1、影響煙氣脫硫石膏在建筑墻體材料中應(yīng)用的因素分析摘 要:國(guó)內(nèi)煙氣脫硫石膏在墻體材料中的綜合利用率較低,文章通過(guò)總結(jié)近年來(lái)脫硫石膏應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn),分析了影響脫硫石膏在建筑墻體材料中應(yīng)用的主要因素,包括可溶性雜質(zhì)、不溶性雜質(zhì)及其他、附著水和顆粒級(jí)配等。 關(guān)鍵詞:煙氣脫硫石膏;墻體材料;雜質(zhì)煙氣脫硫石膏是燃煤電廠脫硫副產(chǎn)物,其主要成分為二水石膏,二水硫酸鈣的含量一般在90%以上,具有很大的綜合利用潛力。世界各國(guó)都非常重視脫硫石膏的綜合利用,歐美國(guó)家對(duì)脫硫石膏的研究始于70年代末80年代初,現(xiàn)在已形成較為完善的研究、開(kāi)發(fā)、應(yīng)用體系,脫硫石膏的利用率均超過(guò)90%。我國(guó)從80年代末開(kāi)始采用石灰石-石膏法脫硫工藝
2、技術(shù),發(fā)展很快,除少數(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、石膏礦產(chǎn)資源相對(duì)匱乏的地區(qū),如北京、上海、浙江和江蘇的南部等電廠脫硫石膏利用率能夠達(dá)到80%以上外,其它大部分地區(qū),如山西、廣西、山東、重慶、內(nèi)蒙等地,尤其是西部地區(qū),多數(shù)電廠脫硫副產(chǎn)物利用率在50%以下,甚至100%的脫硫副產(chǎn)物未能利用。煙氣脫硫石膏的綜合利用途徑主要用作水泥緩凝劑、紙面石膏板、石膏墻體制品、土壤改良劑等,其中墻體材料不但能大量利用脫硫石膏,還能提高脫硫石膏的附加值,在德國(guó)80%以上的脫硫石膏用于生產(chǎn)紙面石膏板等墻體材料。但我國(guó)的脫硫石膏由于脫硫工藝、脫硫劑等影響因素,導(dǎo)致脫硫石膏成分復(fù)雜,目前在墻體材料中的綜合利用率較低,本文在前人研究的基礎(chǔ)
3、上就影響煙氣脫硫石膏在建筑墻體材料中應(yīng)用的因素進(jìn)行分析及探討。1 脫硫石膏的基本性能電廠脫硫常用的方法主要有石灰石/石灰石膏法、循環(huán)流化床煙氣脫硫及爐內(nèi)噴鈣尾部增濕煙氣脫硫技術(shù)等,脫硫方法不同,所產(chǎn)生的脫硫產(chǎn)物的特性也不同,其中石灰石/石灰石膏法脫硫產(chǎn)生的脫硫副產(chǎn)物與天然石膏成分相似,有與天然石膏相似的物理、化學(xué)性能。現(xiàn)有文獻(xiàn)資料表明,脫硫石膏的主要成分為二水石膏,二水硫酸鈣的含量一般在90%以上,顆粒較細(xì),平均粒徑在3060m,顏色呈灰、黃色,游離水含量較高,一般在10%以上。脫硫石膏中碳酸鈣為主要雜質(zhì),一部分碳酸鈣以石灰石顆粒形態(tài)單獨(dú)存在,這是未參與反應(yīng)的脫硫劑;另一部分碳酸鈣則存在于石膏
4、顆粒中心部位,這是由于碳酸鈣與SO2反應(yīng)不完全所致。2 煙氣脫硫石膏在墻體材料中應(yīng)用的影響因素2.1 可溶性雜質(zhì)的影響煙氣脫硫石膏中的可溶性雜質(zhì)主要由堿液脫硫劑、二氧化硫煙氣及脫硫裝置內(nèi)部等帶入。其中對(duì)煙氣脫硫石膏性能影響最為顯著的三種可溶性雜質(zhì)分別為鎂離子、鈉離子和氯離子。這三種可溶性雜質(zhì)在制備紙面石膏板的過(guò)程中常產(chǎn)生諸多技術(shù)問(wèn)題。鈉含量較高的脫硫建筑石膏粉用于生產(chǎn)石膏板時(shí),在干燥溫度高于32下,石膏板會(huì)脫水生成硫酸鈉,此時(shí)自板芯往表面滲透至紙層處形成一層硫酸鈉鹽膜;當(dāng)石膏板離開(kāi)干燥機(jī)后,石膏板溫逐漸降低至32下,硫酸鈉會(huì)吸收空氣中的水分而形成芒硝結(jié)晶,這層結(jié)晶呈顆粒狀會(huì)促使紙芯脫離。氯離子
