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评发达*用FGD石膏与废石膏制石膏板的历程与经验

2015-01-19

评发达*用FGD石膏与废石膏制石膏板的历程与经验


日本利用FGD石膏与废石膏制石膏板的历程与趋向

在20世纪70年代前,日本因本国缺乏天然石膏资源,主要使用进口天然石膏生产石膏板。80年代日本参照德国的经验,在燃煤电厂安装烟气脱硫装置并将所收集的FGD石膏用于生产石膏板与其他石膏建材。自90年代起,日本也同时在生产石膏板时使用一定量的由建筑工地回收废弃石膏板制成的废石膏粉。

日本是多地震*,长期以来在各类建筑中使用石膏板、纤维水泥板等轻质建筑板材。2006年该国石膏板的产量曾高达6.5亿m2,此后因经济不景气致使石膏板产量逐年下滑,2008年降至5.2亿m2,2009年进一步降至4.4亿m2。根据Yoshino公司专家的统计[9],该国石膏板的用途如下:年产量的40%用于住宅建筑,30%用于写字楼,另外30%用于商业建筑与工业厂房等。由此可见,日本石膏板的年需要量仍然长盛不衰,尤其是新盖的住宅建筑约半数是木结构,需用石膏板与之配套。2011年4月日本发生强烈地震与海啸,有些地区的建筑物受到严重损坏,灾后重建需要大量包括石膏板在内的建筑材料。

2009年日本石膏板制造业共耗用石膏原料385万t,其中68%为国内生产的以FGD石膏为主的工业副产石膏,26%为进口的天然石膏(主要由澳大利亚与泰国进口),6%是废石膏[9]。

日本大地震后发生海啸,使核电站遭受严重损坏,引发核污染问题,估计日本政府将会调正其能源政策,核电发展将受到一定的限制,因而FGD石膏的年产量仍可能有增无减。

4 可供我国参考与借鉴的国外经验

4.1利用FGD石膏的经验

我国燃煤电厂安装烟气脱硫装置的起步时间至少要比上述发达*滞后15年。20世纪90年代后期仅少数大型燃煤电厂试装由国外引进的烟气脱硫装置。但一旦肯定采用此类装置可显著改善空气质量、防止酸雨对森林与农作物的损害并保障广大民众的健康,我国政府即投入大量资金增大安装脱硫装置的燃煤电厂的发电容量,尤其是在“十一·五时期”发展更快。截至2008年底,安装此类装置的发电容量已达到3.79亿KW,占全国煤电总装机容量的66%,与2000年相比,增长约75倍[10],大大超越了所有发达*。这意味着发达*需用25-30年发展起来的燃煤电厂脱硫措施,我国只用了12年左右。近年我国FGD石膏年产量已达4000万t,相当于美国FGD石膏年产量的3倍以上。但是,我国在FGD石膏的利用方面,与发达*相比较还存在很大差距。前已指出,德、日等国FGD石膏利用率早已达100%,美国的此利用率也已达75%以上,而我国此利用率目前仅在40%左右。这主要是由于我国在脱硫装置的操作技术、FGD石膏的质量以及对此种工业副产石膏的推广应用等方面还存在一系列亟待解决的问题。

笔者认为发达*在利用FGD石膏制造石膏板方面的下列若干经验是值得我们参考与借鉴的:

1)确保FGD石膏的质量

FGD石膏的质量及其稳定性对石膏制品的质量至关重要。虽然至今尚未见到这些*关于FGD石膏的*标准,但他们均遵循协会或企业的标准。例如,

Eurogypsum(欧洲石膏制品生产商联合会)专门制定了FGD石膏的质量标准,对主要参数的控制值均有所规定(见表2)[11]。


EurogypsumFGD石膏的晶体形状与粒径也有一定的要求。由于晶体太小,水化速率快,生产石膏板过程中较难控制,为此提出应使晶体呈椭圆状(见图3),而不应呈针状或片状(见图4)。晶体粒径应大于32µm



