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烟气脱硫石膏综合利用可靠性研究

烟气脱硫石膏综合利用可靠性研究
烟气脱硫石膏综合利用可靠性研究

电厂脱硫石膏综合利用是发展循环经济的宝贵资源-免费

电厂脱硫石膏综合利用是发展循环经济的宝贵资源1 我国电厂脱硫石膏的应用现状 1.1 我国电厂脱硫石膏产量近两年急剧增加 火力发电厂在将化学能源转换成电能的同时,消耗了全国50%以上的煤炭。在创造了巨大的电能的同时,产生了大量的粉煤灰、脱硫石膏等固体排放物,为使这些“废弃物”更好地得到利用,电力企业的领导和员工倾注了巨大的心血和付出艰辛的劳动。以华能国际电力股份有限公司为例,2007年发电量达到2224亿千瓦时,消耗煤炭超过8000万吨,同时生产出粉煤灰约2000万吨,利用掉1500万吨。脱硫石膏生产了155万吨。由于火电厂机组脱硫装置多集中在2008-2009年投产,预计2008年全公司管理电厂脱硫石膏产量将达到300万吨,2009年脱硫石膏将生产500万吨。从利用渠道看,85%以上送往水泥厂做缓凝剂,仅有少部分送拉法基纸面石膏板厂作原料,另外相当多的石膏堆存在灰场。 随着国家环保对电厂脱硫的要求越来越高,脱硫石膏的产量越来越多。华能公司的脱硫机组约占全国的10%左右,以此推算,全国今后每年将有近5000万吨脱硫石膏产生。如何将这一大宗“废弃物”变成重要矿产资源,是发展循环经济的课题。 1.2 脱硫石膏国内市场需求正在扩大 2007年国内石膏市场总容量7000万吨,90%以上为天然石膏。其中用于水泥缓凝剂2000万吨,纸面石膏板1000万吨,粉刷石膏1000万吨。其他石膏制品品种繁多。工业副产石膏则大量堆积,磷石膏4000万吨,脱硫石膏3000万吨,并在快速增加。 西方发达国家的石膏,广泛应用在民用建筑中,用量比例很大。美国纸面石膏板的用量,达到平均每人每年使用10平方米,而我国人均每年使用不到1平方米。美国民用建筑重量的70%为石膏制品,而我国石膏制品在民用建筑中的重量比例还不到1%,与发达国家相差甚远。有的国家比如德国、英国禁止开采和使用天然石膏,鼓励使用化学石膏。日本、德国的脱硫石膏得100%的利用。 西方发达国家的民用建筑以轻型墙板结构为主,我国民用建筑以砂石、混凝土、砖块为主材的重型结构为主。这不仅消耗了大量资源和能源,也不利于防火和抗震。四川汶川地震已经暴露出重型结构是不抗震的弱点。我们在灾区重建时提出应当使用抗震建材,主要是轻型板材,可是一调查,国家提供不出那么多的板材。灾区提出“不等不靠,自己动手,就地取才,”,其实还是砖瓦水泥结构的重型结构。这个事实应当引起有关方面的重视。 研究表明,脱硫石膏作为建材,完全可以达到天然石膏的性能,这不是技术问题,也不是体制、机制问题,而是我们没有形成规模化的生产,没有推广轻型墙体的强大的物质基础。我国开展新型墙体研究已经几十年,做了大量工作,取得极其丰富的经验,并研发出各类产品,但是在推广应用上还有差距。 我国发电企业大规模开展烟气脱硫,生产石膏的时间并不长,就是近几年的事情。我国传统的建筑材料如水泥制品、砖瓦制品,价格便宜,坚固耐用,应用技术成熟,非常受欢迎。而新型墙体材料价格比较贵,品种数量有限,应用技术尚不普及,使用范围受到限制。 随着建筑材料生产节能和建筑节能已经提到日程。新型建材和制品的生产必然加速提到日程。近年来,国家大力开展电厂烟气脱硫,每年产生大量优质石膏,给发展新型绿色环保建材带来新的机遇。已经有许多石膏建材企业转向使用脱硫石膏替代天然石膏,例如北新建材、可奈福、拉法基等公司都在上海周边建设了新的纸面石膏板生产线,大量利用周围发电厂的废弃脱硫石膏进行生产,并取得好的经济效益和社会效益。

