電廠脫硫石膏再利用綜合研究

王尚民

摘要：發(fā)電企業(yè)脫硫石膏的再利用對于電廠生產(chǎn)經(jīng)濟效益以及環(huán)保管理水平的提升都有著十分積極的作用。為此，本文圍繞電廠脫硫石膏利用的議題進行了探討，文章概述了目前國內(nèi)外脫硫石膏的綜合利用狀況，分析了電廠脫硫石膏深加工工藝，然后對脫硫石膏的生產(chǎn)過程、品質(zhì)管理以及年產(chǎn)量進行了分析，論述了脫硫石膏加工水泥緩凝劑的應(yīng)用，旨在通過提高電廠脫硫石膏再利用技術(shù)水平推動電廠提質(zhì)增效、節(jié)能環(huán)保發(fā)展目標(biāo)的加快實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：電廠、脫硫石膏

1引言

在煙氣脫硫工藝中，石膏產(chǎn)生質(zhì)量和利用率的問題對于發(fā)電企業(yè)的節(jié)能降耗、提質(zhì)增效有著積極的作用。近年來國家提出了節(jié)能降耗、綠色可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。為了更好地實現(xiàn)發(fā)電企業(yè)的內(nèi)在轉(zhuǎn)型升級，更好地與國家的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)相吻合，對發(fā)電廠脫硫石膏再利用問題進行分析和研究是十分必要且十分重要的。

2國內(nèi)外脫硫石膏的綜合利用現(xiàn)狀

目前國外的一些工業(yè)發(fā)達國家，如美國、英國、日本，已經(jīng)較好地解決了脫硫石膏生產(chǎn)、運輸以及利用方面的技術(shù)難題，脫硫石膏的性能基本媲美于普通石膏，石膏工業(yè)應(yīng)用也呈現(xiàn)較大規(guī)模。如日本的脫硫裝置產(chǎn)生的石膏每年可達到200萬噸以上，美國每年脫硫石膏的產(chǎn)量穩(wěn)定在900萬噸以上。不僅脫硫石膏的產(chǎn)量以達到穩(wěn)定，在石膏的利用領(lǐng)域上也覆蓋面越來越廣，如應(yīng)用于建筑行業(yè)、交通行業(yè)、工程行業(yè)、農(nóng)業(yè)、化工行業(yè)、環(huán)保行業(yè)等，脫硫石膏不僅可以用于制作石膏板材、漿料以及化學(xué)助劑，還可以用于化肥的生產(chǎn)、制作土壤的改良劑等。因其性能質(zhì)量以及產(chǎn)量的穩(wěn)定性，脫硫石膏受到越來越多業(yè)內(nèi)人士的青睞。相對于國外的脫硫石膏利用技術(shù)，我國在脫硫石膏利用方面還相對落后，這一點不僅體現(xiàn)在脫硫石膏的年產(chǎn)量低于國外的先進國家，還體現(xiàn)在脫硫石膏的利用領(lǐng)域方面主要是作為建筑行業(yè)原材料，如石膏板、石膏砌塊或石膏球等，在其他領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用技術(shù)還較弱，這也是限制我國脫硫石膏產(chǎn)業(yè)化、規(guī)模化發(fā)展的一大阻力。

