引言
     只需在傳統的石膏板制造工藝中加一套烘干、煅燒系統，其他的技術和設備工藝無需更改，即可采用脫硫石膏作為生產原料生產制造紙面石膏板，將脫硫石膏烘干造粒后，也可用于水泥行業做為緩凝劑。與使用天然石膏相比，使用脫硫石膏省去了破碎工藝。脫硫石膏出廠價一般低于天然石膏，對于缺乏天然石膏的地區，購置天然石膏的費用中，運費是無法削減的成本，如果企業采用本地電廠的脫硫石膏，將使生產的原料成本大大降低。鑒于脫硫石膏良好的品質和經濟效益以及利用的可行性，可以預見，脫硫石膏的應用蘊藏著巨大的市場機遇，在不久的將來生產建材制品時，會有大量的脫硫石膏替代天然石膏，那些天然石膏匱乏而脫硫石膏資源豐富的經濟發達地區更會如此。
    因此，把脫硫石膏經過烘干機烘干后，將會有很大的價值提升，而烘干脫硫石膏現在國內比較成熟的辦法就是，利用螺旋干燥機烘干煅燒二步法制備建筑石膏，該工藝具有能耗低、工藝簡單、產品質量穩定、易控制等顯著優點。
一、脫硫石膏資源豐富
    石灰石／石膏濕法工藝是目前應用最廣泛、技術最成熟的煙氣脫硫技術，約占已安裝FGD機組容量的70%。每噸S02能副產脫硫石膏2.7噸，一個30萬KW的燃煤電廠，如果燃煤含硫1%，每年就要排出脫硫石膏3萬噸。煤炭占我國一次能源消耗量的75%，其中火電燃煤又占了1/3，1997年全國工業S02排放為1852萬噸，國內6MW以上的火電排放的S02為600多萬噸。2000年全國火電廠裝機約為22000萬KW，同年在建脫硫機組總容量為1000萬KW。火電廠大規模脫硫的技術條件已經成熟，今后幾年，我國將加快推進這一工程。目前已經建成投產脫硫裝機容量530萬KW，在建脫硫機組總容量為1800萬KW。到2010年末，全國火電廠煙氣脫硫機組總容量約為4500～5000萬KW，以80%采用濕法脫硫，含硫量2%的煤，平均應用基Qdw=20.93Mj/kg (5000Kcal/kg)，年運行5000h（210天），年平均發電煤耗350g/kwh，平均脫硫率90%，則年產生FGD為760～950萬噸。因此副產脫硫石膏的量十分巨大。
二、脫硫石膏國內外利用現狀
    工業發達國家比較好的解決了脫硫石膏運輸、干燥、改性、應用等技術性難題，石膏工業都存在大規模采用脫硫石膏，應用技術也比較成熟。日本是世界上最早大規模應用脫硫裝置的國家，每年排放脫硫石膏近200萬噸。FGD品質高，利用最好，平均達到97.5%以上，1977年利用量達到214.5萬噸，幾乎全部用于生產石膏板，近年還采用粉煤灰和FGD并添加少量石灰作成具有火山灰反應強度的“波造特”濕潤性粉狀材料，作為沙土替代料。德國FGD技術最先進且數量最大，并全部利用，主要在產地建廠生產石膏板，另外用作替代高齡土和方解石生產紙的填料和涂膠料。英國和荷蘭應用脫硫石膏，用于自流平地面和砌塊。美國70年代后發展迅猛，2000年的產量已經達到900萬噸。目前主要和天然石膏一起用于生產石膏板。按照目前的趨勢，預計2010年，全世界的脫硫石膏排放將達到5000多萬噸。脫硫石膏是資源，要珍惜利用。我國現在每年排放的脫硫石膏在50萬噸以上，大多露天棄置或用來鋪路、填溝。堆存等占據大量的土地，對環境造成了二次污染，也浪費了大量優質資源。國內脫硫石膏產生的歷史很短，綜合利用也是剛剛起步，對其應用價值和市場競爭力普遍認識不夠。天然石膏的處理工藝和設備也并不完全適合脫硫石膏，更增加了應用上的難度。導致國內現在還沒有很好的展開應用。脫硫石膏品位高、適合作為建材生產的原料。但需要突破大量應用在工業化生嚴時的若干技術性難題：開發先進適用的技術進行脫硫石膏烘干處理、磨細改性、連續煅燒，有針對性的攻克應用時的過程控制等專有技術。綜合利用也要選準方向和產業，附加值高、先進生產方式的產業才能適合。