脱硫石膏产业的市场前景分析报告

脱硫石膏产业的市场前景分析报告 在2010年之后,我国每年将要排放近亿吨燃煤电厂烟气脱硫的副产品——脱硫石膏;同时每年还要排放与脱硫石膏同属化学石膏的磷石膏4000多万吨;2007年我国天然石膏的产量为5000多万吨,这样即使全部化学石膏全部取代了天然石膏,仍可能有几千万吨的脱硫石膏和磷石膏无法利用。由此可见,如果不对化学石膏的处理技术加以创新、开拓新的用途,进行全面的综合利用,必定会造成二次污染。另外,脱硫石膏产出较均匀的分布特点,改变了原有的石膏产品生产地区远离消费地区的状况,这必然要打破原有的石膏产业分布格局;而脱硫石膏与天然石膏不同的物理形态,则使石膏生产设备发生革新;脱硫石膏的高品位特点,又促进了石膏产品的延伸发展;同时脱硫石膏又是被强制产出的,不加利用又污染环境,不同于天然石膏呈自然状态深埋地下,对环境没有影响,这样在发展循环经济、节能减排的政策推动下,脱硫石膏深加工产业必然是会超速发展;因此,一场石膏产业的大洗牌大发展开始了!而本文就是对脱硫石膏产业市场前景做出的系统分析。 一、脱硫石膏及其现状 2006年我国共消耗11.65亿吨电煤,而我国的煤碳含硫量较高,平均达1%—2%,从而每年因燃煤要排放1000万吨以上的二氧化硫,造成经济损失达2000亿元以上,而其中燃煤发电就是最大的二氧化硫的排放者;因此我国政府十分重视燃煤电厂烟气脱硫的环保措施,从2003年起,国家发改委审批的新建燃煤电厂,如果燃煤含硫达0.7%以上,就必须安装烟气脱硫装置;已建成的燃煤电厂也必须要逐步安装烟气脱硫装置;因此,至2007年底,我国已有2.7亿千瓦的燃煤发电机组安装了烟气脱硫装置;而到2010年,我国将有4.6亿千瓦的燃煤发电机组安装烟气脱硫装置,其中88%的烟气脱硫装置是采用石灰石—石膏湿法烟气脱硫系统(即WFGD);根据我国电煤的含硫量,因此在2010年之后,每年将要排放近亿吨湿法脱硫的副产品——脱硫石膏。另外,我国年产磷肥1100万吨,每年还要排放与脱硫石膏同属化学石膏的磷石膏4000万吨,并且磷石膏多年得蓄积已达数亿吨。2007年我国天然石膏的产量为5000多万吨(其中3500万吨用于水泥缓凝剂、其它则转化为半水石膏粉或纸面石膏板石膏砌块等);这样即使全部化学石膏全部取代了天然石膏,仍可能有几千万吨的脱硫石膏和磷石膏无法利用。由此可见,如果不对化学石膏的处理技术加以创新、开拓新的用途,进行全面的综合利用,必定会造成二次污染;例如:贵州宏褔总公司每年排放磷石膏400万吨,对地下水的污染已经渗透了数百公里之外、湖南省北部的洞庭湖了。如果建立化学石膏排放场地,不仅要占用大量土地,而且每吨还需投资数十元,再加上运输费用,这对企业也是一个不小的负担,因此脱硫石膏等化学石膏的综合利用已是迫在眉睫的任务。 虽然,脱硫石膏比天然石膏品位更高,前者取代后者完全可行;但由于两者的各项指标有一定的差异,造成两者深加工的设备有区别;因此,专门处理脱硫石膏的工艺和设备尚处发展前期。这样一方面是巨量的脱硫石膏排弃而得不到利用,只是将废气污染转化成废渣污染,酸化土壤和地下水;另一方面每年要开采数以千万吨的天然石膏,增加了资源和能源的消耗,破坏了开采地的生态环境。因此,要想把这些化学石膏真正的利用起来,变废为宝,不仅要大力推广现有石膏深加工产品;更要扩展其用途,才能完全吃掉这如此巨量的废渣;而扩展

宝钢烧结烟气脱硫石膏特性分析

2008年第3期宝钢技术29 宝钢烧结烟气脱硫石膏特性分析 王如意,沈晓林,石磊 (宝钢研究院环境与资源研究所,上海201900) 摘要:通过粒度、x一射线荧光、x一射线衍射、纯度、重金属、浸出特性等分析,研究了宝钢烧结烟气脱硫过程中产生的石膏的特性。结果表明,宝钢烧结烟气脱硫石膏纯度高,杂质含量低,粒径较大且分布广,质量满足相关设计和标准要求;烧结烟气脱硫石膏及其浸出液重金属含量低,综合利用、堆存或填埋等处置过程中,基本不会对周围环境造成不利影响。 关键词:烧结烟气;湿式烟气脱硫;烟气脱硫石膏 中图分类号:X701.3文献标识码:B文章编号:1008—0716(2008)03—0029—04 CharacteristicsofGypsumProducedintheSinteringFlueGas DesulphurizationProcessatBaosteel WangRuyi,ShenXiaolin,跏fLei (Environment&ResourcesDiv.,BaosteelResearchInstitute,Shanghai201900,China)Abstract:CharacteristicsofgyI培umproducedinthesinteringfluegasdesulphurization(FGD)processarcin—vestigatedthroughanalyzingofitsparticlesize,XRF,XRD,purity,heavymetalsandleachingsolution.TheresultsshowthatBaoateel’8sinteringFGDgypsumhascharacteristicsofhishpurity。lessimpurities,largerparticlesizeandwidersizedistribution.Itsqualitycansatisfytherequirementoftherelevantdesignandstandards.AsthecontentsofheavymetalsinthesinteringFGDgypsumandleachingsolutionarelow,thegypsumwillnotcausenegativeeffectintheprocessofbeingrecycled,stockpiledorfilledwithearth. Keywords:sinteringfluegas;wetfluegasdesulfurization;FGDgypsum 01莉言 钢铁企业是SO:排放的大户,SO:污染主要来自于烧结烟气中,而烧结过程排放的SO:约占整个钢铁企业SO:排放总量的60%。随着我国经济发展和环保要求的提高,钢铁企业烧结烟气脱硫已提上日程,开展烧结烟气脱硫治理对于钢铁企业sO:减排、改善大气质量和区域性酸雨控制具有积极意义。 由于烧结原料矿物组成的复杂性,烧结烟气脱硫不能简单套用电厂烟气脱硫技术,烧结烟气要经济、高效、稳定的脱硫,难度更大。为此,宝钢根据烧结烟气特性,对比分析了现有的烟气脱硫技术,选择湿式石灰石石膏法作为基础方案,研究开发出气喷旋冲法湿式烧结烟气脱硫技术,其副产物是烧结烟气脱硫石膏。 王如意博士1975年生2005年毕业于同济大学 现从事冶金环境保护研究电话26647965 E—mailwansruyi@baosteel.c㈣ 确定烧结烟气脱硫石膏可否利用及可能的利用途径,需要对烧结脱硫石膏的特性进行分析,脱硫石膏的特性及其可利用品质也是决定该湿法脱硫技术可推广性的关键因素之一。为此对宝钢气喷旋冲法石灰石石膏法烧结烟气脱硫石膏的特性进行了初步分析,研究其理化特性、浸出特性等,并与常规电厂喷淋法脱硫石膏进行对比,可以为烧结脱硫石膏的资源化利用提供初步的理论依据及宝钢气喷旋冲法湿式脱硫技术的推广提供支撑依据。 1烧结烟气脱硫石膏的颗粒特征 宝钢烧结烟气脱硫石膏取自宝钢不锈钢分公司烧结烟气脱硫工业装置,灰白色粉状物,含水率小于10%。烧结脱硫石膏的粒度分布测定(表1)表明,烧结石膏粒度分布主要在0.053~0.105nlln、0.105—0.177mm和0.177—0.35mm间,分布率分别为43.53%、50.45%、4.46%,合计分布率98.44%;而常规喷淋法电厂脱硫石膏颗粒粒