3電廠脫硫石膏深加工的分析

電廠脫硫石膏在加工利用方面通常是采用原料直接出售的方式，比如直接將產(chǎn)生的脫硫石膏出售給加氣制磚廠作為固體凝結(jié)劑來利用。這種原料未經(jīng)加工而直接出售的方式通常價格較低，沒有較高的附加值。再加上加氣制磚廠生產(chǎn)需要的脫硫石膏的量較少，需求量也不穩(wěn)定，這就導(dǎo)致電廠脫硫石膏的利用率低，實際價值不高。一旦電廠脫硫石膏產(chǎn)生的量較多，那么就會導(dǎo)致供大于求，增加經(jīng)營的風(fēng)險，同時也不利于獲得較好的經(jīng)濟效益。針對這些風(fēng)險因素，電廠的脫硫石膏必須進一步深加工，提高脫硫石膏的附加值，再進行銷售。通常的加工方式是先將脫硫石膏加工成建筑用的石膏粉料，然后根據(jù)市場客戶的需求再進行石膏材料制品加工，如石膏板、石膏砌塊等。近年來，隨著科技的快速更迭，脫硫石膏的開發(fā)和利用技術(shù)也有了新的發(fā)展。比如國內(nèi)一些企業(yè)研究了新的煅燒窯技術(shù)，通過該工藝技術(shù)的應(yīng)用，可以進一步提高脫硫石膏的生產(chǎn)能力和生產(chǎn)規(guī)模，為脫硫石膏應(yīng)用領(lǐng)域的拓寬奠定了有利的基礎(chǔ)。除此之外，脫硫石膏深度加工的另一條途徑是作為水泥的混凝劑來利用。由于脫硫石膏的主要成分是硫酸鈣，因此與工業(yè)副石膏產(chǎn)品的主要成分相同，因此可以將脫硫石膏加工成工業(yè)副石膏產(chǎn)品，拓寬脫硫石膏的銷售和利用市場。電廠脫硫石膏的生產(chǎn)過程中，通常會因生產(chǎn)工藝的影響而導(dǎo)致石膏產(chǎn)品中含水量較高，這就會導(dǎo)致石膏產(chǎn)品質(zhì)量下降，同時在生產(chǎn)過程中也容易引發(fā)設(shè)備工況不暢的問題。為了避免出現(xiàn)這些問題，可以將脫硫石膏加工成適當(dāng)?shù)念w粒，增加表面積，增大水分的散發(fā)，確保生產(chǎn)工藝的安全和穩(wěn)定，同時也更好地保障脫硫石膏產(chǎn)品的質(zhì)量。

4脫硫石膏生產(chǎn)過程、質(zhì)量管理以及年產(chǎn)量分析

脫硫石膏的生產(chǎn)工藝為從脫硫吸收塔中排出的石膏原漿進入到石膏旋流器中進行一級脫水，經(jīng)過石膏旋流器后去除石膏中50%～70%的水分，此時大部分水分已被去除。然后濃縮后的石膏進入到二級真空脫水機中，進行再次脫水。在這一工序中，脫水設(shè)備有兩種，一種是真空皮帶脫水機，另一種是石膏真空旋轉(zhuǎn)圓盤袋式脫水機。本文的脫硫石膏生產(chǎn)工藝中所采用的脫水設(shè)備為真空皮帶脫水機。經(jīng)過真空皮帶脫水機后，石膏中的水分含量再次去除90%，得到的脫硫石膏成品含水量小于10%。脫硫石膏的質(zhì)量管理采用實驗檢驗的管控方式，通過定期抽檢脫硫石膏樣品，確保石膏中硫酸鈣含量、水分含量以及其他相應(yīng)的成分指標(biāo)滿足生產(chǎn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求。脫硫石膏的產(chǎn)量與火電廠的實際生產(chǎn)工藝情況相關(guān)。通常來說，火電廠脫硫系統(tǒng)正常運行的情況下，按每臺脫硫裝置運行6500小時/年來計算，則每臺脫硫系統(tǒng)產(chǎn)生的石膏產(chǎn)量為1.40～1.45萬噸/年。

5脫硫石膏加工水泥緩凝劑的應(yīng)用

以年產(chǎn)量7萬噸的脫硫石膏加工成水泥緩凝劑的應(yīng)用為例對脫硫石膏的生產(chǎn)和利用效益做進一步詳細(xì)說明。

脫硫石膏加工成水泥緩凝劑的工藝流程為：脫硫石膏原料經(jīng)過輸送系統(tǒng)進入到脫氣裝置中，去除石膏原料中的水分，得到致密度更高的石膏濃漿，然后輸送到高壓造粒裝置中，將石膏濃漿加工成顆粒狀，然后將得到的顆粒固態(tài)的石膏產(chǎn)品進行質(zhì)量檢驗，合格后入倉庫或裝車運輸?shù)叫枨蠓健?/p>

