浅谈脱硫石膏的煅烧工艺_娄广辉
3页1、河南建材 2012年第2期 Henan Building Materials 浅谈脱硫石膏的煅烧工艺 娄广辉 河南建筑材料研究设计院有限责任公司 (450002 ) 脱硫石膏是指对含硫燃料(煤、油等)燃烧后的 烟气进行脱硫处理得到的工业副产品。 如果不能很 好处置和综合利用这些工业石膏,既浪费了资源,占 用了大量的填埋土地,又会对生态环境产生严重的 污染,影响企业的良性发展。 所以,研发和完善脱硫 石膏的处理工艺,把它们合理利用起来,作为生产 石膏建材的原料,不仅能产生经济效益,而且有利 于保护环境,节约能源和资源,实现可持续发展,具 有广泛的市场前景。 我国是世界上最大的煤炭生产 国和消费国,由煤燃烧排入的二氧化硫成为大气污 染的主要物质。 随着人们环境保护意识的逐步提 高,对燃煤烟气进行脱硫显得尤为紧迫和重要。 西方发达国家对脱硫石膏综合利用技术的研 究始于二十世纪七十年代,目前脱硫石膏几乎所有 的应用都在建材行业,如石膏粉、石膏制品、水泥 添加剂等各种建筑材料中。 其应用技术非常成熟, 工艺设备已专业化。 国内火力发电厂及其他行业的 烟气脱硫项目起步较晚,虽然近年来对脱硫石膏的
2、应用和研究越来越重视,未来几年随着大量的脱硫 装置投入运行,我国每年将产生3 00010 000万t 脱硫石膏。 但总体上缺乏成熟的新技术和新工艺, 应用技术不很成熟,存在产量低、能耗高、质量不稳 定等缺点。 开发脱硫石膏的新技术和新工艺十分重 要。 本文对脱硫石膏的性能和煅烧工艺进行了总结 和归纳,以期对该行业的发展提供一定的借签意义。 1脱硫石膏的性能 1.1脱硫石膏的产生 脱硫石膏是湿式石灰石石膏烟气脱硫中产 生的副产物。 石灰石经破碎、制粉,加水制成浆液作 为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合,与烟气 中的二氧化硫发生反应生成亚硫酸钙 (CaSO3 0.5H2O),然后通入大量空气强制将亚硫酸钙氧化成 硫酸钙,硫酸钙达到一定饱和度后,结晶形成二水 石膏。 经吸收塔排出的石膏浆液经过浓缩器和离心 脱水,使其含水量小于20%,最终生成石膏晶体(Ca- SO42H2O),其分子式中有2个结晶水,同时表面附 着一些游离水。 这个二水石膏的硫酸钙晶体,就是 脱硫石膏。 1.2脱硫石膏的性质 脱硫石膏的主要成分为二水硫酸钙 (CaSO4 2H2O),颜色微黄,呈中性或略偏碱性,粒度分布窄,
3、 级配较差的细颗粒状,比表面积较小,含较多的水 溶性盐。 脱硫石膏成分稳定,其化学成分与天然石 膏比较接近, 脱硫石膏的颗粒直径主要集中在30 60 m之间,比天然石膏的小,煅烧后可明显改善 粒度级配问题。 脱硫石膏的游离水分约为10% 15%,黏性强。 脱硫石膏的主要杂质为CaCO3,还有 一些SiO2、MgO、Al2O3等杂质,某些杂质在超过一定 含量时,会影响石膏制品的质量。 目前国内尚无脱 硫石膏的质量标准。 2脱硫石膏的煅烧工艺 2.1脱硫石膏的煅烧机理 脱硫石膏不能直接进行应用,通常需要制备成 半水石膏(CaSO40.5H2O,工业上称为熟石膏)。 二 水石膏加热到一定温度容易失去部分结晶水,成熟 石膏。 煅烧工艺一直是影响脱硫石膏制品质量和应 用的主要因素。 在脱硫石膏煅烧过程中,当温度升 高、脱水速度加快时,由于石膏导热性能不良,容易 造成石膏的内外温度分布不均匀,形成多相混合物。 因此,需要选择合适的煅烧工艺措施,才能保证煅 烧后产品的质量。 有研究表明:煅烧温度在180 时,石膏水化晶体发育完整,生长致密,在凝结时 间、标准稠度及强度等方面均表现出优异的性能。 2.
4、2脱硫石膏的煅烧方式和设备 根据不同锻烧方式可分别获得型半水石膏 和型半水石膏。型半水石膏是用饱和蒸汽在压 力状态下蒸煮后烘干获得,也叫高强度石膏,主要 用于陶瓷、医药行业的模具制造;型半水石膏是在 气相条件下加热脱水获得,也叫建筑石膏,主要用 于制造石膏板、石膏砌块、或加入添加剂后加工成 粉刷石膏。 石膏煅烧技术装备主要有回转窑、立式 炒锅、沸腾炉、彼得磨等。 各种装备的技术性能和煅 生 产 技 术 37 河南建材2012年第2期 Henan Building Materials 烧产品的综合指标分析,各有其优缺点。 脱硫石膏 综合利用技术应用是否成功,其关键在于干燥煅烧 工艺技术和设备的先进性。 目前我国主要采用回转 窑和炒锅生产建筑石膏,近年来成功地将间歇式炒 锅改造成连续式炒锅,并进行沸腾炉煅烧石膏。 当 今石膏煅烧工艺的发展趋势为:从间歇出料到连续 出料;从间接加热到直接加热;从慢速脱水到快速 脱水。 现在石膏生产常用的煅烧方式和设备有如下 几种: 2.2.1连续炒锅煅烧技术 国内煅烧化学石膏较理想的设备是炒锅,但能 耗比气流煅烧设备要高。 脱硫石膏可采用干燥管进 行干燥,这
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