电厂脱硫石膏再利用综合研究
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摘要：发电企业脱硫石膏的再利用对于电厂生产经济效益以及环保管理水平的提升都有着十分积极的作用。为此，本文围绕电厂脱硫石膏利用的议题进行了探讨，文章概述了目前国内外脱硫石膏的综合利用状况，分析了电厂脱硫石膏深加工工艺，然后对脱硫石膏的生产过程、品质管理以及年产量进行了分析，论述了脱硫石膏加工水泥缓凝剂的应用，旨在通过提高电厂脱硫石膏再利用技术水平推动电厂提质增效、节能环保发展目标的加快实现。
关键词：电厂、脱硫石膏
1引言
在烟气脱硫工艺中，石膏产生质量和利用率的问题对于发电企业的节能降耗、提质增效有着积极的作用。近年来国家提出了节能降耗、绿色可持续发展的战略目标。为了更好地实现发电企业的内在转型升级，更好地与国家的发展战略目标相吻合，对发电厂脱硫石膏再利用问题进行分析和研究是十分必要且十分重要的。
2国内外脱硫石膏的综合利用现状
目前国外的一些工业发达国家，如美国、英国、日本，已经较好地解决了脱硫石膏生产、运输以及利用方面的技术难题，脱硫石膏的性能基本媲美于普通石膏，石膏工业应用也呈现较大规模。如日本的脱硫装置产生的石膏每年可达到200万吨以上，美国每年脱硫石膏的产量稳定在900万吨以上。不仅脱硫石膏的产量以达到稳定，在石膏的利用领域上也覆盖面越来越广，如应用于建筑行业、交通行业、工程行业、农业、化工行业、环保行业等，脱硫石膏不仅可以用于制作石膏板材、浆料以及化学助剂，还可以用于化肥的生产、制作土壤的改良剂等。因其性能质量以及产量的稳定性，脱硫石膏受到越来越多业内人士的青睐。相对于国外的脱硫石膏利用技术，我国在脱硫石膏利用方面还相对落后，这一点不仅体现在脱硫石膏的年产量低于国外的先进国家，还体现在脱硫石膏的利用领域方面主要是作为建筑行业原材料，如石膏板、石膏砌块或石膏球等，在其他领域内的应用技术还较弱，这也是限制我国脱硫石膏产业化、规模化发展的一大阻力。
3电厂脱硫石膏深加工的分析
电厂脱硫石膏在加工利用方面通常是采用原料直接出售的方式，比如直接将产生的脱硫石膏出售给加气制砖厂作为固体凝结剂来利用。这种原料未经加工而直接出售的方式通常价格较低，没有较高的附加值。再加上加气制砖厂生产需要的脱硫石膏的量较少，需求量也不稳定，这就导致电厂脱硫石膏的利用率低，实际价值不高。一旦电厂脱硫石膏产生的量较多，那么就会导致供大于求，增加经营的风险，同时也不利于获得较好的经济效益。针对这些风险因素，电厂的脱硫石膏必须进一步深加工，提高脱硫石膏的附加值，再进行销售。通常的加工方式是先将脱硫石膏加工成建筑用的石膏粉料，然后根据市场客户的需求再进行石膏材料制品加工，如石膏板、石膏砌块等。近年来，随着科技的快速更迭，脱硫石膏的开发和利用技术也有了新的发展。比如国内一些企业研究了新的煅烧窑技术，通过该工艺技术的应用，可以进一步提高脱硫石膏的生产能力和生产规模，为脱硫石膏应用领域的拓宽奠定了有利的基础。除此之外，脱硫石膏深度加工的另一条途径是作为水泥的混凝剂来利用。由于脱硫石膏的主要成分是硫酸钙，因此与工业副石膏产品的主要成分相同，因此可以将脱硫石膏加工成工业副石膏产品，拓宽脱硫石膏的销售和利用市场。电厂脱硫石膏的生产过程中，通常会因生产工艺的影响而导致石膏产品中含水量较高，这就会导致石膏产品质量下降，同时在生产过程中也容易引发设备工况不畅的问题。为了避免出现这些问题，可以将脱硫石膏加工成适当的颗粒，增加表面积，增大水分的散发，确保生产工艺的安全和稳定，同时也更好地保障脱硫石膏产品的质量。