三、脫硫石膏應用前景
    以上海地區為例來分析脫硫石膏的應用前景。上海地處工業基礎雄厚的長江三角洲地區，能源需求量大，環保要求高，天然石膏資源匱乏，是推廣脫硫技術和應用脫硫石膏的主要地區。1．建筑、建材行業利用前景分析
    根據上海新一輪環保三年行動計劃，2006～2008年約6508MW燃煤機組脫硫工程全部上馬后，按照1%煤含硫量計算，上海每年將產生約60—70萬t的脫硫石膏。積極利用好這些脫硫石膏，符合循環經濟要求和科學發展觀理念。
    1.1應用于紙面石膏板
    目前上海具有年產2000萬m2能力的紙面石膏板生產線2條，已經開始使用電廠煙氣脫硫石膏進行紙面石膏板的生產，其脫硫石膏主要來自江浙一帶的電廠。由于DSG優良的性價比，擁有2條生產線之一的某公司已著手建立第3條生產線，該條新的生產線建成后，未來上海紙面石膏板的生產能力將由目前近5000萬m2增加到7000萬m2以上。若100%使用脫硫石膏，按8kg（脫硫石膏）/m2（石膏板）經驗用量，上海紙面石膏板行業將來能消納約56萬t左右的脫硫石膏。
    1.2應用于粉刷石膏砂漿
    按上海每年新增2000萬m2住宅面積、每lOOOOm2建筑使用1400m3(合2700t)水泥砂漿、內墻墻面和天花板面占整個建筑需粉刷表面及砌筑所用砂漿量的近70%計算，上海每年建筑內墻需要378萬t抹面砂漿，按石膏與料1：3比例計算，每年可消耗脫硫石膏94.5萬噸。石膏粉刷砂漿的保溫性能對我國推廣節能住宅，特別是高層節能住宅，意義重大。隨著上海建筑砂漿商品化和建筑節能工作的全面推進，粉刷石膏砂漿系列產品作為高品質的新型建材已顯示出廣闊的應用前景。
    例如上海寶鋼集團某公司，根據上海市場特點先期建成了年產4萬t的粉刷石膏生產線，以天然石膏和脫硫石膏為主原料生產粉刷石膏系列產品，廣泛應用于室內粉刷工程。
    1.3應用于水泥行業
    水泥生產是利用脫硫石膏的良好途徑，可以成為煙氣脫硫石膏的較大用戶。上海市現有水泥企業近19家，2005年水泥年產量近1000萬t。水泥生產過程中需摻加產品質量3%～5%的二水石膏作緩凝劑，按平均4%計算，則上海每年可消耗脫硫二水石膏40萬t左右。
四、脫硫石膏副產品資源綜合利用的方向
   如何才能使脫硫石膏實現大量處理應用、獲得較高的增加值？以利用脫硫石膏制紙面石膏板為例，看脫硫石膏副產品資源綜合利用的方向。借鑒國外先進經驗，從目前大工業化生產、可實施性和操作性、經濟性等方面綜合分析：紙面石膏板是蓬勃發展的產業，可以100%的利用脫硫石膏，并適合大工業高標準的自動化流水線生產，運輸半徑可以達到幾千公里，能耗低，技術含量、產值、附加值高。這才是最終解決污染，變廢為寶的切實有效途徑，才是脫硫石膏綜合利用的方向，開發應用和過程控制技術尤顯重要。
