脱硫石膏的特性

1、脱硫石膏与天然石膏的相同点

(1)水化动力学和凝结特征一致;

(2)主要矿物相、转化后的五种形态、七种变体物化性能一致,脱硫石膏完全可以代替天然石膏用于建筑材料和陶瓷模具;

(3)两者均无放射性,不危害健康。

2、脱硫石膏与天然石膏的不同点

(1)原始物理状态不一样:天然石膏是粘合在一起的块状,而脱硫石膏以单独的结晶颗粒存在;脱硫石膏杂质与石膏之间的易磨性相差较大,天然石膏经过粉磨后的粗颗粒多为杂质,而脱硫石膏其颗粒多的却为石膏,细颗粒为杂质,其特征与天然石膏正好相反;

(2)颗粒大小与级配:烟气脱硫石膏的颗粒大小较为平均其分布带很窄,高细度(200目以上)、颗粒主要集中在30-60μm之间,级配远远差于天然石膏磨细后的石膏粉。因此,现有的以天然石膏为原料的熟石膏的煅烧设备和生产工艺并不能完全照搬,要采用针对化学石膏设计的生产工艺和设备;比如,脱硫石膏不适合流态化煅烧设备,因为它粒径太小,还未烧就很容易被吹出来了；还如,用天然石膏生产高强石膏的蒸压釜,脱硫石膏就无法直接放入蒸压;另外脱硫石膏粒径分布非常狭窄,加工成熟石膏粉后,必须要对其进行粉磨改性、产生级差,才能使其具有更好的凝结强度;而在粉磨改性中,碾压力形成级差产生的改性效果不好,而劈裂力形成的效果,碰撞力次之;因此,改性磨的选择要注意它的力学特点。

(3)高含水量 ,流动性差,只适合皮带输送。

(4)杂质成分上的差异,导致其脱水特性、易磨性及煅烧后的熟石膏粉在力学性能、流变性能等宏观特征上的不同。

(5)脱硫石膏的产出在全国分布比较均匀,特别是石膏产品大量消费地的东部发达地区脱硫石膏的产量也很大,而且脱硫石膏的品位又很高,一般都在90%以上;这样就弥补了我国高品位的天然石膏储量小、产量低、其产品远离消费地的重大缺陷。

（二）脱硫石膏的利用原则

(1)坚持扩大利用、高效利用、清洁利用、物尽其用的原则,重点推进量大面广、资源化潜力大的脱硫石膏回收与再生利用,合理延长产业链,开发高附加值的综合利用产品,减少二次污染,提高资源利用效率,实现经济效益、社会效益、环境效益的有机统一。

(2)坚持市场导向原则,因地制宜,产销对路,确定脱硫石膏综合利用的优先发展领域,提高资源利用效率、减少废弃物排放的重要措施,成为企业健康发展的驱动力。

(3)综合考虑,脱硫石膏深加工生产线要与电厂烟气脱硫系统有机结合,无缝衔接;同时脱硫石膏深加工生产不能产生新的污染源,尽可能利用电厂的余热为热源。

（三）脱硫石膏的直接利用

(1)经过干燥后可用作水泥缓凝剂;

(2)经过配制后可用作盐碱地的改良。

煅烧系统：

经过长期实践，并结合国内外先进工艺进行了优化改造，该改造工艺对主煅烧流程采用典型的分室石膏煅烧工艺，用分室石膏煅烧炉替代回转窑，在节约占地面积的同时，也降低了能耗。

概述如下：

分室石膏煅烧炉是一种应用流态化技术煅烧高含水率化学石膏的高效节能设备。FD—分室石膏煅烧炉以过热蒸汽作热源进入煅烧炉后，通过热交换，把热量传递给石膏，使二水石膏脱去部分结晶水变成半水石膏。

分室石膏煅烧炉为分室石膏煅烧装置，底部有活化风换热器和多孔板，在床层内装有大量加热管，管内加热介质为饱和蒸汽，热量通过管壁传递给管外处于流态化的石膏粉，使石膏粉脱水分解。在煅烧器上部，装有内置式高效旋风子，汽体离开流化床时夹带的粉尘大部分被这些装置捕收并重新返回至炉内，热湿气体则通过管道与预干燥工段的旋风分离器湿气汇合进入二次布袋收尘器。