4脱硫石膏生产过程、质量管理以及年产量分析
脱硫石膏的生产工艺为从脱硫吸收塔中排出的石膏原浆进入到石膏旋流器中进行一级脱水，经过石膏旋流器后去除石膏中50%～70%的水分，此时大部分水分已被去除。然后浓缩后的石膏进入到二级真空脱水机中，进行再次脱水。在这一工序中，脱水设备有两种，一种是真空皮带脱水机，另一种是石膏真空旋转圆盘袋式脱水机。本文的脱硫石膏生产工艺中所采用的脱水设备为真空皮带脱水机。经过真空皮带脱水机后，石膏中的水分含量再次去除90%，得到的脱硫石膏成品含水量小于10%。脱硫石膏的质量管理采用实验检验的管控方式，通过定期抽检脱硫石膏样品，确保石膏中硫酸钙含量、水分含量以及其他相应的成分指标满足生产设计标准的要求。脱硫石膏的产量与火电厂的实际生产工艺情况相关。通常来说，火电厂脱硫系统正常运行的情况下，按每台脱硫装置运行6500小时/年来计算，则每台脱硫系统产生的石膏产量为1.40～1.45万吨/年。
5脱硫石膏加工水泥缓凝剂的应用
以年产量7万吨的脱硫石膏加工成水泥缓凝剂的应用为例对脱硫石膏的生产和利用效益做进一步详细说明。
脱硫石膏加工成水泥缓凝剂的工艺流程为：脱硫石膏原料经过输送系统进入到脱气装置中，去除石膏原料中的水分，得到致密度更高的石膏浓浆，然后输送到高压造粒装置中，将石膏浓浆加工成颗粒状，然后将得到的颗粒固态的石膏产品进行质量检验，合格后入仓库或装车运输到需求方。
生产加工需要的设备主要有：5吨的运输汽车一辆;脱气设备一台;高压造粒设备一台;含六条皮带的输送装置一台;手推车六辆;地磅一台。以市场均价来核算成本约为313～319万元。
基础设施成本（包含厂房、水电、人工、技术调试等费用）为68～75万元。
生产工艺中，需要燃煤或蒸汽来提供热源。按每吨石膏产品来核算，平均耗电量在18～22千瓦，平均耗煤在50～55千克，折算成价格大约在12～13万元。
年产量7万吨的脫硫石膏加工成水泥缓凝剂的工艺设备（包括燃料耗电）总共造价为325～332万元。
另外，在脱硫石膏加工成水泥缓凝剂的生产工艺中，除了上述的建设投入成本之外，还涉及到以下的成本支出。
工艺设备的折旧支出：按照设备的净残值率为3%来核算，基础设施的净残值率为1.5%来核算，平均每生产一吨石膏产品成本去除1.48～1.52元。
工艺设备的维修支出：按照每年提取折旧费用的20%来核算，平均每生产一吨石膏产品成本去除8.94～9.11元。
人员工资支出：按照十人来算，平均工资为4.5千，平均每生产一吨石膏产品成本去除6.4元。
管理支出：按照人员工作支出的10%来核算，平均每生产一吨石膏产品成本去除0.64元。
如果涉及到土地租赁，则还应包含该项费用支出。
去除所有的成本后，将脱硫石膏直接销售（每吨22～28元）与脱硫石膏加工成水泥缓凝剂（每吨30～36元）来销售进行对比，可以获得更可观的经济效益。
6结语
综上所述，脱硫石膏是火力发电企业在烟气脱硫工艺中产生的固体废弃物，随着火电企业的发展壮大，脱硫石膏的产量也将随之增加，为了更好地减少脱硫石膏对环境的威胁，充分利用好这些潜在的资源，火电企业及技术研究人员必须充分重视脱硫石膏的利用工艺技术，加大技术设备的投入力度，加快脱硫石膏资源利用技术难题的攻克，使脱硫石膏的应用领域不断拓宽，使电厂脱硫石膏利用效益登上新的台阶。
参考文献
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