    一條年產2000萬m2紙面石膏板生產線，其制成的石膏板可滿足約600萬m2建筑物的吊頂、隔墻需要。開發技術推廣應用脫硫石膏，能交廢為寶，減少環境污染，節約天然石膏資源。利用脫硫石膏為原料生產紙面石膏板，前景廣闊。是國家倡導的利廢環保技術，使廢渣資源得以健康轉化，也為脫硫石膏大量利用開辟了一條有效的途徑。其大量使用符合國家倡導循環經濟、清潔生產和可持續發展的政策。
    而且生產紙面石膏板還具有很大優勢。生產能耗低：紙面石膏板的總標準煤耗（包括用電）不超過1.2kgcefm2，而單粘土磚墻的生產能耗是4～12 kgcdm2，雙面單層石膏板隔墻，其生產能耗也不超過3 kgce/m2，只是粘土磚生產能耗的1/4～1/10左右，相比水泥也僅僅是其能耗的1/3。勞動生產率高；現代化上規模的工廠，人均年產30—50萬m2紙面石膏板（相當于1000萬～1650萬塊粘土磚）。安全文明：紙面石膏板在高度機械化、自動化的流水線上生產，質量有保證，無毒害和危險性的操作，集約化高效生產對克服生態環境污染積極而有效。尤其能夠用100%的脫硫石膏來生產優質、節能、綠色環保、健康的紙面石膏板。
    紙面石膏板是建材行業的綠色環保產品，是適合中國國情和未來發展戰略的產業。利用脫硫石膏組織生產，從產業政策角度，使電廠脫硫石膏得到妥善的處理和有效的綜合利用，能促進脫硫環保工業及其相關產業健康、快速發展。并能節約天然石膏資源，脫硫石膏還可以循環重復使用，綜合利用率達到100%。
    此外，以脫硫石膏為主原料生產粉刷石膏系列產品，廣泛應用于室內粉刷工程，以及在水泥生產是利用脫硫石膏作緩凝劑，作為修筑道路的回填材料，都需要大量用到脫硫石膏，可見，脫硫石膏及副產品利用方向較為廣泛。
    五、螺旋式干燥機是處理脫硫石膏的理想設備
    脫硫石膏( FGD)的處理在我國剛剛起步，在處理方式上也是各式各樣，目前存在的脫硫石膏煅燒方式中主要存在如下三種：
    (1)使用重油為原料的高溫氣流閃燒法，該方法站地面積小、工藝先進、自動化程度高，但根據使用經驗表現出能耗高、成本較高、產量低等缺點，且受目前國內燃油熱工技術水平和資金方面的限制，在產品系列化形成方面存在較大的困難；
    (2)使用燃煤為原料的高溫氣流閃燒法，該工藝具有能耗低、占地小等顯著優點，但同時存在污染石膏、質量難以控制、成品相成分不穩定的先天缺點，目前國內還沒有成功案例；
    (3)利用國內較成熟的烘干煅燒二步法制備建筑石膏，該工藝具有能耗低、工藝簡單、產品質量穩定、易控制等顯著優點。現在烘干煅燒二步法處理脫硫石膏所用較為先進的設備是螺旋干燥機。因為煙氣脫硫石膏的脫水溫度120-160℃左右，脫硫石膏脫水時為脫游離水，其物料溫升速率較慢，排潮量大。由濰坊天潔環保科技有限公司所生產螺旋干燥機，能夠實現溫度可調，可以達到300℃以上，因而完全能夠滿足脫硫石膏脫水時所需溫度。并且脫硫熟石膏粉的強度遠遠超出GB9776-88優等品建筑石膏強度要求。
六、螺旋式干燥機處理脫硫石膏工藝介紹：
（一）基本工藝要求：
1．脫硫石膏含水率：<12%
2．脫硫石膏品位：>92%
3．生產能力：≥9噸/小時b型半水石膏粉。
4．產品質量：按《建筑石膏》國標執行。
5．環保要求：達到國家環保要求。
（二）工藝方案介紹：螺旋式干燥機+沸騰爐
1．工藝簡述
(1)烘干+煅燒
