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脱硫石膏砌块品质的改善
北京国华杰地动力技术服务有限公同于春洋
摘要:烟气脱硫石膏经过炒制获得建筑石膏,但因其相成份的不稳定性和杂质含量与天
然石膏不同,对制品(石膏砌块)品质的影响较大,直接关系石膏砌块的质量和使用。“起
碱”和“收缩率大”是两个最突出的缺陷,本文作者通过实例及大量的实践经验总结出品质
改善的一些方法值得探讨。
关键词:脱硫石膏砌块;脱硫建筑石膏:杂质:起碱;品质改善
烟气脱硫石膏又称硫石膏或FGD石膏,主要成分为二水硫酸钙,本文所述石膏指经过
炒制所得的熟石膏,乂称建筑石膏。
烟气脱硫石膏生成的基本原理
1、烟气中的SO2在石灰石浆液液滴的表面被吸收从而生成亚硫酸并离解:
SO2(气相)+H10→H2S0(液相)→I+ISO3→2t++S02(2-1)
2、石灰浆液中的CaCO2溶解后也离解
CaCO、→Ca2+1(03
021H0→0H1HCO2→20H1C02(液相)
(2
CO2(液相)+H20一CO2(气相)+H20
在吸收塔内鼓入的空气可将生成的CO2帯走。
3、由于亚硫酸比碳酸酸性强,它很容易与碳酸钙反应生成亚硫酸钙,置换出碳酸,它进
步分解释放出CO2,并被鼓入的空气带走
Ca2+SOる→(CaS0
Ca$03 +I20-CAS03. -1120+-1120
2H+→H2C03→CO2(气相)+H20
4、亚硫酸钙通过鼓入的空气进行氧化,生成硫酸钙(二水石膏)
5、在石灰石浆液吸收SO2的过程中,由于石灰、烟气及く灰中存在的物质,如Ca、Mg、SO2、
CO2、O2、NO以及Na、K、C1等,在溶液中相互作用,使过程变得十分复杂,这主要包
括
(1)生成各种中性物质、离子物质及固体物质的反应
(2)离子反应
(3)液一固两相和气一固两相平衡
(4)石灰石循环吸收,在封闭循环中各种盐类的积累。
溶解物的浓度与平衡常数、溶度积、溶解度和活性等有关。
6、二水硫酸钙经过煅烧(炒制)后绝大部分形成半水石膏。
杂质?脱硫石性能的影响:
在脱硫过程中,由于石灰石的性质不良或粒度不合理时,生成石言的杂质较多,超过
定范围后会影响石膏的质量和使用。在脱硫过程中石灰石颗粒越细,其比表面积越大,反应
越充分;石灰石中的杂质成份如石英、陶土矿物质等対脱硫石官的质量有一定的影响,因此
应尽可能提高石灰石的纯度(碳酸钙含量)和合理的细度,オ能有利于脱硫石言的生成,保
证脱硫石膏化学成份的稳定。烟气脱硫石膏的杂质主要有害成份有氯化物,氯化物对脱硫石
膏的粘结性能影响较明显,在潮湿环境中会加速刈钢筋的腐蚀,在加工纸面石膏板时要注意
控制限量要求。杂质含量还有可溶于水的铁盐和钠盐,它们不但影响石膏制品的粘结性能
而且在受到潮湿环境影响时会使石膏制品产生“起碱”现象,制品表面粉化、粗糙、严重影
响产品质量,所以必须加以控制。另有可燃有机物,燃有机物是因煤粉燃烧效率低和除尘
效率不正常,使烟气中的飞灰沉淀下米存在石音浆液中,它富集在石言制品表面,影响石言
制品的粘结强度和外观颜色
烟气脱硫石膏中有一部分碳酸钙以石灰石颗粒形态单独存在,这是由于部分未参加反
应得残留颗粒产生,另一部分则存在于石音颗粒中心部位,这是由于碳酸钙与二氧化硫没有
充分反应所致,使部分晶体内部有压力的存在,对石肯制品内应力的存在应采川“粉磨”改
性来减小影响。其次是氧化铅、氧化硅、氧化铁,它们对脱硫石膏的易磨性和白度影响较大,
但对石膏制品的物理力学性能影响较小,这些都是来自石灰石中的杂质。
表一:石灰石主要成份及含量检测值
CaO「 Mgo Alo3「Fc2O3SiO2「H20
50.18%13.159%10.30%1037%11.92%10.04%
粒度0.145m,102C干燥2小时
表二:天然、脱硫石宫化学成分及细度
项目Ca0SiO21AO:SO:Fe2 O Mgo LOSS筛余%
天然石膏131.514.31.73141.111.151.3117.28.8
脱阬石音131612.710.742.410.511.0119.21.0
由此可见,虽然脱硫右膏与天然石膏在主要成份:基本相同,其纯度和表观强度都高
于天然石音,从而为脱硫石音替代天然石提供了条件。但由于其产生环境不同,晶体结构
不同,使得脱硫石膏在杂质含量与组成上与天然石膏存在差异,导致其在脱水特性、易磨性
及煅烧后的力学性能、流变性等宏观特征上的差异,因此严格控制脱硫石膏的杂质含量,合
理改变其颗粒特性及粒级分配,成为脱硫石膏资源化利川的关键之处
热电厂脱硫石膏砌块实例
原北京第一热电厂石音砌块厂为一热2×10TH锅炉脱伉技改工程配套,配有石综
合利川加工所需设施,在吸收塔附近设有炒制车间,在老厂拆除车间建有石音砌块车间,两
车间相师约4100米。
炒制车间:副产品石膏脱水后的湿石音量为6.4t/h(含水10%),称之为
二水石音,经过炒制煅烧成熟石膏。其品质为:硫酸钙含量>90%,Ph6
8,白度>60%,气味中性,平均粒径80%>25m。
2)石膏彻块车间:炒制车间生产的熟石膏经过气体输送到砌块车间,全部加
工成石音砌块,作为建筑非承重隔墙使用。产品规格:666×500×80
mm,重量65kg/m,产量64m2/ha
水石膏有更多的使用途:一是进入炒制车间用作石膏砌块:二是外运
加工后作为水泥厂添加剂或煅烧成建筑石作粉刷石、粘结剂等。
炒制车间设备年生产能力为3万吨,石膏砌块年产30万平米,单价45元/mP,设备的投资
经济性比较叮行。
四、脱石膏砌块应用中的几点问题及改善