火电厂脱硫石膏的综合利用
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作者:裴晋鹏
摘 要：在火电厂脱硫脱硝设备运转的过程中，往往会产生一定的脱硫石膏，这些脱硫石膏需要经过一定的处理后才可以排放如环境，否则会对环境产生不良的影响，进而造成二次污染，这也是违背环保治理原则的现象。所以，很多火电厂都会对脱硫石膏的产生与处理进行研究，并制定了相应的综合利用制度，为我国环保事业发展提供了新的思路。
关键词：火电厂 脱硫石膏 综合利用 环保
中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2019）10（a）-0051-02
通过分析火电厂发电工艺可以发现，煤炭等化石燃料燃烧过程中会产生含有二氧化硫、氮氧化物等污染物质的烟气，这些物质排放入大气环境中往往会带来酸雨、气候变暖等一系列的环境恶化问题，所以对火电厂烟气进行处理就成为技术人员主要研究的课题。在研究火电厂烟气净化装置的同时，技术人员也发现火电厂烟气净化装置运行过程中会产生一定量的脱硫石膏，这些脱硫石膏往往具有一定的回收利用价值，如果能够充分利用其这些脱硫石膏，将有利于缩减火电厂生产成本，提高企业经济效益，并起到节能减排的作用。
1 我国火电厂烟气脱硫技术发展现状
了解我国火电产烟气脱硫技术发展现状有利于我们了解脱硫石膏的产生源、产生量、物质组成等信息。目前，较为成熟的烟气脱硫技术为湿法烟气脱硫技术，该技术具有很高的运行可靠性，脱硫效果相对较好，所以在世界电力市场上受到了广泛的认可[1]。
目前采用的烟气脱硫技术主要分为湿法、半干法、干法三大种类。石灰石-石膏法、氨吸收法、双碱法、海水法等都是常见的湿法烟气脱硫技术，这种技术的脱硫效率能够达到90%以上，且技术工艺相当成熟，脱硫过程中产生的大部分副产品都可以进行回收利用，但是这种技术存在运行投资费用较高的问题。旋转喷雾干燥法等为半干法脱硫工艺的主要代表，干法脱硫工艺则包括等离子体法、荷电干式喷射脱硫法等。目前，我国大多数火电厂使用湿式石灰石-石膏法作为主要的烟气脱硫工艺[2]。
在石灰石-石膏法烟气脱硫技术中，石灰石浆液是吸收煙气中含硫物质的主要制剂，并被成为吸收剂，一般能够有效去除烟气中的二氧化硫，其副产品为石膏。一般来说，其处理工艺为烟气处理设施接受过来排除的烟气，并对烟气进行除尘处理，引风机将处理后的烟气通入脱硫增压风机，并在换热器的作用下将烟气通入二氧化硫吸收塔，烟气以逆流而上的形式与吸收塔上部喷淋下来的吸收剂进行充分接触，并完成相关化学梵音，从而实现烟气含硫物质的消除，这个过程中会生成亚硫酸钙溶液，亚硫酸钙溶液流入吸收塔的氧化槽中，并通过鼓入空气的方法让亚硫酸钙强制氧化，并生成石膏，随后通过脱水设备的处理，湿石膏会变成固态石膏。净化后的烟气会通过除雾器的处理下去除烟气中的水分，并升温至85℃，经过烟道排入环境。
2 脱硫石膏的基本性能
脱硫石膏和天然石膏的成分是相同的，所以脱硫石膏的物理化学性质与天然石膏是相同的。但是由于脱硫石膏是烟气脱硫工艺的副产物，所以其具体的性质还会受到工艺的影响。其差异主要表现在化学成分、外观性能、颗粒特性等方面。
一般来说，脱硫石膏表面潮湿、附着15%～25%的水分，是松散细小的颗粒。其颜色一般为摆设，由于部分脱硫石膏含有不同含量的杂质，所以会呈现灰褐色或者黄白色，并具有很高的粘着性，所以会容易附着在各种设备上，并导致管道堵塞等故障等问题[3]。
通过分析脱硫石膏粒径发现，其主要集中在30～50mm范围内，其粒径小于天然石膏。并且相比天然石膏，其晶型有着明显的不同。脱硫石膏的颗粒相对均匀，并且晶体长径比较小，呈现短柱状，外观也更为规整。