    因為濕法脫硫生成的脫硫石膏經真空皮帶脫水機脫水后含有10%左右的游離水，結合國內脫硫石膏制備建筑石膏粉的成功經驗，采用二水石膏預烘干、沸騰爐煅燒的二步法工藝煅燒建筑石膏粉。具體為：用裝載機將原料從原料堆場送至進料斗，經計量后由皮帶輸送機送入螺旋干燥機干燥機烘干去除游離水，經提升輸送設備送入煅燒沸騰爐煅燒，煅燒完畢后因脫硫石膏晶粒粗、比表面積小等因素，熟粉進入磨機研磨改性并冷卻，最后送入熟粉料倉備用。
    (2)環保
    主要噪音為羅茨風機：羅茨風機進出風口分別加裝消音器，噪音低于60分貝；
    主要粉塵點是：烘干系統的濕蒸汽和煅燒系統的濕蒸汽，采用脈沖袋式除塵器，熟粉倉上部設置庫頂除塵器。
    2．主要設備介紹：
    2.1螺旋干燥機
    主要由帶有夾套的W形殼體和兩根空心軸及傳動裝置組成。軸上排列著數個攪拌葉片，軸端裝有熱介質導入的旋轉接頭。干燥水分所需的熱量由帶有夾套的W形槽的內壁和攪拌葉片壁傳導給物科。物料在干燥過程中，帶有攪拌葉片的空心軸在給物料加熱的同時又對物料進行攪拌，從而進行加熱面的更新。是一種連續傳導加熱干燥機。
    加熱介質為蒸汽，熱水或導熱油。加熱介質通入殼體夾套內和兩根空心軸中，以傳導加熱的方式對物料進行加熱干燥，不同的物料空心軸結構有所不同。螺旋干燥機的設備特點：
    ①設備結構緊湊，裝置占地面積小。由設備結構可知，干燥所需熱量主要是由密集地排列于空心軸上的許多攪拌葉片壁面提供，而夾套壁面的傳熱量只占少部分所以單位體積設備的傳熱面大，可節省設備占地面積，減少基建投資。
    ②熱量利用率高。干燥所需熱量不是靠熱氣體提供，減少了熱氣體帶走的熱損失。由于設備結構緊湊，且輔助裝置少，散熱損失也減少。熱量利用率可達80%～90%。
    ③攪拌葉片具有自凈能力，可提高攪拌葉片傳熱作用。旋轉葉片的傾斜面和顆粒或粉末層的聯合運動所產生的分散力，使附著于加熱斜面上的物料易于自動地清除，使攪拌葉片保持著高效的傳熱功能。另外，由于兩軸攪拌葉片反向旋轉，交替地分段壓縮（在兩軸葉斜面相距最近時）和膨脹（在兩軸面相距離最遠時）斜面上的物料，使傳熱面附近的物料被激烈攪動，提高丁傳熱效果。螺旋干燥機傳熱系數較高，為85-350W/(M2-K)。
    ④氣體用量少，可相應的減少或省去部分輔助設備。由于不需用氣體來加熱，因此極大地減少了干燥過程中氣體用量。采用螺旋式干燥器只需少量氣體用于攜帶蒸發出濕分。氣體用量很少，只須滿足在干燥操作溫度條件下，干燥系統不凝結露水。
    由于氣體用量少，干燥器內氣體流速低，被氣體挾帶出的粉塵少，干燥后系統的氣體粉塵回收方便，可以縮小旋風分離器尺寸，省去或縮小布袋除塵器。氣體加熱器，鼓風機等規模都可縮小，節省設備投資。
    ⑤物料適應性廣，產品干燥均勻。干燥器內設溢流堰，可根據物料性質和干燥條件，調節干燥器內物料滯留量。可使干燥器內物料滯留量達簡體容積的70%-80%，增加物料的停留時間，以適應難干燥物料和高水分物料的干燥要求。此外，還可調節加料速度、軸的轉速和熱載體溫度等，在幾分鐘與幾小時之間任意選定物料停留時間。因此對于易干燥和不易干燥物料均適用。
    ⑥適用于多種干燥操作。前已述及螺旋式干燥可通過多種方法來調節干燥工藝條件，而且它的操作要比流化床干燥、氣流干燥的操作容易控制，所以適用于多種操作。
   2.2炒制沸騰爐
