脫硫石膏知識小科普
脫硫石膏的產生
石灰石—石膏法脫硫工藝是世界上應用最廣泛的一種燃煤電廠濕法脫硫技術,日本、德國、美國的火力發電廠采用的煙氣脫硫裝置約90%采用此工藝,在我國這種工業化比較成熟的工藝也占據了電廠脫硫的統治地位。
石灰石—石膏濕法工藝進行煙氣脫硫是采用石灰石粉加水制成的漿液作為吸收劑,泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合,煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進行氧化反應生成硫酸鈣,硫酸鈣達到一定飽和度,結晶形成二水石膏后排出吸收塔,經濃縮、脫水,輸送至石膏倉堆放。
脫硫后的煙氣經除霧器除去霧滴,通過換熱器加熱升溫后,由煙囪排人大氣。由于吸收塔內吸收劑漿液通過循環泵反復循環與煙氣接觸,吸收劑利用率很高,脫硫效率可大于95%。
我國燃煤電廠脫硫石膏是隨煙氣脫硫同步產生的。國家發改委從2003年起審批的新建燃煤電廠,如燃煤含硫達0.7%以上,就必須安裝煙氣脫硫裝置;并規定已建成的燃煤電廠也必須要逐步安裝煙氣脫硫裝置。
到2010年我國有4.6億kW的燃煤發電機組安裝煙氣脫硫裝置。山西省在2008年10月率先在全國完成了燃煤電廠脫硫改造,成為我國第一個省內火電廠全部配套脫硫設施的省份。
脫硫石膏的性質
脫硫石膏的主要成分和天然石膏是一樣的,都是二水硫酸鈣(CaSO4·2H2O),顏色微黃,呈中性或略偏堿性。與天然石膏的物理、化學性能具有相同的規律。但作為一種工業副產品,脫硫石膏與天然石膏相比又具有自身的特性,主要表現在外觀形態、化學成分特別是雜質、顆粒形貌等性能與天然石膏有明顯的差異。此外,脫硫石膏品位比天然石膏略高,所含雜質較少,是一種質量較好的化學石膏。
脫硫石膏的物理性質
脫硫石膏顆粒特征和物理狀態與天然石膏也有較大的差別。脫硫石膏含有10%~15%附著水,呈濕粉狀。正常脫硫石膏的外觀顏色近乎白色,隨雜質含量變化呈黃白色或灰褐色。脫硫石膏較天然石膏細,粒徑一般不超過90μm,且85%以上的粒徑在30μm~60μm之間,級配不如天然石膏磨細后的石膏粉。天然石膏經過粉磨后粗顆粒多為雜質,細顆粒多為石膏,而脫硫石膏卻粗顆粒多為石膏,細顆粒多為雜質?;谝陨显?,脫硫石膏雖細,但其比表面積卻不如天然石膏。
在化學成分上,脫硫石膏與天然石膏的主要成分均為二水硫酸鈣。脫硫石膏中二水硫酸鈣含量均高于90%,比天然石膏中的70%~80%還高。
從表1可以看出,脫硫石膏游離水含量一般在10%左右,還含飛灰、有機碳、碳酸鈣、亞硫酸鈣及由鈉、鉀、鎂的硫酸鹽或氯化物組成的可溶性鹽等雜質。
由表1可知,兩者的化學成分十分相似。在脫硫石膏使用過程中必須嚴格控制一些可溶性鹽類濃度,如鉀、鈉、氯離子等。
脫硫石膏的特性
?顆粒過細:天然石膏經粉碎后,細度約140μm,而脫硫石膏顆粒直徑小于60μm(30~50μm),由于顆粒過細而帶來流動性和觸變性問題。
?有一定的含水率:一般達到10%~15%,由于其含水率高、粘性強,在裝載、提升、輸送的生產過程中極易粘附在各種設備上,造成積料堵塞,影響生產過程的正常進行。
?顏色偏深:質地優良的脫硫石膏是純白色的,但常見的呈深灰色或帶黃色,作為粉刷石膏和裝飾石膏將影響外觀。主要原因是煙氣除塵系統效率不高,致使脫硫石膏含有較多的粉煤灰,其次是由于石灰不純含有鐵等雜質的影響。
?堆密度大:達到1kg/cm3左右。堆密度大,對其貯存、生產和產品的性能有重要影響。脫硫石膏與天然石膏的最大不同,在于脫硫石膏含有某些雜質,而這些雜質對石膏制品的性能造成不同程度的危害。
脫硫石膏的危害
在石灰石一石膏濕法脫硫過程中,每吸收1噸二氧化硫就要產生2.7噸脫硫石膏,結果就是產生大量脫硫石膏,其堆放、分解造成了二次污染,對氣候、土壤、植物和人類健康形成危害。
脫硫石膏引起嚴重的環境問題就是大氣污染,其中最主要的問題之一就是“環境酸化”。 “環境酸化”與SO2、NOx排人大氣中有密切的關系,一般它們以兩種方式進入地面:一種是濕沉降。大氣中的SO2、NOx被雨水帶到地面,經太陽暴曬,揮發出“酸性物質”,加重“酸雨”的威脅。到雨天,堆積的脫硫石膏“山”隨時都會下塌、沖擊道路和村舍。脫硫石膏經雨水沖刷滲入土地農田,污染地表水和地下水,造成大面積污染。
另一種方式是干沉降。大氣中的SO2,NOx直接落到植物或潮濕的地表面,這些微粒布滿植物表面,影響光合作用,導致植物死苗、黃葉、爛葉或落花落果。石膏粉末被分解釋放的有害物質對長期戶外作業的人。
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