5、對(duì)脫硫石膏的粘接性能影響顯著。較高氯離子含量的脫硫石膏用于水泥調(diào)凝劑時(shí),會(huì)影響水泥的質(zhì)量,甚至?xí)g鋼筋;用于紙面石膏板時(shí),氯離子會(huì)形成氯化鈉并從芯材中析出從而影響紙芯結(jié)合,降低石膏板的強(qiáng)度;當(dāng)用于石膏砌塊時(shí),氯離子會(huì)結(jié)合鈣離子形成氯化鈣,表面出現(xiàn)吸潮現(xiàn)象并出現(xiàn)返霜和表面微生物生長(zhǎng)現(xiàn)象。2.2 附著水的影響脫硫石膏附著水是脫水系統(tǒng)的重要性能指標(biāo),它綜合反映了電廠脫硫系統(tǒng)的工作狀況。如果附著水過(guò)高,脫硫石膏的黏性增強(qiáng),在裝載、提升、輸送的生產(chǎn)過(guò)程中極易粘附在各種設(shè)備容器上,不僅導(dǎo)致石膏卸料困難,而且造成較大范圍的環(huán)境污染。脫硫石膏的短距離運(yùn)輸可以通過(guò)皮帶輸送機(jī),遠(yuǎn)距離運(yùn)輸一般通過(guò)卡車、鐵路或者駁
6、船運(yùn)輸,在該情況下,脫硫石膏的含水率必須小于10%。若含水率過(guò)低,如含水率小于6%時(shí)則會(huì)出現(xiàn)粉塵,粉塵的問(wèn)題可以通過(guò)在石膏的表面灑水得到控制;含水率過(guò)高(1215%)則在運(yùn)輸過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)粘結(jié)和堵塞問(wèn)題。2.3 顆粒級(jí)配不合理脫硫石膏的結(jié)晶析出是在溶液中完成的,所以各個(gè)晶體的單獨(dú)存在的,結(jié)晶完整均一,所以造成脫硫石膏顆粒分布過(guò)窄,顆粒比較細(xì),平均粒徑在3060m,顆粒級(jí)配不合理,中間粒徑的顆粒較多,而較細(xì)和較粗顆粒很少,比表面積相對(duì)較小,脫硫石膏的這個(gè)特點(diǎn)在性能上會(huì)有如下表現(xiàn):料漿易出現(xiàn)泌水現(xiàn)象、流變性能差、觸變性明顯,現(xiàn)階段,我國(guó)脫硫石膏制品的主要問(wèn)題是尺寸穩(wěn)定性不佳,容易收縮開(kāi)裂,目前遍認(rèn)
7、為石膏收縮開(kāi)裂主要是由于脫硫建筑石膏顆粒級(jí)配較差引起的。3 結(jié)語(yǔ)煙氣脫硫工藝的復(fù)雜性致使影響脫硫石膏的品質(zhì)的因素有很多,如何控制脫硫工藝,提高脫硫石膏的品質(zhì),或者通過(guò)后期煅燒、粉磨等工藝降低脫硫石膏在墻體材料中應(yīng)用的不利因素,通過(guò)添加外加劑、混合材改善墻體材料的整體性能,成為亟待解決的問(wèn)題,也是解決脫硫石膏大規(guī)模綜合利用的途徑。參考文獻(xiàn)1 潘利祥.燃煤電廠脫硫石膏品質(zhì)影響因素及其對(duì)石膏制品的影響A.第二屆脫硫技術(shù)及脫硫石膏、脫硫灰(渣)處理與利用大會(huì)論文集C.2008.2 田賀忠,郝吉明.燃煤電廠煙氣脫硫石膏綜合利用途徑及潛力分析J.中國(guó)電力,2006(2).3 毛樹(shù)標(biāo).煙氣脫硫石膏綜合利用分析D.浙江大學(xué),2005.4 IANNACONEm.M.,CASTLE J.W.,et al.Characterization of flue gas desulfurization particulates in equalization basins J.Fuel,2009 (9).5 于崢.煙氣脫硫石膏附著水影響因素實(shí)例分析。發(fā)電設(shè)備,2013 04-0289-04.6 王棟民,羅小紅,范德科,劉曉斌,惠飛.煙氣脫硫石膏粒徑分布特征研究A.第三屆全國(guó)石膏生產(chǎn)與應(yīng)用技術(shù)交流大會(huì)論文集C.2008.6