脱硫石膏煅烧工艺

低温慢速煅烧是指物料在煅烧设备中停留时间较长，进出料时间至少为几十分钟，石膏颗粒的表面温度均处于较低状态，石膏颗料内外温度较为接近，如炒锅、…

脱硫石膏的主要成分是CaSO₄·2H₂O，杂质成分包括SiO₂、A1₂O₃、Fe₂O₃、MgO、CaO等，其中CaSO₄·2H₂O含量一般达到85％以上，游离水含量10％~15％。脱硫石膏一般呈中性，是一种粉状材料，湿粉状脱硫石膏的密度为1.06~1.20g/cm³，其颗粒直径集中在30-60μm，其品质取决于石灰石的来源和烟气脱硫过程的生产控制。由于脱硫石膏呈湿粉状，易结团，因此在煅烧前不需要像天然石膏一样进行破碎，但需要对成团的石膏粉进行烘干、打散、分散，从而使石膏颗粒充分与加热介质均匀接触，保证传热过程均衡连续；其次，脱硫石膏的颗粒粒度分布窄，在煅烧后需要增加粉磨措施，以保证良好的颗粒级配；最后，脱硫石膏中含有少量的SiO₂等高硬度杂质对煅烧设备具有较强的磨损性，需对直接接触及运动部件进行耐磨处理。

脱硫石膏煅烧工艺

（1）低温慢速煅烧

低温慢速煅烧是指物料在煅烧设备中停留时间较长，进出料时间至少为几十分钟，石膏颗粒的表面温度均处于较低状态，石膏颗料内外温度较为接近，如炒锅、间接式回转窑、间接式沸腾炉等均为低温慢速煅烧设备。这些煅烧设备是通过内置加热管使脱硫石膏间接受热，热源一般采用蒸汽、导热油或热烟气。因其是间接加热，物料与热源间的传热速度较慢，石膏慢慢加热升温后，缓慢脱水而成半水石膏。

低温慢速煅烧最突出的优点是产品质量均匀稳定，由于低温煅烧，其煅烧产品中绝大部分为半水石膏（约88％），极少量的AⅢ型无水石膏（约2％）和二水石膏（小于l％），结晶水含量为5.5％~6.0％，所以低温慢速煅烧生成的建筑石膏粉质量稳定，相组成稳定，凝结速度慢，标准稠度需水量小。

（2）高温快速煅烧

高温快速煅烧时热源温度多大于600℃，物料在煅烧装置内停留仅几十秒钟，石膏颗粒的表面温度较高，颗料内部温度根据成团颗料大小的不同而不同，如气流煅烧、直接式回转窑煅烧等均采用高温快速煅烧工艺。高温快速煅烧设备是脱硫石膏与高温烟气直接接触进行换热，快速脱水煅烧。由于细石膏粉升温较快，极易生成无水石膏AⅢ和无水石膏AⅡ；中等细度的石膏粉主要生成半水石膏HH；而成团的粗石膏粉则出现表面煅烧完成，内部未达到煅烧温度仍保持二水相。其相组分一般为半水石膏HH约70％、无水石膏AⅢ约10％，二水石膏约3％，表现出无水石膏AⅢ的比例较大，甚至会产生一定量的无水石膏AⅡ，降低了石膏的活性成份。所以快速煅烧工艺控制难度较大，建筑石膏质量波动较大，产品相组成不稳定，凝结速度过快，标准需水量偏高，但生产效率较高。由于AⅢ型无水石膏是不稳定相，在空气中很容易吸潮而成半水相，因此系统中需设陈化冷却装置。高温快速煅烧最突出的优点是设备投资低、生产效率高。

（3）复合煅烧

复合煅烧是近年来脱硫石膏煅烧工艺发展的一种新工艺，特别是在纸面石膏板行业中应用较多。复合煅烧主要是模拟慢速煅烧，将石膏煅烧的流程和时间适当加长，避免集中受热，即籽‘一步煅烧”的方式改为“两步煅烧”的方式。脱硫石膏在2个不同的煅烧设备中依次加热，先脱去全部游离水和部分结晶水，再脱去剩余部分结晶水以生成合格的建筑石膏，这样可以降低物料温度和实现能源的梯级利用，以达到和低温煅烧一样的效果。目前通常的做法是气流快速烘干煅烧与间接加热式沸腾炉复合或气流快速烘干与炒锅煅烧复合等。

脱硫石膏煅烧工艺和设备选择的原则

应根据建筑石膏终端用品的种类来确定合适的工艺和设备，若用于生产纸面石膏板、石膏砌块等石膏建材制品，可选用快速或复合煅烧设备。快速法生产的建筑石膏凝结硬化快，可提高生产效率，适合于流水线生产；若用于生产抹灰石膏、粘结石膏等石膏胶凝材料，宜选用慢速或复合煅烧设备，慢速法的建筑石膏凝结硬化较慢，性能稳定。

另外，应根据热源来确定合适的煅烧工艺和煅烧设备，不同设备对热源有不同要求。由于在高温状态下快速煅烧，建筑石膏产品中不可避免的会产生AⅢ型和AⅡ无水石膏，导致建筑石膏制品性能的不稳定，因此有蒸汽或导热油等低温热源存在的条件下，可优先考虑。