生產(chǎn)加工需要的設(shè)備主要有：5噸的運輸汽車一輛;脫氣設(shè)備一臺;高壓造粒設(shè)備一臺;含六條皮帶的輸送裝置一臺;手推車六輛;地磅一臺。以市場均價來核算成本約為313～319萬元。

基礎(chǔ)設(shè)施成本（包含廠房、水電、人工、技術(shù)調(diào)試等費用）為68～75萬元。

生產(chǎn)工藝中，需要燃煤或蒸汽來提供熱源。按每噸石膏產(chǎn)品來核算，平均耗電量在18～22千瓦，平均耗煤在50～55千克，折算成價格大約在12～13萬元。

年產(chǎn)量7萬噸的脫硫石膏加工成水泥緩凝劑的工藝設(shè)備（包括燃料耗電）總共造價為325～332萬元。

另外，在脫硫石膏加工成水泥緩凝劑的生產(chǎn)工藝中，除了上述的建設(shè)投入成本之外，還涉及到以下的成本支出。

工藝設(shè)備的折舊支出：按照設(shè)備的凈殘值率為3%來核算，基礎(chǔ)設(shè)施的凈殘值率為1.5%來核算，平均每生產(chǎn)一噸石膏產(chǎn)品成本去除1.48～1.52元。

工藝設(shè)備的維修支出：按照每年提取折舊費用的20%來核算，平均每生產(chǎn)一噸石膏產(chǎn)品成本去除8.94～9.11元。

人員工資支出：按照十人來算，平均工資為4.5千，平均每生產(chǎn)一噸石膏產(chǎn)品成本去除6.4元。

管理支出：按照人員工作支出的10%來核算，平均每生產(chǎn)一噸石膏產(chǎn)品成本去除0.64元。

如果涉及到土地租賃，則還應(yīng)包含該項費用支出。

去除所有的成本后，將脫硫石膏直接銷售（每噸22～28元）與脫硫石膏加工成水泥緩凝劑（每噸30～36元）來銷售進行對比，可以獲得更可觀的經(jīng)濟效益。

6結(jié)語

綜上所述，脫硫石膏是火力發(fā)電企業(yè)在煙氣脫硫工藝中產(chǎn)生的固體廢棄物，隨著火電企業(yè)的發(fā)展壯大，脫硫石膏的產(chǎn)量也將隨之增加，為了更好地減少脫硫石膏對環(huán)境的威脅，充分利用好這些潛在的資源，火電企業(yè)及技術(shù)研究人員必須充分重視脫硫石膏的利用工藝技術(shù)，加大技術(shù)設(shè)備的投入力度，加快脫硫石膏資源利用技術(shù)難題的攻克，使脫硫石膏的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，使電廠脫硫石膏利用效益登上新的臺階。

參考文獻

[1]中國燃煤電廠脫硫石膏綜合利用研究（上），潘荔，毛專建，楊帆，《探索》，2015（4）

[2]我國脫硫石膏綜合利用分析及建議，洪燕，《中國資源綜合利用》，2013，31（9）

[3]關(guān)于脫硫石膏的深度開發(fā)與產(chǎn)業(yè)價值探討，冉文生，呂海波，龔小平，等，《環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展》，2016，41（6）

[4]脫硫石膏品質(zhì)控制及資源化利用，汪浩，李勇輝，王群英，等，《新型建筑材料》，2017（5）

[5]燃煤電廠脫硫石膏綜合利用禁止，趙宇明，谷小兵，劉海洋，《建材技術(shù)與應(yīng)用》，2018（01）