浅析脱硫石膏的综合利用

浅析脱硫石膏的综合利用 脱硫石膏得到有效利用是推动各电厂脱硫装置正常运行的前提条件。脱硫石膏可作为天然石膏替代品,用作水泥缓凝剂或用于制作石膏制品、改良土壤与路基回填等。从技术层面考虑,上述综合利用途径在国内外均有了一定实践经验,存在的技术难点也能得到较好的解决,从而为电厂烟气脱硫的实施提供了支持。 关键词电厂烟气脱硫脱硫石膏综合利用一、脱硫石膏的基本性能脱硫石膏外观特征 1.脱硫石膏的含水率 脱硫石膏含吸附水〔游离水〕约9-18 %,电厂生产附着水也一 直处于变动之中甚至高于18 %,附着水含量受电厂运行、燃煤含硫量、石灰石碳酸钙含量及脱硫设备等多种因素影响。

石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中,石灰石浆液中的石 灰石粒度基本有两种: 250 目 90 %通过及 325 目 90 %通过 因此所产生的脱硫石膏颗粒也是很细的且比较集中。大都在 30 - 60 μm 之间。 由上图可以看出,脱硫石膏与天然石膏的晶型有明显的 不同。 天然石膏细粒较多, 粗细颗粒差别明显, 晶型呈板状, 晶体粗大, 不规则; 脱硫石膏颗粒比较均齐, 晶体成短柱状, 长径比较小,外观规整。 2. 脱硫石膏化学成份 3〕脱硫石膏与天然石膏颗粒形状显微观察 脱硫石膏电子图象 天然石膏电子图象

整体颗粒成分能谱定性分析主要元素有O、K、Al 、Si、S、Ca、Fe、Mg Cl 。 杂质多含Mg 、Al、Na、K、Fe、Si 和少量的氯元素。 可溶性杂质及其危害: Cl、Na、K 等影响与纸的粘结;Na、K 产生析晶使制品出现返霜现象。K、Na 可使制品出现返霜,影响石膏的凝结性能,因此,超量时须增设水洗、分级、中和等净化、脱水设施,对脱硫石膏进行净化处理。 不溶性杂质及其危害CaCO3 ,MgCO3 煅烧后产生CaO 、MgO ,使石膏碱度加大。在不利条件下会析出盐类,使制品出现返霜现象,影响产品外观和粘结;颗粒较小的Fe 和未完全燃烧的煤粉颗粒影响产品的白度和粘结性能。原矿带入的Si 将对设备产生磨损;有机质、粉尘等将使产品呈灰色影响外观。 二、我国脱硫石膏利用现状可作为建筑石膏(生产纸面石膏板和石膏砌块)、模具石膏和水泥缓凝剂等建材领域。其中:建筑石膏(可生产纸面石膏板和石膏切块)项目,对脱硫石膏消耗量大是其优势所在。 做纸面石膏板是大量综合利用脱硫石膏的最佳途径之一,但其投资金额,技术含量高。 石膏砌块是新型墙体材料,是国家环保政策鼓励的发展方向。我国石膏总量的4~7%用于制作石膏墙体,而其它发达国家石膏总量的45 %制作石膏墙体。模具石膏,对电厂产生脱硫石膏的品质要

磷石膏开发利用现状

科研开发 化工科技,2012,20(1):53~58 SCIENCE &TECHNOLOGY IN CHEMICAL  INDUSTRY收稿日期:2011-10- 12作者简介:韩 青(1987-) ,女,河南周口人,昆明理工大学硕士研究生,主要从事化工环保及材料的研究。**通讯联系人。 *基金项目: 国家自然科学基金项目(21066003)。磷石膏开发利用现状* 韩 青,罗康碧**,李沪萍,孔 霞,苏 毅 (昆明理工大学化学工程学院,云南昆明650224 )摘 要:随着磷肥工业的迅猛发展,其副产磷石膏已成为与磷肥发展伴生的环保难题。作者叙述了磷石膏的来源及特性,并从磷石膏较为广泛的应用领域和开发利用研究的热点领域方面介绍了磷石膏的利用现状及存在的利弊。 关键词:磷石膏;开发;利用;应用;现状 中图分类号:X 786 文献标识码:A 文章编号:1008-0511(2012)01-0053- 06 磷石膏( 简称PG)主要是磷酸厂、洗涤剂厂等化肥、 日化系统湿法制取磷酸产生的固体废渣,生产1t磷酸大约产出4.5~5t磷石膏[1,2] 。磷石膏的主要成分是CaSO4· 2H2O,其质量分数可达90%以上,是一种重要的可再生石膏资源。近年来随着高效复合肥工业的迅猛发展,我国磷石膏的年排放量超过5000万t,尽管磷石膏的利用途径较多,但实际利用效果并不理想。我国磷石 膏的资源化利用率很低[3] ,仅为4.3%~ 4.5%[4] 。磷石膏由于含有磷及氟等较多有害物 质, 如果任意排放会造成环境污染。筑坝堆存,不仅占地多、投资大、堆渣费用高,而且对堆场的地质条件要求高,长期堆积也会引起地表水及地下水的污染。因此磷石膏的处理成为与磷化工发展伴生的环保难题。 1 磷石膏的来源与特性 1.1 磷石膏的来源 磷石膏是在湿法磷酸生产过程中用磷矿石与硫酸反应得到的以CaSO4·nH2O为主要成分的副产品,该反应的方程式如下。 Ca5F(PO4)3+5H2SO4+10H2O=5CaSO4 ·nH2O+3H3PO4+H F↑目前全世界每年排放的磷石膏高达1.5亿t 以上,我国磷石膏年排放量位居世界第3位。1.2 磷石膏的特性 磷石膏主要化学成分和天然石膏(CaSO4·2H2O)基本相同,存在的差异是磷石膏中CaSO4 的含量较高,同时含有P2O5、F、Al2O3、Fe2O3、 SiO2、 有机物等杂质及少量镉、铅、铜等元素[5] 。并且磷石膏含水量较高,所含的游离水能达到 20%~25%,呈分散细粒状,p H=3~4,显弱酸性;陈化的磷石膏较稳定,显灰白色粉状。不同生产企业、不同批次的磷石膏的化学组成略有不同,这主要与磷酸生产工艺条件的控制及磷矿石的品种有关。 在湿法磷酸生产过程中,部分磷矿石未分解、同晶取代、洗涤过滤不完全是磷石膏中含有磷、氟等多种杂质的原因,正是这些杂质影响了磷石膏 的性能[6,7] ,使其不能直接应用于石膏建材及高 端产品的生产,必须加以预处理,这又增加了应用成本,使其在替代天然石膏上优势不明显,严重制 约了磷石膏的大量利用[ 8] 。2 磷石膏的开发利用 磷石膏目前主要开发应用于建材水泥等传统行业。近年来随着科学技术的不断发展,在一些高端产品领域磷石膏也开始成为研究利用的热点。下面主要从两大方面分别介绍磷石膏利用状况。2.1 磷石膏应用较为广泛的领域 目前磷石膏在工业上主要是用来制硫酸联产水泥, 在建筑上主要用来生产水泥和胶凝材料,在