虽然脱硫石膏和天然石膏的主要化学组成相同，但是其纯度要比天然石膏高很多，含量能够达到90%以上。但是由于脱硫工艺的影响，脱硫石膏的杂质组成十分复杂，比如其中含有较多的可溶性盐，这回导致脱硫建筑石膏制品出现泛霜的现象，同时也会影响石膏的黏着力，因此如果要将脱硫石膏作为建筑材料，需要提前对其进行净化处理[4]。
有技术人员对脱硫石膏的安全性能进行了放射性检验，发现脱硫石膏不会对环境造成放射性污染，能够用于建筑制品的生产利用上。有技术日呢元你对其杂质、有害物质、化学成分性质进行了研究，发现虽然其主要成分与天然石膏相同，但是其性能有着明显的不同，在综合利用过程中需要对脱硫石膏的具体特性进行研究。
3 脱硫石膏的综合利用
3.1 水泥缓凝剂
在一定条件下，经过热处理的脱硫石膏，能够通过掺入矿渣水泥的方式起到改善其物理性能的作用，并且能够有效提高水泥的强度，并实现水泥凝结时间的控制。有企业对热电厂脱硫石膏生产水泥工艺进行了创新和优化，其创新结果表明脱硫石膏全部或者代替部分天然石膏，以生产水泥缓凝剂是完全可行的，并且能够为社会发展、企业效益创造良好条件。由于我国水泥消耗数量巨大，所以脱硫石膏完全可以通过生产水泥的方式进行消耗和处理[5]。
3.2 回填材料
在建筑施工过程中，往往涉及到基坑回填、城市筑路路基回填等工程，由于脱硫石膏本身不含有有毒有害物资，所以如果将其用锁筑路材料，一方面能够解决脱硫石膏的利用问题，还能避免异地取土的问题，起到避免水土流失的作用。所以，当地施工单位可以与火电厂进行合作，定期回收脱硫石膏，并将其用于回填材料中，让更多的脱硫石膏变废为宝[6]。
3.3 粉刷石膏
在建筑外观美化装饰工程中，往往涉及到墙体粉刷工作，并且经常使用到石膏。分体石膏建材主要以石膏作为主要材料，又被成为粉刷材料。由于脱硫石膏本身具有良好的可塑性、和易性，所以能够与基底保持牢固的粘贴，也不会出现起壳等问题，粉刷后的墙壁具有光滑细腻的特征，所以脱硫石膏应用于墙体材料粉刷上能够有效提高施工质量。
3.4 石膏新技术应用的展望
脱硫石膏的应用领域非常广泛，不能局限于石膏板、石膏砌块、建筑石膏粉等普通建筑材料，应深度开发利用，向高附加值产品转移。研究者们也在不断研究脱硫石膏新技术的应用。
有技术人员采用正交试验方法研究了氢氧化钠、石灰、硫酸钠对脱硫石膏/粉煤灰复合胶结材强度的影响，得到了脱硫石膏/粉煤灰复合胶结材的最佳配比。研究了脱硫石膏/粉煤灰复合胶结材的耐水性能，结果表明胶结材有较好的耐水性，是脱硫石膏有效利用的新途径。
4 结语
脱硫石膏本身具有纯度高、表面潮湿、附着15%～25%的水分，是松散细小的颗粒等特征，所以在建筑行业能够得到广泛的应用，所以总得的来说，建筑行业是脱硫石膏较为良好的综合利用方向。因此，技术人员可以主要针对脱硫石膏在建筑行业的应用进行深度的研究。
参考文献
[1] 尤彩霞.我国燃煤电厂脱硫石膏综合利用概述[J].当代化工研究，2019（4）：39-40.
[2] 王小彬，闫湘，李秀英，等.燃煤烟气脱硫石膏农用的环境安全风险[J].中国农业科学，2018，51（5）：926-939.
[3] 张倩.燃煤电厂烟气脱硫石膏的特征及综合利用途径分析[J].资源信息与工程，2017，32（6）：103-104.
[4] 吕新锋.火电厂固体废弃物资源化利用创新探索[J].节能与环保，2017（12）：62-65.
[5] 张雪，汪浩，耿杰，等.火电厂贮灰场运行问题及对策探讨[J].低碳世界，2017（21）：48-50.
[6] 赵龙广，艾勇.火电厂脱硫石膏的产生与利用现状[J].科技视界，2017（7）：209-210.
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