脫硫石膏現(xiàn)澆式墻體材料性能的研究與優(yōu)化

《脫硫石膏現(xiàn)澆式墻體材料性能的研究與優(yōu)化》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論1.1脫硫石膏綜述石膏作為一種建筑材料，在建筑行業(yè)的應(yīng)用由來已久，人類對(duì)于石膏的認(rèn)識(shí)也已經(jīng)趨于成熟。我國是石膏生產(chǎn)大國，目前已探明的石膏總存儲(chǔ)量有570億噸，居世界之首[3]。隨著城市化進(jìn)程的加快，施工現(xiàn)場比比皆是，也意味著大量石膏材料的需求。一味開采并不是解決問題的方法，過度開采帶來的惡果也只能由后代人替我們品嘗，因此，能否有一種建材可以替代建筑石膏成為了我國近年來重點(diǎn)研究的課題。脫硫石膏，作為一種工業(yè)廢料，是對(duì)含硫燃料(煤、油等)燃燒后產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行脫硫凈化處理而得到的工業(yè)副產(chǎn)石膏[1]。因其性質(zhì)與建筑石膏相似而得到人們的重

2、視，經(jīng)過三十幾年的研究與改進(jìn)，脫硫石膏已在建筑領(lǐng)域嶄露頭角，并越來越多的代替建筑石膏在城市化建設(shè)的道路上發(fā)揮著重要作用。1.1.1脫硫石膏的產(chǎn)生我國是燃煤大國，能源消耗占世界的8～9%,一次能源組成中燃煤占75%，而SO[5]2排放量的90%來自于燃煤。上世紀(jì)八九十年代，由于過于追求經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，忽視了對(duì)環(huán)境的保護(hù)，SO2的過度排放導(dǎo)致酸雨污染。僅僅不到十年時(shí)間，我國酸雨的覆蓋城市由86年的重慶、貴陽兩地?cái)U(kuò)大到我國江南川、貴、湘、鄂、贛、粵、閩、浙在內(nèi)的大部分地區(qū)，并開始向江北發(fā)展[6]。為應(yīng)對(duì)SO2為我們生存環(huán)境帶來的威脅，我國于“十五”規(guī)劃綱要中提出二氧化硫排

3、放總量削減10%的目標(biāo)，“綱要”指出，從2003年起，國家發(fā)改委審批的新建燃煤電廠，如果燃煤含硫達(dá)0.7%以上，就必須安裝煙氣脫硫裝置；已建成的燃煤電廠也必須要逐步安裝煙氣脫硫裝置[4]。由于國家政策的導(dǎo)向與政府的支持，截止到2010年底，我國已有4.6億千瓦燃煤發(fā)電機(jī)組安裝了煙氣脫硫裝置[4]，這樣可以減少SO2排放量約1100萬噸。脫硫石膏是電廠產(chǎn)生的副產(chǎn)品，伴隨著SO2的治理的逐步推行，導(dǎo)致我國脫硫石膏產(chǎn)量的逐年攀升，據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止到“十一五”末全國每年將產(chǎn)生脫硫石5000萬噸（6000萬立方米）以上，幾乎與我國天然石膏產(chǎn)量持平。如此數(shù)量龐大的1萬方數(shù)據(jù)河北

4、工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文脫硫石膏，堆積起來不僅占用土地資源，如果處理不當(dāng)還會(huì)對(duì)環(huán)境造成進(jìn)一步污染，因此，尋找一條脫硫石膏的應(yīng)用途徑勢在必行。近年來，我國多次舉辦研討會(huì)，2009年舉辦的“2009燃煤電廠煙氣脫硫石膏粉煤灰綜合利用技術(shù)交流會(huì)”；昆明舉辦的“2009全國脫硫技術(shù)及脫硫石膏、脫硫灰(渣)處理與利用大會(huì)”；2013年9月朔州舉辦的“2013亞洲粉煤灰及脫硫石膏綜合利用技術(shù)國際交流大會(huì)”等，這些會(huì)議都為脫硫石膏應(yīng)用進(jìn)行了深入探討，也推動(dòng)我國脫硫石膏的應(yīng)用做出了巨大的貢獻(xiàn)。1.1.2脫硫技術(shù)及流程目前的脫硫技術(shù)按脫硫時(shí)間可分為燃燒前脫硫，燃燒中脫硫和燃燒后脫硫[

5、5]，其中燃燒后脫硫又稱煙氣脫硫（FGD），是應(yīng)用最廣泛的脫硫技術(shù)。迄今為止,世界各國研究開發(fā)的FGD技術(shù)估計(jì)超過了200種,目前技術(shù)上成熟、經(jīng)濟(jì)上可行的FGD技術(shù)約有十幾種[7]。煙氣脫硫按吸收劑及脫硫產(chǎn)物在脫硫過程中的干濕狀態(tài)，可分為濕法、干法、半干（半濕）法。我國應(yīng)用最廣泛的石灰石-石膏法煙氣脫硫工藝就是屬于燃燒后濕法脫硫技術(shù)。這種脫硫工藝反應(yīng)速度快、脫硫效率高、設(shè)備簡單。其工藝流程如圖1.1所示：圖1.1濕法脫硫工藝流程圖Fig.1.1Wetdesulfurizationprocessflowdiagram濕法脫硫的基本過程為：煤炭燃燒后的煙氣導(dǎo)入熱交換

6、器降溫除塵，除塵后含有SO2的煙氣導(dǎo)入吸收塔，在吸收塔的洗滌區(qū)內(nèi)與石灰石漿液（CaCO3）反應(yīng)、脫硫并被冷卻，生成半水亞硫酸鈣（CaSO3?1H2O）；與此同時(shí)向吸收塔2內(nèi)吹入強(qiáng)氧化空氣，半水亞硫酸鈣氧化后便生成了二水硫酸鈣（CaSO4?2H2O）；2萬方數(shù)據(jù)河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文經(jīng)過此過程的不斷循環(huán)，便生成了石膏晶體，后期對(duì)石膏晶體進(jìn)行除雜、水洗處理，便得到了高品位的脫硫石膏。其反應(yīng)方程式為：脫硫：CaCO3+SO2+H2O→CaSO3?12H2O+CO2(1.1)氧化：CaSO3?12H2O+O2→CaSO4?2H2O(1.2)1.1.3脫硫石膏的性質(zhì)脫硫

7、石膏與天然石膏的主要化學(xué)成分相似（CaSO4?2H2O），且具有一致的的凝結(jié)時(shí)間及水化動(dòng)力學(xué)特性[15]；而與天然石膏相比，脫硫石膏的品位更高、細(xì)度更好、在相同含水量時(shí)表現(xiàn)出來的力學(xué)性能也更為優(yōu)異[9]。經(jīng)過幾代人的研究，脫硫石膏的物理化學(xué)特性已基本明朗，其特點(diǎn)如下：（1）化學(xué)組成脫硫石膏多為淡黃色，有的在脫硫過程中由于飛灰引入、石灰石中的雜質(zhì)等原因?qū)е乱恍┟摿蚴喑尸F(xiàn)出灰色或灰黑色，也有少數(shù)處理較好的脫硫石膏呈現(xiàn)出白色。脫硫石膏呈粉末狀，粒徑較細(xì)，大部分集中在40μm—110μm之間。其化學(xué)組成如表1.1所示，本數(shù)據(jù)由中國地質(zhì)大學(xué)分析室得出[10]，此處只列出

8、三組數(shù)據(jù)供參考：表1.1