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责编:苏笑 电话: (010)67101255 传真: (010)67119475 星期一 2014/01/27
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本报地址:北京市东城区广渠门内大街16号 邮编:100062 电话:67194786(总编室) 67113790(广告部) 发行部:67113791 广告经营许可证:京崇工商广字第0029号 年价:390元 月价:32.50元 零售:每份1.50元 人民日报印刷厂印
一夫公司战略转型通过 4 年的实践已取得了丰硕的成效,2012 年 11 月 18日,由国家工信部授予的全国唯一一家
“ 中 国 工 业 副 产 石 膏 研 究 与 应 用 示 范基地”,落户江苏省一夫科技股份有限公司。一夫公司和南京工业大学合作的“ 利 用 电 厂 脱 硫 石 膏 制 备 氧 化 钙 用于电厂循环脱硫”项目被国家发改委认定为循环经济重点项目并 获 资 助。环保部“国家环境 保 护 工 业 副 产 石 膏 资源 化 利 用 工 程 技 术 中 心 ”处 最 后批复阶段。
唐绍林介绍说,在发展循环经济方面一夫公司已取得 的 研 发 成 果 还 有 :工 业 副 产 石 膏 制 备 α 高 强 石 膏 技 术 、工 业 副 产 石 膏 制 备 β 石 膏 技 术 、复 合石 膏 砌 块 技 术 、工 业 副 产 石 膏 制 备 石膏晶须技术、石膏材料耐水性技术、石膏 材 料 高 性 能 外 加 剂 、快 速 锻 烧 工 艺技术及装备、工业副产石膏分解技术及装备等。
依托这些科研成果,一夫公司建成了五条工业副产石膏综合利用生产线。其中一条是 2011 年建成的利用脱硫石膏制备年产 1 万吨α高强石膏、5000 吨石膏晶须生产线。唐绍林告诉记者,利用工业副产石膏制高强石膏是一种变废为宝的固废资源化途径。由于高强石膏生长条件难以控制,一夫公司开发的生产 工 艺 采 用“ 动 态 水 热 法 ”,将 粉 状 二水石膏浆体置于装有搅拌器的蒸压釜内,通过一定时间的加压蒸煮,在浆体中 掺 入 微 量 晶 形 改 良 剂 ,脱 水 后 又 可得到纯度高、晶形发育完全、性能优越的高强石膏。这种方法虽然较其工艺复 杂 ,但使用该方法得到的 a 型半水石膏产品强度等级较高,一般干抗压强度可 以 达 到 50MPa 以 上 ,部 分 甚 至 超 过90MPa。
此 外 ,一 夫 公 司 生 产 的 石 膏 晶 须产 品 性 能 非 常 优 异 ,与 其 它 短 纤 维 相比 ,石 膏 晶 须 具 有 耐 高 温(耐热性超过石棉,在 1100 ℃下加热 2h仅失重 0.75 %,
而同样条件下,石棉失重 13.77%)、耐酸 碱 性 、抗 化 学 腐 蚀性、韧性好、电绝 缘 性 好 、强 度 高 、易 进 行 表 面 处理 以 及 和 橡 胶 、塑 料 等 聚 合 物 的亲 和 性 能 强 等 优 点 ,被 列 为国家级重 点 新 产 品 。 据 唐 绍 林 介 绍 ,目前 ,一 夫 公 司 对 石 膏 晶 须 在 无 机 保温 材 料 、纸 面 石 膏 板 、替 代 石 棉 制造 摩 擦 材 料 、造 纸 等 方 面 的 应 用 正在进行研究,并已经 取 得 了 较 好 的效 果。
针对目前国内石膏煅烧技术的现状,一夫公司还开发出由循环流化床复合型导热油炉、石膏预干燥系统、精准煅烧设备构成的年产 10 万吨石膏煅烧生产线。与原有生产线比较,这条生产线具备产量大、热效率高、不过烧也不欠烧、产品性能稳定、成本低等特点。
公司还有一条是年产 30 万吨粉刷石膏干混砂浆生产线,这条生产线以脱硫石膏煅 烧 的 建 筑 石 膏 粉 为 原料 ,生 产 粉 刷 石 膏和商品砂浆,在建筑领域中得到广泛的应用,也为工业副产石膏的加工利用开辟了良好的途径。唐 绍 林 说 ,依 托 这 些 技 术 生 产的产品“石膏商品砂浆”、“脱硫石膏粉 料 ”、“ 氧 化 钙 ”、“ 石 膏 晶须”等都是公司多项专利产业化的部分成果。
