浅谈电厂脱硫石膏替代天然石膏在水泥生产中的利用
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摘要： 本文从清洁环保、节约资源、提升效益的角度出发，介绍了XX集团水泥厂使用电厂脱硫石膏代替天然石膏应用情况及使用过程中存在的问题和解决措施，在此基础上进行了认真总结，并对经济和社会效益进行了分析，指出该技术应用对实际生产的重要意义。
Abstract： From the perspective of environmental production， conserving resources and enhancing efficiency， this article introduces the application situation of desulfurization gypsum instead of natural gypsum in XX Group and the problems in use process and solutions. On the basis of this， it takes a careful summary， analyzes the economic and social benefits， and indicates that the technology application has important significance for the practical production.
关键词： 脱硫石膏；替代；水泥生产；应用
Key words： the desulfurization gypsum；substitute；cement production；application
中图分类号：TQ172 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）22-0112-02
按照国家相关能源产业政策，国家鼓励火电厂加装烟气脱硫装置，XX集团塔山电厂就采用石膏脱硫技术，脱硫效率达95.1%，比国家要求高出5个百分点，相当于年减少二氧化硫排放量1903万吨。但加装烟气脱硫装置后会排出大量固体脱硫石膏，如果不加以妥善处理，又会造成区域性污染。另一方面，水泥生产又需要大量石膏。XX集团公司水泥厂远离石膏产地，这样造成在消耗自然资源（石膏）的同时，由于远距离的运输，又会加重对能源的消耗和环境的污染。从清洁环保、节约资源、提升效益角度出发，水泥厂开始着手利用电厂脱硫石膏代替天然石膏。
天然石膏质量优良，是纯白颜色的，塔山电厂脱硫石膏则含有10-20%左右流离水，呈灰黄色或灰白色，为潮湿、松散的细小颗粒，有时脱硫不稳定带进较多的煤灰等杂质时颜色发黑。我们对该电厂脱硫石膏进行了化验。
通过化验结果，该电厂脱硫石膏成分较稳定、粒度在30～60μm、粉状、颗粒呈短柱状，径长比在1.5～2.2之间，大小较为平均，标准稠度用水量大，含有一定量的碳酸钙、亚硫酸盐和其它较多的水溶性盐。脱硫石膏的化学成分和物理性能表明，它可取代部分或全部天然石膏作为水泥厂生产水泥的缓凝剂。
脱硫石膏替代部分天然石膏在水泥生产线应用一段时间后，出现了水泥质量不稳定现象，一度影响了水泥厂正常生产。经过连续的现场蹲点，我们找到了原因：脱硫石膏是利用脱硫净化工艺技术处理煤、油等含硫燃料燃烧产生的烟气而得到的一种工业副产石膏。该电厂采用湿法处理含硫废气，形成的脱硫石膏吸附水含量较高，湿度大，黏性强。生产中在磨头单独设仓下料时，可能会造成结仓，结壁和发生下料堵塞等现象，在装卸、提升、输送的过程中极易粘附在设备上，造成积料、堵塞，直接用于水泥生产中造成该物料输送不畅、混合不匀，造成水泥质量不稳定，影响水泥的正常生产。这样，我们采用烘干法，将湿状的脱硫石膏先进行成球处理，使之改变物理性状，降低物料之间彼此的粘附，增加流动性则可以彻底改变脱硫石膏在水泥生产过程中出现的问题。
据有关资料表述，认为：脱硫石膏主要成分是结晶硫酸钙（CaSO4·2H2O），其脱水转变温度较低，不同温度下热处理的脱硫石膏产品因其物相组成的差异，必将对水泥的性能产生影响。针对这一问题，我们进行了相关试验。
试验结果表明：①相同的粉磨时间，加脱硫石膏的水泥比表面积都明显偏大。这是因为脱硫石膏的易磨性比天然石膏要好，而且脱硫石膏已是细粉状物料，对熟料有助磨作用，所以在相同的时间内，磨得的水泥细颗粒较多，比表面积明显偏大。②在掺量3%-5%情况下，加脱硫石膏的水泥凝结时间要比用天然石膏的稍短。另外，脱硫石膏细度大，在水泥中能与水泥颗粒充分接触，迅速发生反应，所以更能有效调节水泥凝结时间。③加脱硫石膏的水泥强度要比用天然石膏稍高一些。这是因为脱硫石膏中含有部分未反应的CaCO3和部分可溶盐，如K盐、Na盐，这些杂质的存在有利于加速水泥水化，对促进水泥强度发展，激发混合材活性的充分发挥，对水泥结构性能都有提高作用。④用脱硫石膏生产的水泥各项质量指标均能达到水泥标准的要求。
通过XX集团水泥厂在水泥生产中使用脱硫石膏代替天然石膏的实践，可以说明以下几个问题：①脱硫石膏在投入使用前必须进行化验，当相关数值接近或达到表1的数值时，方可替代天然石膏。②生产水泥前脱硫石膏应经过烘干焙烧处理。③当石膏掺量相同时，脱硫石膏比天然石膏能明显提高水泥的抗折、抗压强度。
我集团公司水泥厂年产熟料150万吨，若全部用于生产水泥（P·O42.5、P·S32.5、P·C32.5的比例为25：25：50），可生产水泥250万吨以上。若水泥中石膏用量为5%，则年消耗天然石膏12.5万吨。石膏按125元/吨计算，年需资金1562.5万元。若50%天然石膏用脱硫石膏取代，则年消耗脱硫石膏6.25万吨。脱硫石膏按90元/吨计算，则在利用废物的同时年可节约资金218.75万元。若天然石膏全部用脱硫石膏取代，年可节约资金437.5万元。此外，还可享受国家的相关免税政策。这样，既节约了天然石膏矿产资源，减少了开采、运输过程对生态的破坏和环境的污染，又能为社会提供适应市场需求的产品，实现社会效益、经济效益和环境效益的三赢，是利国利民、一举多得的好事。
参考文献：
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[2]卢扬芬，谢培贤.脱硫石膏做水泥缓凝剂存在的问题及解决措施[J].水泥，2010，6.
[3]王生文，姜胜平.脱硫石膏在水泥生产中的应用实践[J].水泥工程，2011，6.