電廠脫硫石膏再利用綜合分析

[摘 要] 本文通過對國內外脫硫石膏的綜合利用情況，結合公司自身石膏產出及深加工情況，對脫硫石膏加工水泥緩凝劑進行分析，驗證其具有經濟實用價值。

[關鍵詞] 脫硫石膏；水泥緩凝劑；綜合利用

[中圖分類號] X773 [文獻標識碼] A

1 國內外脫硫石膏的綜合利用情況

目前脫硫石膏的綜合利用途徑有：在建筑、建材業中生產建筑石膏、粉刷石膏、石膏砌塊、紙面石膏板、石膏空心板、自然平地面石膏漿料、水泥緩凝劑等；農業方面有報道用于生產化肥、鹽堿土壤改良等。在國外，脫硫石膏的工業化生產和使用已超前20年，德國是煙氣脫硫石膏研究開發和應用最發達的國家，幾乎所有的德國石膏企業都使用脫硫石膏，主要用于生產建筑制品和水泥緩凝劑。

國內對脫硫石膏的綜合處理和應用也已起步，如四川的珞璜電廠和重慶電廠將煙氣脫硫石膏加工成石膏球和半水石膏，作為制作水泥和建筑材料的原料，運往石膏制品廠、水泥廠及相關建筑單位加以利用；杭州半山電廠將脫硫石膏供應給附近中小紙面石膏板廠和石膏空心砌塊生產企業使用；北京第一熱電廠將脫硫產物制成石膏砌塊（年產量30萬立方米）等。但總體來說，國內脫硫石膏的處置、利用發展比較緩慢，目前尚未形成工業化、規模化和專業化生產。

2 公司脫硫石膏產出過程、品質及年產量

2.1 脫硫石膏產出過程

公司采用濕法對煙道氣脫硫，脫硫后從吸收塔排出的含水70%-85%的石膏漿液首先經過石膏旋流器分離，形成的粗大石膏顆粒被排入濃縮石膏漿罐，溢流水返回吸收塔；進入濃縮石膏漿罐的濃縮石膏漿液，含水一般為30%-50%，再經過真空皮帶脫水機脫水，可形成含水量≤10%的固體石膏。

2.2 脫硫石膏產量

公司#1、#2、#3脫硫系統全年正常運行情況下，每臺爐脫硫石膏年產量約為14 254噸，五臺爐脫硫石膏年產量約為7萬噸。（經咨詢生產部脫硫專工，每臺爐每小時脫硫石膏產量產2.19噸，按每臺爐年平均運行6 500小時計算脫硫石膏產量。）

2.3 脫硫石膏品質

脫硫石膏二水硫酸鈣含量72%，附著水15%。其他化學含量指標待送交專業機構化驗后可知。

3 公司脫硫石膏深加工的分析

目前公司脫硫石膏的處置采用直接出售給粉煤灰加氣磚廠做凝結劑，銷售價格較低，且加氣磚廠石膏摻加量較低，一旦脫硫石膏供大于求，直接銷售市場風險增大，輕則降低價格，嚴重的話將會失去銷售市場，使脫硫石膏成為廢物而承擔處理成本，這不僅是經濟上的損失，也是環境保護的損失，對機組安全運行也有一定影響。

因此為提高脫硫石膏產品附加值，拓寬銷售渠道，需要對脫硫石膏進行深加工，具體方式為：加工成建筑石膏粉，可用于生產石膏板與石膏砌塊；加工成水泥緩凝劑，用于水泥廠。

3.1 脫硫石膏加工成建筑石膏粉

脫硫石膏是以二水硫酸鈣的形式存在，其分子式中有兩個結晶水，只有脫去一個半結晶水生成半水硫酸鈣才能用做建筑石膏粉使用，脫去結晶水的過程即為石膏煅燒過程。建筑石膏粉可用于生產石膏板、石膏砌塊、石膏裝飾板等各種制品。

但是，由于電廠脫硫剛剛起步，目前脫硫石膏的品質還不是很穩定，而且公司目前產出的脫硫石膏受粉煤灰的影響，色澤達不到標準石膏的成色，加工成建筑石膏粉的品質不高。

3.2 脫硫石膏深加工做水泥緩凝劑

目前我國的天然石膏80%用于作水泥緩凝劑，其次才用于制造各類建材石膏。普通硅酸鹽水泥對石膏的需求標準如下：

天然石膏：應符合GB/T 5483中規定的G類或A類二級（含）以上的石膏或硬石膏。

工業副產石膏：工業生產中以硫酸鈣為主要成分的副產品。采用工業副產石膏時，必須經過試驗，證明對水泥性能無害。

脫硫石膏就是以硫酸鈣為主要成分的工業副產品。

但是，脫硫石膏是濕法煙氣脫硫的副產品，產品含水量較高，具有一定的黏結性，在生產中若在磨頭單獨設倉下料，可能會造成結倉、結壁和發生下料堵塞等現象，因此需要對脫硫石膏進行深加工，將其物理形態通過造粒進行改變，同時降低部分附著水含量。

