵，對(duì)水泥企業(yè)的應(yīng)用造成一定的難度。為了適應(yīng)濕粘性的脫硫石膏，水泥企業(yè)從硬件設(shè)備及管理軟件上要下一定的功夫，要求較高，小企業(yè)實(shí)施起來(lái)困難較大。而大型火電廠如果對(duì)脫硫石膏再進(jìn)行深加工，采取適當(dāng)烘干或脫水成球等措施，那么所有水泥企業(yè)都能正常使用，這樣電廠脫硫石膏的應(yīng)用面將會(huì)越來(lái)越寬。以發(fā)展眼光看，火電廠的脫硫裝置一方面減少了污染物的排放，給人類一個(gè)清新的空氣和蔚藍(lán)的天空；另一方面節(jié)約了天然石膏礦資源，為企業(yè)創(chuàng)造了一定的經(jīng)濟(jì)效益，這一事業(yè)必將蓬勃發(fā)展。
 
 
(本文來(lái)源：陜西省土木建筑學(xué)會(huì)  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 楊葉 編輯  劉真 審核)
 
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