我国至今尚无FGD石膏质量的统一标准可供遵循。目前有些燃煤电厂所产FGD石膏的纯度偏低,二水石膏含量在90%以下,并且其中水溶性镁盐、水溶性钠盐与氯的含量均偏高。为此需要对某些电厂的脱硫装置及其操作工艺等进行必要的调正与改进,并及早制定适合我国国情的FGD石膏标准。

但,令人不解的是欧盟在2007年公布的废弃物目录(“21-06-2007: The European Waste Catalogue andHazardous Waste List”)中竟然将FGD石膏列为废弃物,除对其纯度与外观有所规定外,其他均无要求。笔者认为这不利于FGD石膏的推广,是不足取的。

2)石膏板厂需对现有装备进行必要的修改

由于FGD石膏与天然石膏相比较,含湿量较大、粒径偏小且范围较窄,根据国外经验,当纯粹使用FGD石膏替代天然石膏时,必须对现有装备进行必要的修改以保证所得产品的质量。

3)供需双方应签订长期合同

为了保证电厂向石膏板厂不间断地供应质量稳定、价格适宜的FGD石膏,电厂排放的FGD石膏不致有太多的积存,供需双方应本着双嬴互利的原则签订长期合作的合同。国外有些石膏板厂甚至与供应FGD石膏的电厂签订了为期30年的合同。

4)应合理择定新建石膏板厂的厂址

新建石膏板厂如纯粹用FGD石膏为原料,厂址应尽可能选定在供给FGD石膏的电厂附近,因这有利于降低原料运输的费用与能耗,也有利于环保。当然在某些情况下也要兼顾产品的主要销售市场等因素。

5)要有长远考虑

在欧洲某些*已出现FGD石膏供过于求的情况。美国专家也在考虑如何面对FGD石膏年产量不断增长及其消纳问题。对此我们必须未雨绸缪,及早采取相应的对策。结合我国国情,除了在水泥工业中大量使用FGD石膏与磷石膏外,应在石膏板制造业中使用更多量的FGD石膏,同时进一步发展与推广用FGD石膏制造砌块以及在粉刷石膏、石膏腻子、自流平地板、钢结构防火包覆等方面大量推广使用此种工业副产石膏。

4.2 利用废石膏的经验

我国石膏板制造业虽尚未在回收建筑工地施工或拆卸所产生的废弃石膏板有所作为。但随着时间的推移,今后必将面对废弃石膏板的再生循环问题。根据国外的经验,在建筑施工过程中可产生约5%的废弃石膏板,此种废弃石膏板是完全可再生循环的。在除去约6%左右的纸纤维外,可获得约94%二水石膏,经再加工后仍可作为制造石膏板的原料。发达*在利用废石膏制造石膏板方面的下列若干经验是值得我们参考与借鉴的:

(1)    政府应当立法

根据欧盟的经验,通过对建筑废弃物(包括废弃石膏板)处置的立法,显然有利于减少废弃物的填埋和对环境的保护,因而也可促进废弃石膏板在石膏板制造业中的再生循环。

(2)    集中加工、集中供给

参照国外经验,宜对收集到的废弃石膏板进行集中加工并集中供货,这样不仅各石膏板厂不需另建废石膏加工车间,并且还可保证其质量。

5 结论

1)欧洲*、美国与日本在燃煤电厂中推广使用烟气脱硫装置经历了25-30年,而我国仅用了12年在配置脱硫装置的发电装机容量与FGD石膏的年产量方面已超越任何发达*。

2)我国在FGD石膏的利用方面,与发达*相比较,尚存在较大差距,不仅FGD石膏的利用率显著低于德、日、美等国,而且制石膏板所用FGD石膏的耗用率也属偏低。

3)我国石膏板制造业中使用废石膏尚未打开局面。

4)发达*利用FGD石膏与废石膏制造石膏板的经验是值得我们参考与借鉴的。


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