石灰石石膏湿法脱硫原理

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺 石灰石(石灰)-石膏湿法脱硫工艺是湿法脱硫的一种,是目 前世界上应用范围最广、工艺技术最成熟的标准脱硫工艺技术。是当 前国际上通行的大机组火电厂烟气脱硫的基本工艺。它采用价廉易得 的石灰石或石灰作脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅 拌成吸收浆液,当采用石灰为吸收剂时,石灰粉经消化处理后加水制 成吸收剂浆液。在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的二 氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除, 最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴, 经换热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。 由于吸收浆液循环利用,脱硫吸收剂的利用率很高。最初这一技术是 为发电容量在100MW以上、要求脱硫效率较高的矿物燃料发电设备配 套的,但近几年来,这一脱硫工艺也在工业锅炉和垃圾电站上得到了 应用. 根据美国EPRI统计,目前已经开发的脱硫工艺大约有近百种,但真正实现工业应用的仅10多种。已经投运或正在计划建设的脱硫系统中,湿法烟气脱硫技术占80%左右。在湿法烟气脱硫技术中,石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱流技术是最主要的技术,其优点是: 1、技术成熟,脱硫效率高,可达95%以上。 2、原料来源广泛、易取得、价格优惠 3、大型化技术成熟,容量可大可小,应用范围广

4、系统运行稳定,变负荷运行特性优良 5、副产品可充分利用,是良好的建筑材料 6、只有少量的废物排放,并且可实现无废物排放 7、技术进步快。 石灰石/石灰—石膏湿法烟气脱硫工艺,一般布置在锅炉除尘器后尾部烟道,主要有:工艺系统、DCS控制系统、电气系统三个分统。 基本工艺过程 在石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺中,俘获二氧化硫(SO2)的基本工艺过程:烟气进入吸收塔后,与吸收剂浆液接触、进行物理、化学反应,最后产生固化二氧化硫的石膏副产品。基本工艺过程为:(1)气态SO2与吸收浆液混合、溶解 (2) SO2进行反应生成亚硫根 (3)亚硫根氧化生成硫酸根 (4)硫酸根与吸收剂反应生成硫酸盐 (5)硫酸盐从吸收剂中分离 用石灰石作吸收剂时,SO2在吸收塔中转化,其反应简式式如下: CaCO3+2 SO2+H2O ←→Ca(HSO3)2+CO2 在此,含CaCO3的浆液被称为洗涤悬浮液,它从吸收塔的上部喷

年处理电厂脱硫石膏30万吨报告

年处理电厂脱硫石膏30万吨报告 【最新资料Word版可自由编辑!】

年生产10万至30万吨脱硫石膏 水泥缓凝剂 可 行 性 研 究 报 告

郑州市中州型煤机械厂国内销售部2007年10月20日技术工程部

目录 前言 第一节概述 一、水泥厂缓凝剂 二、市场情况 三、产品论证 四、技术方案 五、主要技术经济指标 第二节设计规模和产品方案 一、设计规模 二、产品技术方案 第三节工艺技术和主要设备 一、生产工艺 二、主要设备选型 第四节建设条件和环保 一、建厂条件 二、主要设施:水电设施、运输设施 三、环境保护 第五节主要原料来源和物料消耗 第六节劳动组织和生产定员 第七节工程进度安排 第八节结论 第九节系列压球机与脱硫石膏的生产工艺及技术

年生产30万吨脱硫石膏水泥缓凝剂 可行性研究报告 前言 随着环保意识的加强,据国家发展和改革委员会,国家环保总局颁布的《现有燃煤电厂二氧化硫治理“十一五”规划》的政策及法规要求,凡在“两控区”新建、改建的燃煤含硫量大于1%的电厂在2010年前必须分期建成脱硫设施,燃煤发电,给人们带来清洁能源,但排放出SO2气体能产生酸雨,会造成全球性污染,烟气脱硫装置以后则排出大量固体脱硫废渣,造成区域性污染。据时将会产生大量的烟气脱硫石膏,而电厂实施脱硫设施后所产生的脱硫石膏得到有效利用才是推动各电厂脱硫装置正常运行的前提条件。 鉴于废渣污染环境严重的状况,开展废渣利用,是资源再生的大好事,利用脱硫废渣生产水泥厂缓凝剂,变废为宝,资源综合利用,节约天然资源,是保护生态环境,建设节约型社会,发展循环经济,走可持续发展道路的典型,一举多得。现就年生产30万吨脱硫石膏水泥缓凝剂产品的可行性报告编写如下: 第一节概述 一、水泥厂水泥缓凝剂 脱硫石膏做为石膏的一种,其主要成分和天然石膏一样,都是二水硫酸钙,其中二水硫酸钙含量高达95%,纯度在75-90%、成分稳定、料度在30-60um(微米)、粉状、颗粒呈短柱状,径长比在 1.5- 2.2之间,大小较为平均,级配较差不及天然石膏磨细后的石 膏粉,标稠用水量大,含有一定量的碳酸钙和较多的水溶性盐。脱 第5 页共12 页

