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文章编号:1007-046X(2010)06-006-04
实验研究
湿法烟气脱硫石膏制备建筑石膏影响因素探讨
Probe into Factors Affecting Preparation of Construction Gypsum with Wet FGD
杨波
(上海市建筑科学研究院(集团)有限公司,上海200032)
摘要:通过对湿法烟气脱硫石膏性质的分析,利用建筑石膏三相分析原理,从脱硫石骨原料纯度、残余二水石请含量、粉磨
工艺、煅烧设各等方面,对利用烟气脱碗石膏煅烧制备建筑石骨的影响因素进行了研究探讨。
关鍵词:烟气脱硫,脱硫石膏,建筑石膏
中图分类号:TQ177.375
文献标识码:A
0前言
(7)化学成分见表1
“十ー五”期间,上海市制定了《上海市“十ー五”
表
湿法脱硫废渣原料化学分析
期间燃煤电厂脱硫工程实施方案》,投资40个亿,使95%编号胶水溶物结晶水Fe:03A10O3 Cao SO3Caso,caCo2Caso,cso,2H0
以上电厂完成烟气脱硫工作。2009年脱硫石膏废渣的排
10.3818.190.450.2635.1542.50.49077.6595.42
20.3420.10.140.J935.654300.478.6598.35
放量约80多万t,之后将达到并保持每年排放200万t左
30.32
5976,.6996
右的水平。如不及时处理或利用,将造成二次污染,并可
40.5218.730.27
32.3139.6601.5871.9790.7
能对电力生产产生影响。其应用途径主要有用于水泥缓凝
50.7171530.360.3934.8639.514.13074.3791.9
剂和煅烧制备建筑石膏两种,后者可用于制备纸面石膏
(8)物相分析和颗粒级配
板、装饰石膏制品、粉刷石膏等石膏建材产品。而长期以
与天然石膏不同,脱硫石膏的结晶是在溶液中自然形
来,由于江浙沪地区石膏资源匮乏、石膏价格受远距离运成,在电镜下呈单独的结晶颗粒存在,结晶较为完整和均
输因素等影响,石膏建材的应用受到了极大的限制。
匀,杂质一般为碳酸钙(CaO)、氧化铝(Al203)、氧化
湿法烟气脱硫石膏性质
硅(SiO2)。比表面积较小,约是粉磨后天然石膏的一半。
颗粒大小较为均匀,粒径主要分布在40~60pm,级配
烟气脱硫石简称脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏
比经粉磨后的天然石膏粉差,煅烧后需增加粉磨工艺,不
( Flue Gas Desulphurization Gypsum)是含硫燃料(煤、
然制备的建筑石膏保水性和和易性较差,加水后易产生分
油)燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的固体工
层、颗粒离析情况。
业废弃物,其主要成份为二水硫酸钙晶体,与天然石膏相
(9)微量元素和放射性
近,经转化都可以得到五种形态和七种变体,在物化性质
合理脱硫工艺产生的脱硫石膏,其微量元素含量远低
方面与天然石膏具有共同特征。其作为一种工业副产石膏,
于公认的极限值,见表2。放射性物质的含量也低于天然
具有再生石膏的特性。
(1)外观:潮湿、松散的细小颗粒。脱硫正常时颜色石膏的下限,能够满足相关国家标准要求。
表
脱硫石膏微量元素含量对比表mg/kg,TS
为白色偏黄,脱硫不稳定时因混入煤灰,颜色发黑
脱硫石膏
天然石膏
极限值
(2)含水率:10%~15%。
2.58
100
(3)湿态松散容重:800~1000kgmo
锔
0.1
0.49
4)干态松散容重:900~100kg/m。
3.38
8.58
50
(5)粒径:40~60m
1.32
(6)二水石膏纯度:90%~98%。
27.63
14.90
COAL ASH 6/2010
2石膏煅烧原理及三相组成测试原理
当G1>C2时:附着水含量a=(G1~G2)G,x100%;
湿法脱硫石膏经烘千吸附水、般烧脱去结晶水,即可无水石膏含量AⅢ
生成建筑石膏。根据其物相分析和顆粒级配的特点,与天
当G然石膏煅烧工艺不同,煅烧后还需要増加粉磨工艺以优化=15.11(G-G)G,x100%
级配
(注:由于无水石菏极易吸收水分,其与附着水不会同时存
2.1石膏煅烧原理
2.2.2半水石髙相分析原理及测试方法
二水石膏在工业生产加热脱水过程中,会产生多种变
测定石膏在纯水中的水化增量,为半水石膏和无水石
体,主要发生以下相变反应
齊Ⅲ的总量,减去用上述原理测得的无水石膏Ⅲ的含量
即可计算出半水石膏的含?。试验步骤如下:
Caso. 2H,O-2C-CCASO-12H,O+32H,O.(1
准确称取石试样20g,在足量蒸傜水中浸泡5h,
CaSO212H2O~Iu4c→CaSOⅢ+1/2H-O
然后在45℃5℃下烘干至恒重(烘干时间相隔1h的两
CaSO4-320C~36C→CaSO4s…
次称量之差0.05即为恒重),称重
e=吸水恒重后样重吸水前样重-1
在生产建筑石膏过程中,主要反应是(1),在大部
当G>G:时:半水石膏含量IH=5.37(+a/(1-a)x
分煅烧过程中都在一定程度上出現反应式(2),出现100%
(3)的反应过程可能性较小。根据反应式,建筑石膏有
当G三个相:二水石膏、半水石膏、可溶性无水石膏,三相比
1D0%。
例決定了建筑石膏的性能。可以通过对煅烧工艺进行整223二水石膏相分析原理及测试方法
来控制各相组成
用脱水的方法测定建筑石的脱水总量,去半水石
2.2石膏三相组成测试原理及测试方法
膏的脱水量,即可计算出二水石膏的含量。试验步骤如下
与天然石膏相同,脱硫石膏煅烧后生成的建石膏主
淮确称取2g试样,精确至0.000g,放人已干燥至
要成分也是半水石。同时,在燬烧过程中,会产生一定恒重的带有盖子的坩瑞瓶中,在400的高温炉内加热
量的可溶性无水石膏(II型CaS0:)和未脱水的二水石90min(加热过程中称量瓶应散开盖),用坩埚针将称量
膏(CaSO)·2H0),将影响其性能。通过对脱硫石膏原瓶取出,盖上磨门塞(但不应盖的太紧),放入干燥器中
料的纯度(即ニ水石青含量)及其煅烧成品的三相分析,于室温下冷却15mn,将口塞帝封好,称重;
可以分析、政进煅烧正艺。本论文就其测试方法进行了
d=1-失水后样重÷失水前样重;
探讨。
当G>C2时:二水石膏含量DIE=4.78【d-ay/(1
2.2.1可溶性无水石膏相分析原理及测试方法
HHx0.062]×1009%;
在95%的乙醇溶液中,乙醇与水分子间除分子间作
当G用力外还有氢键。而在CaS0:?12H20中,由于2个
100%
SOA2与1个H20间除了分子甸的范德华力以外也还存在
建筑石膏的质量和性能与各组成相含量的比例密切柤