   石膏沸騰煅燒爐的床層狀態屬于鼓泡床，因此將這種爐子形象地稱作“沸騰爐”。沸騰爐煅燒部分為一個立式箱式容器在其底部裝有一個氣體分布板。目的是在停止工作時支撐固體粉料不致漏粉，在工作時使氣流從底部均勻地進入床層。在床層的上界面以上裝有連續進料的投料機。在床層上界面處的爐壁上有溢流孔，用于出料。在床層內裝有大量的加熱管，管內的加熱介質為飽和蒸氣或載熱油，熱量通過管壁傳遞給管外處于流態化的石膏粉，使石膏粉脫水分解。在煅燒部分上部，裝有一個靜電除塵器，氣體離開流化床時帶出來的少量粉塵，由靜電除塵器收集后自動返回流化床，已除塵的尾氣由排風機抽出，排入大氣。正常工作時，從沸騰爐底部鼓入空氣，通過氣體分布板進入流化床。鼓入的空氣不需要很多，稍稍超過臨界氣速，使床層實現流態化即可。此時淹沒在流化床中的加熱管向物料傳遞大量的熱量，使二水石膏粉達到脫水分解的溫度，二水石膏就在流化床中脫去結晶水并變為蒸氣，這些蒸氣與爐底鼓入的空氣混合在一起，通過床層向上運動。由于蒸氣量比鼓入的空氣量多得多，所以整個鼓泡床的流態化主要是靠石膏脫水形成的蒸氣來實現的。由于在流化床中粉料激烈的翻滾、混合，所以在整個流化床中各處的物料溫度和成分幾乎是一致的。連續投入的生石膏粉，一進入床層，幾乎瞬間就與床層中大量熱粉料混合均勻，在熱粉料中迅速脫水分解。為了避免剛加入的生料未完成脫水過程就過早短路排出，設計時在爐子中加了一塊隔板，將流化床分成大小兩部分，兩部分底部是連通的。生石膏粉先進入大的部分，在此脫掉大部分結晶水，然后通過下部的通道進入小的部分，在這里完成最終的脫水過程，再由床層上部自動溢流出爐。
    沸騰爐煅燒的特點：
    ①設備小巧，生產能力大
    ②結構簡單，不易損壞
    ③設備緊湊，占地少
    ④能耗較低
    ⑤操作方便，容易實現自動控制
    ⑥生成產品質量好，熟石膏相組成比較理想，物理性能穩定
    ⑦基建投資省，運行費用低
    綜上所述，為保證生產工藝的成熟、可靠性和產品質量的穩定性，推薦利用螺旋式干燥機+沸騰爐烘干煅燒二步法制備建筑石膏工藝方案。
七、利用螺旋干燥機處理脫硫石膏效益顯著
    國外對脫硫石膏的利用已有成熟的技術，大量應用于建材和建筑。隨著我國對環保的重視，脫硫石膏的大量產生，國外的一些跨國大型石膏板廠家看好我國新型建材的商業機會，加快在全國各地布局設點。國內一些大型建材企業也不甘落后，在沿海和經濟發達地區展開新一輪的石膏板廠投資熱潮，紛紛在大型電廠周邊布點擴能，為沿海電廠、大型電廠的脫硫石膏利用創造了有利條件。由于電廠脫硫剛剛起步，目前的可供數量遠遠低于石膏板廠的需求量。再者，通過利用螺旋式干燥機+沸騰爐處理脫硫石膏制水泥緩凝劑，也有著明顯的投資成本，如果年產10萬噸的水泥凝劑，大約在200萬元。運行成本約需40元，噸，脫硫石膏售價35～50元，噸，合計成本75—90元，噸，以山東省為例，天然石膏的到岸價100元／噸，差價10-25元，噸之間，與直接出售相比，還是有增值空間。
八、結束語：
  隨著對脫硫石膏資源再利用技術的成熟，國內已經開始大量對脫硫石膏煅燒后作為輕質砌塊、石膏板、水泥緩凝劑等建筑材料加以利用，并且已經取得了很好的效益。而且，從國際國內供求狀況看，其價值也在不斷上漲，因其本身就是工業廢棄物，其利潤空間非常有限，處理過程中的主要環節干燥和煅燒，是節能降耗最有潛力的環節，而利用濰坊天潔環保科技有限公司所研制的可調控式螺旋干燥機，通過烘干煅燒法處理脫硫石膏無論從技術上還是從節能降耗、環保要求上，都是較為理想的方案，是完全可行的。