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的化学原理题库

石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺的化学原理 一、概述:脱硫过程就是吸收,吸附,催化氧化和催化还原,石灰石浆液洗涤含SO 2 烟气,产生化学反应分离出脱硫副产物,化学吸收速率较快与扩散速率有关,又与化学反应速度有关,在吸收过程中被吸收组分的气液平衡关系,既服从于相平衡(液气比L/G,烟气和石灰石浆液的比),又服从于化学平衡(钙硫比Ca/S,二氧化硫与炭酸钙的化学反应)。 1、气相:烟气压力,烟气浊度,烟气中的二氧化硫含量,烟尘含量,烟气中的氧含量,烟气温度,烟气总量 2、液相:石灰石粉粒度,炭酸钙含量,黏土含量,与水的排比密度, 3、气液界面处:参加反应的主要是SO 2和HSO 3 -,它们与溶解了的CaCO 3 的反应 是瞬间进行的。 二、脱硫系统整个化学反应的过程简述: 1、 SO 2 在气流中的扩散, 2、扩散通过气膜 3、 SO 2 被水吸收,由气态转入溶液态,生成水化合物 4、 SO 2 水化合物和离子在液膜中扩散 5、石灰石的颗粒表面溶解,由固相转入液相 6、中和(SO 2 水化合物与溶解的石灰石粉发生反应) 7、氧化反应 8、结晶分离,沉淀析出石膏, 三、烟气的成份:火力发电厂煤燃烧产生的污染物主要是飞灰、氮氧化物和二氧 化硫,使用静电除尘器可控制99%的飞灰污染。 四、二氧化硫的物理、化学性质: ①. 二氧化硫SO 2 的物理、化学性质:无色有刺激性气味的有毒气体。密度比空气大,易液化(沸点-10℃),易溶于水,在常温、常压下,1体积水大约能 溶解40体积的二氧化硫,成弱酸性。SO 2 为酸性氧化物,具有酸性氧化物的通性、

还原性、氧化性、漂白性。还原性更为突出,在潮湿的环境中对金属材料有腐蚀性,液体SO 2 无色透明,是良好的制冷剂和溶剂,还可作防腐剂和消毒剂及还原剂。 ②. 三氧化硫SO 3的物理、化学性质:由二氧化硫SO 2 催化氧化而得,无色易挥 发晶体,熔点16.8℃,沸点44.8℃。SO 3为酸性氧化物,SO 3 极易溶于水,溶于 水生成硫酸H 2SO 4 ,同时放出大量的热, ③. 硫酸H 2SO 4 的物理、化学性质:二元强酸,纯硫酸为无色油状液体,凝固点 为10.4℃,沸点338℃,密度为1.84g/cm3,浓硫酸溶于水会放出大量的热,具有强氧化性(是强氧化剂)和吸水性,具有很强的腐蚀性和破坏性, 五、石灰石湿-石膏法脱硫化学反应的主要动力过程: 1、气相SO 2被液相吸收的反应:SO 2 经扩散作用从气相溶入液相中与水生成亚硫 酸H 2SO 3 亚硫酸迅速离解成亚硫酸氢根离子HSO 3 -和氢离子H+,当PH值较高时, HSO 3二级电离才会生成较高浓度的SO 3 2-,要使SO 2 吸收不断进行下去,必须中和 电离产生的H+,即降低吸收剂的酸度,碱性吸收剂的作用就是中和氢离子H+当吸收液中的吸收剂反应完后,如果不添加新的吸收剂或添加量不足,吸收液的酸 度迅速提高,PH值迅速下降,当SO 2溶解达到饱和后,SO 2 的吸收就告停止,脱 硫效率迅速下降 2、吸收剂溶解和中和反应:固体CaCO 3的溶解和进入液相中的CaCO 3 的分解, 固体石灰石的溶解速度,反应活性以及液相中的H+浓度(PH值)影响中和反应速度和Ca2+的氧化反应,以及其它一些化合物也会影响中和反应速度。Ca2+的形 成是一个关键步骤,因为SO 2正是通过Ca2+与SO 3 2-或与SO 4 2-化合而得以从溶液中 除去, 3、氧化反应:亚硫酸的氧化,SO 32-和HSO 3 -都是较强的还原剂,在痕量过渡金属 离子(如锰离子Mn2+)的催化作用下,液相中的溶解氧将它们氧化成SO 4 2-。反应的氧气来源于烟气中的过剩空气和喷入浆液池的氧化空气,烟气中洗脱的飞灰和石灰石的杂质提供了起催化作用的金属离子。 4、结晶析出:当中和反应产生的Ca2+、SO 32-以及氧化反应产生的SO 4 2-,达到一 定浓度时这三种离子组成的难溶性化合物就将从溶液中沉淀析出。沉淀产物: ①. 或者是半水亚硫酸钙CaSO 3·1/2H 2 O、亚硫酸钙和硫酸钙相结合的半水固溶 体、二水硫酸钙CaSO 4·2H 2 O。这是由于氧化不足而造成的,系统易产生硬垢。

石灰石石膏湿法脱硫原理

石灰石石膏湿法脱硫原理

深度脱硫工艺流程简介 班级:应化 141 姓名:段小龙寇润宋蒙蒙 王春维贺学磊 石灰石- 石膏湿法烟气脱硫工艺 石灰石(石灰)-石膏湿法脱硫工艺是湿法脱硫的一种,是目前世界上应用范围最广、工艺技术最成熟的标准脱硫工艺技术。是当前国际上通行的大机组火电厂烟气脱硫的基本工艺。它采用价廉易得的石灰石或石灰作脱硫吸收剂,石灰石经破碎磨细成粉状与水混合搅拌成吸收浆

