我国脱硫石膏综合利用现状及建议

我国脱硫石膏综合利用现状及建议

山东泰和集团 贾同春焦文波

随着我国经济建设的快速发展，大气污染防治成为一个突出问题。我国二氧化硫的排放中，火电厂烟气排放约占一半。自2000年始，国家制订了《两控区酸雨和二氧化硫污染防治“十五”计划》，在酸雨控制区和二氧化硫控制区（两控区）内，将削减二氧化硫排放总量控制的重点放在火电厂污染上，采取了一系列措施。“两控区”包括4个直辖市、4个经济特区和21个省会城市，其生产总值占国内生产总值的67%。计划明确提出，2005年“两控区”二氧化硫排放量要比2000年减少20%；80%城市空气二氧化硫浓度年均值达到国家环境空气质量二级标准。国家在高硫煤地区、超标排放地区和城市附近的大电厂重点建设一批脱硫项目。截至2005年底，建成投产的烟气脱硫机组容量达到5300万千瓦。在这些电厂中，采用湿法脱硫工艺脱硫的占90％以上，10万千瓦及以上脱硫机组达到4400万千瓦，机组用煤平均含硫量为1.23％，平均脱硫效率达到92.5％，年可削减二氧化硫230万吨，亟待处理的脱硫石膏达1000万吨以上，如不予处理，则排放堆积、污染环境；如能综合利用，可变废为宝。

一、脱硫石膏基本特性 1．脱硫石膏基本性质

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。

2．烟气脱硫石膏与天然石膏比较

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)/% 8.8 1.0 天然石膏 31.5 4.3 1.73 41.1 1.15 1.30 17.2 脱硫石膏 31.6 2.7 0.7 42.4 0.5 1.0 19.2 表2 颗粒粒径分布 粒度/μm 80 60 4.7 15.5 50 9.5 8.3 40 4.9 30 20 10 1.7 5 0.4 天然石膏筛余/% 10.9 脱筛石膏筛余/% 5.0 14.4 15.5 20.0 12.7 21.9 31.0 15.7 注： 天然石膏中未计入8.8%大于80μm的颗粒。

3．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应，因而性能在一定程度上不及脱硫石膏。

二、我国脱硫石膏综合利用情况

国内对脱硫石膏的综合处理和应用已经起步，脱硫石膏的应用蕴藏着巨大的市场机遇，对于江苏、浙江、广东等天然石膏匮乏的地区，脱硫石膏的大量出现为以石膏为原材料的企业带来了商业机会。脱硫石膏可以用做制造石膏砌块、腻子石膏、模具石膏、纸面石膏板以及水泥等建材产品，但是目前能大量使用的限于制造纸面石膏板和作水泥缓凝剂。

1．用于制造石膏砌块。我国虽在外墙建设中大力推荐以石膏砌块代替实心粘土砖，但目前最大的石膏砌块生产线仅30万平方米，每年约可利用脱硫石膏2万吨（湿基），大部分生产线都是10万平方米以下的小生产线，用量不大，市场未推开。

2．用于制造腻子石膏和粉刷石膏。全国目前腻子石膏的使用量仅10万吨左右，粉刷石膏的用量与此相当，用量太小，推广价值不大。

3．用于制造模具石膏。我国模具石膏市场较大，但是目前用脱硫石膏制造模具石膏还存在技术工艺和脱硫石膏白度的问题，工艺不成熟，有待进一步开发新技术。

4．用于作水泥缓凝剂。目前脱硫石膏作水泥缓凝剂是先把脱硫石膏制成球状，增加了制造成本，降低了经济效益。更为经济的途径是开发直接利用工艺技术，开发该项技术首先要解决湿基脱硫石膏粘球磨机的问题。

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，2006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，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。

5．用于制造纸面石膏板。制造纸面石膏板是脱硫石膏另一个大量使用的途径，国外脱硫石膏一般也是用于制造纸面石膏板。预计今年我国纸面石膏板总产销量能够达到7.5亿平方米，按照每平方米使用10公斤湿基脱硫石膏计算，一年可消化脱硫石膏750万吨。我国纸面石膏板需求量还在以年20％左右的速度增长，脱硫石膏利用潜力很大。

我国建设的纸面石膏板生产线已有使用脱硫石膏代替天然石膏的成功先例。山东泰和集团从1999年开始研究利用工业副产石膏制造纸面石膏板工艺技术，

在江苏江阴的两条年产3000万平方米的纸面石膏板生产线年可利用脱硫石膏60万吨，制造纸面石膏板6000万平方米。泰和还先后与多家电厂合作投资建设四条年产2500-3000万平方米的生产线利用电厂脱硫石膏。一些外国公司也准备在中国建设生产基地大量利用脱硫石膏。

6．用作土壤改良剂。上海等地有用做海滩盐碱地改良的报道，但未见真正实施的报道。这一方法虽具理论可行性，实践上还有很多问题有待解决。

三、加快推进脱硫石膏综合利用的建议

脱硫石膏虽然与天然石膏品质相当，加快其综合利用的进程，需进一步加强宣传，加大相关应用处理技术的研发和产品有效市场的培育。为此，建议：

1. 进一步限制粘土砖，大力推广新型建材。粉刷石膏、腻子石膏、石膏砌块等都是非常好的新型建材产品，但是市场很小，无法进行大规模生产。

2. 加快脱硫石膏应用技术的开发。如模具石膏等的市场应用量非常广泛，但模具石膏主要用块状石膏来制造，目前还没有更好的办法来解决这个问题；水泥生产中解决脱硫石膏粘球磨机的问题也需要抓紧研发。

3. 加大对脱硫石膏利用的政策支持力度，进一步完善和落实资源综合利用税收优惠政策。

4. 加大监控力度，保证电厂脱硫设备正常运行，确保下游资源综合利用企业的原材料供给。电厂脱硫设备不能正常运行存在以下原因，一是脱硫设备公司良莠不齐，部分工程质量不过关，导致出现故障停止脱硫，或是由于对国外技术和设备依赖度较高，出现故障后难以及时修复导致停止脱硫；二是电价政策不能及时到位；三是环保执法不严格，对脱硫设施日常运行缺乏监管或监管不到位；四是部分电厂为获经济利益，故意停运脱硫设施。