另據了解，目前鄭州地區的水泥廠多采用外地化工廠生產的磷石膏或外地天然石膏生產，價格從80元/噸～130元/噸不等（含運費）。

如果脫硫石膏做緩凝劑被鄭州地區水泥企業接受，其市場容量極大，公司年產的7萬噸脫硫石膏就能找到新的消化渠道。

4 脫硫石膏加工水泥緩凝劑的分析

通過與兩個提供脫硫石膏加工水泥緩凝劑設備廠家的初步接洽，了解到脫硫石膏加工水泥緩凝劑工藝有以下兩種：

4.1 強壓造粒成型

工藝流程：原材料—輸送—脫氣增密—輸送—強壓造粒—輸送—裝車。

該工藝由南京某造粒機械研究所提供。

以年產7萬噸脫硫石膏緩凝劑為例：

4.1.1 主要生產設備：運輸汽車（5噸）1輛、脫氣增密機4臺、強壓造粒機2臺、皮帶輸送機6條、手推車6輛、地磅1臺。價格為216萬元。

4.1.2 廠址：以靠近電廠的場所為宜，面積大于8 500平方米。

4.1.3 施工周期：從土建施工到試生產，建設周期為6個月。

4.2 煅燒制成水泥緩凝劑

工藝流程：

該工藝需要提供熱源，以煤或蒸汽作為熱源。

由于化學石膏表面含水量不同，物料表面呈松散或黏性，煅燒系統采用以下典型的兩種工藝方法。成品采用滾球法或擠壓法進行造粒。

A.對于含水量在10%左右的化學石膏采用一步法煅燒工藝。

一步法煅燒工藝流程（特適用于脫硫石膏）：

a.機燒直火燃煤熱風爐 b .燃油、氣熱風爐 c.煤粉燃燒爐 a1.濾塵器 b1.電捕集器

B.對表面含水量大于20%以上的化學石膏采用二步法干燥煅燒工藝

二步法煅燒工藝流程：

該工藝由遼寧東大粉體工程技術有限公司提供。

以年產7萬噸脫硫石膏緩凝劑為例：（以下數據由東大公司提供）

A.如果熱源采用煤：噸產品耗電為18 Kw-22 Kw，噸產品耗煤為50 Kg-55 Kg，整套設備價格為225萬元。

B.如果熱源采用電廠蒸汽：噸產品耗電為20 Kw-24 Kw，噸產品耗蒸汽為0.2 T-0.24 T，整套設備價格為285萬元。

5 初步經濟效益分析

通過對鄭州及周邊水泥廠使用石膏緩凝劑的價格調查及結合鄭州本地無天然石膏礦等因素，公司脫硫石膏深加工產品出廠價應確定在60元/噸為宜。按此銷售價格結合南京某造粒機械研究所提供的工藝，投資年產7萬噸脫硫石膏緩凝劑廠進行初步經濟效益分析如下：

5.1 投資概算

5.1.1 總投資413萬元

其中流動資金54萬元，固定資金359萬元。

5.1.2 固定資金概算，如表1。

5.1.3 流動資金概算

投產后按每月周轉一次，需流動資金約54萬元。

5.1.4 廠址：楊溝灰場。

5.2 成本估算分析（按每噸粒狀脫硫石膏產品計）

5.2.1 變動成本估算（每噸產品），如表2。

5.2.2 固定成本估算（每噸產品），如表3。

5.2.3 成本分析（每噸產品）

通過成本分析可知，深加工成水泥廠用緩凝劑，每噸石膏深加工利潤為1.98元。

5.3 經濟效益分析，如表4.

5.3.1 投資回收期

投資回收期=總投資/（利潤+折舊費）=10.07（年）

本項目投資回收期約為10.57年，含半年建設期。

5.3.2 投資回收率=9.34%

5.3.3 盈虧平衡點

盈虧平衡點銷量=年固定成本/（單位售價-單位變動成本）=6.38（萬噸）

說明該項目年生產銷售6.38萬噸脫硫石膏緩凝劑可保持盈虧平衡。

4 結論

通過初步經濟分析可知，如果7萬噸脫硫石膏直接向外銷售，每噸12元，年產值為84萬元，深加工成水泥廠用緩凝劑后，每噸創造利潤1.98元，加上計入成本的脫硫石膏價格，年深加工7萬噸脫硫石膏年創造利潤總額約97.86萬元，比原有直接向外銷售多增加利潤13.86萬元。