液,当采用石灰为吸收剂时,石灰粉经消化处理后加水制成吸收剂浆液。在吸收塔内,吸收浆液与烟气接触混合,烟气中的二氧化硫与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除,最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带出的细小液滴,经换热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆经脱水装置脱水后回收。由于吸收浆液循环利用,脱硫吸收剂的利用率很高。最初这一技术是为发电容量在100MW 以上、要求脱硫效率较高的矿物燃料发电设备配套的,但近几年来,这一脱硫工艺也在工业锅炉和垃圾电站上得到了应用. 根据美国EPRI统计,目前已经开发的脱硫工艺大约有近百种,但真正实现工业应用的仅10 多种。已经投运或正在计划建设的脱硫系统中,湿法烟气脱硫技术占80% 左右。在湿法烟气脱硫技术中,石灰石/ 石灰—石膏湿法烟气脱流技术是最主要的技术,其优点是: 1、技术成熟,脱硫效率高,可达95%以上。 2、原料来源广泛、易取得、价格优惠 3、大型化技术成熟,容量可大可小,应用范围广 4、系统运行稳定,变负荷运行特性优良 5、副产品可充分利用,是良好的建筑材料 6、只有少量的废物排放,并且可实现无废物排放 7、技术进步快。 石灰石/ 石灰—石膏湿法烟气脱硫工艺,一般布置在锅炉除尘器后尾部烟道, 主要有:工艺系统、DCS控制系统、电气系统三个分统。 基本工艺过程 在石灰石一石膏湿法烟气脱硫工艺中,俘获二氧化硫(SO)的基本工艺 过程:烟气进入吸收塔后,与吸收剂浆液接触、进行物理、化学反应,最后产生固化二氧化硫的石膏副产品。基本工艺过程为: (1) 气态SO2 与吸收浆液混合、溶解 (2)SO2进行反应生成亚硫根 (3)亚硫根氧化生成硫酸根 (4)硫酸根与吸收剂反应生成硫酸盐 (5)硫酸盐从吸收剂中分离 用石灰石作吸收剂时,SQ在吸收塔中转化,其反应简式式如下:

磷石膏现状

磷石膏现状 目前,世界磷石膏年排放量达2.8亿吨,我国也已超过5000万吨,占工业副产石膏的70%上。磷石膏的产生量将随着高浓度磷复肥产量的提高而大幅度增加。由于磷石膏含有五氧化二磷、氟及游离酸等有害物质,如果任意排放会造成环境污染;设置堆场,不仅占地多、投资大、堆渣费用高,而且对堆场的地质条件要求高,磷石膏长期堆积还会引起地表水及地下水的污染。 磷石膏:是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣,其主要成分为硫酸钙。 磷石膏主要成份为:CaSO4·2H2O,此外还含有多种其他杂质。同时,生产过程中,溶液中的HPO4-2根取代石膏晶格中部分SO4-2。 磷石膏杂质分两大类: 不溶性杂质:如石英、未分解的磷灰石、不溶性p2O5、共晶P2O5、氟化物及氟、铝、镁的磷酸盐和硫酸盐。 可溶性杂质:如水溶性P2O5,溶解度较低的氟化物和硫酸盐。 此外,磷石膏中还含砷、铜、锌、铁、锰、铅、镉、汞及放射性元素。均极其微量,且大多数为不溶性固体,其危害性可忽略不计。磷石膏中所含氟化物、游离磷酸、P2O5、磷酸盐等杂质是导致磷石膏在堆存过程中造成环境污染的主要因素。磷石膏的大量堆存,不公侵占了土地资源,由于风蚀、雨蚀造成了大气、水系及土壤的污染。长时间接触磷石膏,当然可能导致人的死亡或病变。 磷石膏是生产磷肥中间产品磷酸的废渣,其主要化学成分是硫酸

钙。其反应为 Ca5(PO)3 F(磷矿)+H2SO4-H3PO4+2CaSO4(磷石膏)+HF。 据统计,每生产一吨磷酸(100%P2O5)产生磷石膏5-6t(干基),实物量约7t。磷石膏除含CaSO4 外,还含有未分解的磷矿,未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁、铝化合物、酸不溶物、有机质等多种杂质,这些杂质影响磷石膏的利用。目前,绝大部分磷石膏被当作废物丢弃。排出的磷石膏废渣一是占用大量土地,二是堆场投资大、运营费高,三是浪费了宝贵的硫资源,四是污染环境。堆放渣场的容积和地基防渗处理要求严格,废渣安全处理的环境条件已成为建设磷肥厂选择厂址的制约因素,进而直接影响磷复肥工业的发展。据测算,一个年产重钙(重过磷酸钙)80万t项目,年排放磷石膏渣达186万t,堆场投资估算达9000万元,堆场年经营费近1000万元,占地达70万m2 ,相当于全厂占地面积的一半,即使如此,堆场容量仍未达到合理要求。目前,全国湿法生产磷酸生产能力约546万t,每年的磷石膏废渣量在2500-3000万t(干基),占地达2000公顷,仅渣场投资估算达l0亿元。从环保和技术安全角度看,磷石膏废渣综合利用已迫在眉睫。磷石膏中因含有种类较多的化学成分而增加了磷石膏的利用难度,尤其磷石膏中含有少量残留的磷酸更给有效利用带来了困难,所以磷石膏一般不被以石膏为原料的企业所采用,仅极少部分被做为土壤改良或在一些石膏资源匮乏的地区经水洗后做为原料使用,这种简单少量的消化对整个堆积如山的磷石膏来讲仍是杯水车薪,不解决根本问题。生产厂仍采用堆放方式来被动处理。

当前火电厂脱硫石膏现状及利用的研究_沈建军

第30卷增刊(2)现代化工N o v .20102010年11月 M o d e r n C h e m i c a l I n d u s t r y 当前火电厂脱硫石膏现状及利用的研究 沈建军,祁利明,王福斌 (内蒙古电力科学研究院,内蒙古呼和浩特010020) 摘要:从烟气脱硫石膏的来源与性能介绍了电厂脱硫石膏可作为天然石膏替代品,并阐述了燃煤电厂烟气脱硫石膏的特性和国内脱硫石膏的利用现状,结合我国实际,对燃煤电厂脱硫石膏综合利用现状进行了分析。 关键词:脱硫石膏;烟气脱硫;火电厂中图分类号:X 773  文献标识码:A 文章编号:0253-4320(2010)S 2-0303-03 S t u d y o nc u r r e n t l y s t a t u s a n du s e o f F G Dg y p s u m S H E NJ i a n -j u n ,Q I L i -m i n g ,W A N GF u -b i n (I n n e r M o n g o l i aP o w e r S c i e n c e R e s e a r c hI n s t i t u t e ,H u h h o t 010020,C h i n a ) A b s t r a c t :A c c o r d i n gt ot h es o u r c ea n dp e r f o r m a n c eo f f l u eg a s d e s u l f u r i z a t i o n (F G D )g y p s u m ,i t c a nb ea s a s u b s t i t u t e f o r n a t u r a l g y p s u m i s i n t r o d u c e d ,t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f F G D g y p s u m o f h e a t -e n g i n e p l a n t a n du t i l i z a t i o n s t a t u s i nd o m e s t i c i s d e s c r i b e d ,c o m b i n i n g t h e p r a c t i c a l s i t u a t i o no f o u r c o u n t r y ,t h ec u r r e n t c o m p r e h e n s i v e u t i l i z a t i o no f c o a l -f i r e dp o w e r p l a n t i s a n a l y z e d . K e y w o r d s :F G Dg y p s u m ;f l u e g a s d e s u l f u r i z a t i o n ;h e a t -e n g i n e p l a n t  收稿日期:2010-08-18  作者简介:沈建军(1977-),男,硕士,工程师,主要从事环境治理及清洁生产方面的工作,s j j x x 7724@163.c o m 。 目前,我国电力以煤电为主,燃煤电厂发电量约占总发电量的80%。我国作为世界上最大的煤炭生产国和消费国,根据我国的能源结构状况,今后相当长时期内以煤电为主的格局难以改变。燃煤电厂 每年排放大量二氧化硫,排放量达2000万t /a [1] ,严重污染了大气环境,破坏生态平衡,危及人体健康。因此,减少S O 2排放,控制煤烟型污染是改善我国大气环境质量,实施可持续发展战略的客观要求。1998年11月批复的《酸雨控制区和S O 2污染控制区划分方案》标志着我国火电厂烟气脱硫工作已进 入了实质性阶段[2] 。 在众多烟气脱硫工艺中,湿式石灰石-石膏法 以其稳定、高效等优点成为世界上最成熟、应用最广泛的脱硫工艺。这种工艺会产生大量副产物———脱硫石膏,预计到2010年我国脱硫石膏排放量将达到 300万t 以上[3] 。脱硫石膏不仅要占用大量的土地,而且还可能造成二次污染。因此,研究脱硫石膏的性能和综合利用技术,结合我国具体国情,研究开发出市场竞争力强的脱硫石膏综合利用产品,解决脱硫石膏的最终处置问题,对国家推广烟气脱硫技术的宏观决策具有重要意义。 1 烟气脱硫石膏的来源与性能 1.1 脱硫石膏产生过程 石灰石经破碎、制粉、配制浆液进入吸收塔,在 吸收塔内烟气中的二氧化硫首先被浆液中的水吸收,再与浆液中的C a C O 3反应生成C a S O 3,C a S O 3氧化后经旋流分离、洗涤和真空脱水,最终生成石膏晶体C a S O 4·2H 2O 。反应式如下:S O 2+H 2O H ++H S O -3(1)C a C O 3+2H + C a 2+ +H 2O +C O 2 (2)H S O 3-+1/2O 2 H ++S O 2-4 (3)C a 2++S O 2-4+2H 2O C a S O 4·2H 2O (4) 脱硫石膏主要成分与天然石膏相同,为C a S O 4·2H 2O ,呈粉末状。当石灰石纯度较高时,脱硫石膏纯度一般为90%~95%,含水率一般为10%~15%。由于其含水率高、黏性强,在装载、提升、输送过程易黏附在各种设备上,造成积料堵塞,影响生成正常进行。1.2 脱硫石膏性能 烟气脱硫工艺决定了脱硫石膏的性质,其特点是纯度高,成分稳定,游离水分含量约为10%,粒度小,粉状,含较多的水溶性盐 [4] 。一般根据燃烧的 煤种和烟气除尘效果不同,脱硫石膏从外观上呈现不同的颜色,常见颜色是灰黄色或灰白色,灰色主要是由于烟尘中未燃尽的炭质量分数较高的缘故,并含有少量C a C O 3颗粒。天然石膏与之相比,呈粉状,化学成分与脱硫石膏相差不大,杂质主要以黏土类矿物为主。表1列出天然石膏和脱硫石膏的化学 · 303·DOI :10.16606/j .cn ki .issn 0253-4320.2010.s2.092

石灰石石膏法

石灰石石膏法

石灰/石灰石-石膏法脱硫 石灰/石灰石一石膏法烟气脱硫技术最早是由英国皇家化学工业公司提出的,该方法脱硫的基本原理是用石灰或石灰石浆液吸收烟气中的SO2,先生成亚硫酸钙,然后将亚硫酸钙氧化为硫酸钙。副产品石膏可抛弃也可以回收利用。 (1)反应原理 用石灰石或石灰浆液吸收烟气中的二氧化硫分为吸收和氧化两个工序,先吸收生成亚硫酸钙,然后再氧化为硫酸钙,因而分为吸收和氧化两个过程。 1)吸收过程在吸收塔内进行,主要反应如下。 石灰浆液作吸收剂:Ca(OH)2+SO2一CaSO3.1/2H2O 石灰石浆液吸收剂:Ca(OH)2+1/2SO2一CaSO3.1/2H2O+CO2 CaSO3.1/2H2O+SO2+1/2H2O一Ca(HSO3)2 由于烟道气中含有氧,还会发生如下副反应。 2CaSO3.1/2Hz0+O2+3 H2O一2CaSO4.2H20 ②氧化过程在氧化塔内进行,主要反应如下。 2 CaSO3·1/2H20+O2+3H2O一2CaSO4·2H20 Ca(HSO3)2+1/2O2+H2O一CaSO4·H2O+SO2

传统的石灰/石灰石一石膏法的工艺流程如图所示。将配好的石灰浆液用泵送人吸收塔顶部,经过冷却塔冷却并除去90%以上的烟尘的含Sq烟气从塔底进人吸收塔,在吸收塔内部烟气与来自循环槽的浆液逆向流动,经洗涤净化后的烟气经过再加热装置通过烟囱排空。石灰浆液在吸收so:后,成为含有亚硫酸钙和亚硫酸氢钙的棍合液,将此混合液在母液槽中用硫酸调整pH值至4左右,送人氧化塔,并向塔内送人490kPa的压缩空气进行氧化,生成的石膏经稠厚器使其沉积,上层清液返回循环槽,石膏浆经离心机分离得成品石膏。 现代石灰/石灰石一石膏法工艺流程主要有原料运输系统、石灰石浆液制备系统、烟气脱硫系统、石膏制备系统和污水处理系统。 ①原料运输系统烟气脱硫所需的石灰石粉(粒度为250目,筛余量为5%),采用自卸封罐车运输,并卸人石灰石料仓。每个料仓可有多个进料口,能同时进行多台运料车卸料作业。在每个仓底设有粉碎装置,仓顶安装布袋除尘器。 ②浆液制备系统石灰石粉料从料仓下部出来,经给料机及输送机送人石灰石浆液槽。 石灰石浆液槽为混凝土结构,内衬树脂防腐,容积为l00m3”左右。浆液浓度约为30%,用调节给水量来控制浆液浓度。 ③烟气脱硫系统烟气脱硫系统主要由吸收塔、烟气再加热装置、旁路系统、有机剂 添加装置及烟囱组成。 吸收塔是脱硫装置的核心设备,现普遍采用的集冷却、再除尘、吸收和氧化为一体的新型吸收塔。常见的有喷淋空塔、

电厂烟气脱硫石膏在各行各业中的应用

电厂烟气脱硫石膏在各行各业中的应用摘要:烟气脱硫石膏与天然石膏二者来源不同,在物性方面也有所不同,杂质状态相差;较大,所以脱硫石膏的处理工艺和设备并不完全与天然石膏相同,经过不同方法进行处理的脱硫石膏,基本上能代替绝大部分天然石膏生产的制品。 如生产建设石膏、高强石膏、粉刷石膏、石膏砌块和石膏条板,用于水泥缓凝剂,钢结构防火涂料,石膏刮墙腻子,纸面石膏板等等,另脱硫石膏能和粉煤灰这两面大固体废弃物一并综合利用,逐步达到工业生产应用,将产生电厂效益,环境效益,社会效益的统一,是非常符合我国可持续发展的战略。 一、概述 随着环保意识的增加,我国对电厂燃煤烟气中二氧化硫的排放控制越来越紧,电厂脱硫势在必行。 我国烟气脱硫石膏产生的时间较短,对其应用价值和市场普遍认识不足,对脱硫石膏的性能,处理加工设备和加工工艺还没有详细的、系统的,科学的基础性研究,从目前脱硫石膏的处理工艺和设备并不完全与天然石膏相同。 如在物料输送,粉尘处理,煅烧工艺等:就物性方面脱硫石膏与天然石膏也有不同之处,如脱硫石膏纯度高,游离水大,粒度细;颗粒大小粒径分布均匀,级配较差,标稠用水量大,含水溶性盐较多; 还值得注意的是脱硫石膏与天然石膏二者来源不同,脱硫石膏中以未反应的碳酸钙为主要杂质及未被完全氧化的亚硫酸钙存在、杂质状态相差较大,另在脱硫生产工艺中技术处理的不同,石灰石原料成份的不同,加工石灰石细度的不同等都会影响脱硫石膏的品质,所以脱硫石膏在应用加工时一定要结合具体实际,采用科学手段进行深入的研究。 经过多种可行方案进行试验,脱硫石膏在建材行业中应用十分广泛,通过不同手段进行处理,基本上能代替绝大部分用天然石膏生产的建材制品。 二、脱硫石膏的利用 国内脱硫石膏的综合处理和应用已起步,利用前景蕴藏着巨大的市场机遇,特别是那些天然石膏缺乏而脱硫石膏资源丰富的经济发达地区,经应用实践证明脱硫石膏是一种品位较高的宝贵资源,它可适合于不同用途的石膏建材制品的生产。 脱硫石膏与天然石膏有一定的区别,但从根本上讲,由于它们的主要成份相同,并且脱硫石膏的主要成份---含量高,故处理后的脱硫石膏是一种比天然石膏还要好的胶凝材料。 ⒈脱硫石膏通过干燥,脱水处理成为熟石膏,熟石膏按制品可分: 浇注石膏,灰泥石膏,陶瓷工业用石膏,铸造工业用石膏,牙料用石膏,骨科绷带医用石膏,煤矿防火加强巷壁用石膏,土壤改良用石膏等等,用量最大的是建筑用熟石膏(建筑石膏),笔者认为对建筑脱硫石膏的脱水温度(料温)应在125℃-145℃为好; 煅烧设备和工艺不一样,煅烧温度也要有不同的变化,从相组成看,熟石膏中可溶性无水石膏含量应较高一点为好,因熟石膏中可溶性无水石膏亲水性极强,接触潮湿空气后,很容易转化为半水石膏。 在实际生产中,熟石膏需要输送和储存,不可能和空气隔绝,熟石膏中的可溶性无水石膏吸收空气中的水份后,会逐渐向半水石膏转化,通过转化效应增加熟石膏粉中半水石膏的含量,使其相变过程趋于稳定,可改善熟石膏的物理力学性能,能够满足用于石膏制品生产的质量要求具有重要意义。 熟石膏陈化过程的长短,陈化效果的好坏,与所选的陈化方法、堆积形式,环境湿度等都有直接关系,在脱硫石膏的煅烧工艺中要特别注意这一效应, ⒉脱硫石膏也可制做高强石膏 它是将脱硫石膏制成浓度适宜的石膏浆体,加入一定量的转晶剂,在搅拌加压的条件下,石膏浆体的处理温度,时间及压力控制在一定范围内生成柱状石膏晶体,然后经脱水,干燥制得高强熟石膏,在生产中转晶剂的种类及加入量,浆体的热处理温度及时间和压力,料浆浓度等都是决定产品质量的重要因素, ⒊脱硫熟石膏和粉煤灰或脱硫熟石膏和矿渣 脱硫熟石膏和粉煤灰加矿渣为主要原料,并掺入激发剂制成的新型胶结料,这种胶结料在前苏联的资料中有大量介绍,这可使脱硫石膏拓宽使用范围,得到更广泛的利用,并能使熟石膏的耐水性与强度方面都有明显改善。 近两年来笔者利用太原一电厂生产的建筑用脱硫石膏和一级粉煤灰,太原德龙公司生产的矿渣磨细粉与本研究所研发的增强激发剂G、试验结果是在大量利用脱硫石膏与粉煤灰或渗加矿渣磨细粉时,可在保持石膏制

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