其中,α高强石膏和石膏晶须不可燃建筑保温材料被列为国家级重点新产品;SGF 粉刷石膏干拌砂浆被列为国家级重点新产品及江苏省建设科技成果推广项目;SGF 粉刷石膏干拌砂浆、脱硫石膏制备α型高强石膏分别荣获南京市科技进步奖;“利用电厂脱硫石膏粉末冶金法制备高强石膏关键技术研究及产业化”分别获江苏省和南京市科技进步奖;“石膏基粉刷材料”发明专利被南京市人民政府评为南京市优秀专利。公司目前已签订并设计的工业副产石膏综合利用项目合计价值 2.52亿元。
开拓副产石膏综合利用之路江苏一夫科技股份有限公司让废弃石膏变“富矿”
□ 本报记者郭薇
工 业副产石膏是化学工业或其他工业生产中产生的以硫酸钙为主要成分的工业废料,又称为化学石膏、合成石膏。其主要来源于磷化工生产所排放的磷石膏、烟气脱硫产生的脱硫石膏、生产柠檬酸时产生的柠檬酸石膏、制取氟化氢时产生的氟石膏、生产芒硝的芒硝石膏等。堆放这些废料不仅占用大量土地,而且污染环境和地下水资源。
据国家统计局数据显示,1990年~2011年20年间,我国磷肥产量年均增长14%。制造磷肥的过程中会产生以二水硫酸钙为主要成分,含有少量未分解的磷矿粉,未洗涤干净的磷酸、磷酸铁等杂质的副产品,被业内俗称为磷石膏。磷石膏除含有未分解完全的磷矿、氟化物等多种杂质,这些杂质在磷石膏的堆放过程中会污染渣场的土壤表层,进而破坏植被及生态环境,并引起地表和地下水的污染。
此外,用于生产磷酸的磷矿石含有天然的高浓缩的放射性杂质(即放射性核),在生产工艺的末端排放出来,使磷石膏带有放 射 性 ,长 期 堆 存对人体健康产生极大的危害。据测算 ,每 生 产 1 吨 磷 肥 就 会 产 生 4.8~5吨 磷 石 膏 。 据中国磷肥工业协会数据显示,2012 年,我国磷石膏的产生量在 7000 万吨左右,其利用量为 1700多万吨,综合利用率仅为 24.3%,剩余磷石膏都以堆存形式存在,其累计堆存量超过了 2.5 亿吨。随着磷肥产量的连年攀高,磷石膏已然成为自然资源和社会环境不能承受之重。
我国燃煤电厂发电量约占总发电量的 80%,今后相当长时期内以煤电为主的格局难以改变。据中国电力企业联合会统计数据显示,2012 年,中 国 发 电 装 机 总 量 超 过 11.44 亿 千瓦,其中,火电装机量和发电量分别占 全 国 总 装 机 量 和 发 电 量 的71.55% 、78.6% ,居 世 界 第 一 。 根 据国 务 院 2013 年 1 月 发 布 的《能 源 发展“ 十 二 五 ”规 划》,到 2015 年 全 国电 力 总 装 机容量将达到 14.9 亿千瓦左右,其中,火电装机容量占总装机容量比重约 67.8%。
2011年,电煤消耗量增至 19.87亿吨,比2000年增加3倍,电煤占全国煤炭供应比例提高至 53.88%,比 2000 年增加 10 个百分点。我国向大气排放的二氧化硫的 90%、氮氧化物的 70%来自燃煤,因此,控制燃煤污染物排放是我国大气污染控制的主要任务,火电厂更是大气污染控制的重中之重。截至 2012 年底,累计已投运火电厂烟气脱硫机组总容量约 6.8 亿千瓦,占全国现役燃煤机组容量的90%。
在火电厂烟气脱硫技术中,石灰石-石膏湿法以其稳定、高效等优点成为世界上最成熟、应用最广泛的脱
硫工艺,占整个脱硫工艺的 92%,但这种工艺会产生大量副产物——脱硫石膏。据国家发改委 2013 年 4 月发布的《中国资源综合利用 2012 年度报告》,2011 年,我国脱硫石膏产生 6770 万吨,其综合利用率为 69%,预计到 2015 年,煤电机组基本上全部配套脱硫装置,脱硫石膏年产量届时将达到 8000 万吨以上,其堆存量将超过亿吨。
脱硫石膏含有重金属、酸性氧化物、有机污染物等化学物质,石膏粉末被风带入空气中形成悬浮微粒,经雨水冲刷流入农田、渗入土壤,污染地表水和地下水,会严重损害接触者的健康。脱硫石膏如果得不到充分合理的利用,不仅要占用大量的土地堆放,对地下水资源造成污染,成为转换了形态的污染源再次污染环境,陷入治污又生污的恶性循环。
由于我国这种较单一的脱硫方式决定了石灰石原料 消 耗 量 巨 大 ,据 国 家发 改 委 预 测 ,“ 到 2020 年 我 国 重 要 金属和非金属矿产资源可供储量的保障程 度 大 幅 度 下 降 ,可采年限石灰石为30 年”。因此,脱硫石膏资源的循 环 利用 已 成 为 冶 金 、电 力 等 燃 煤 行 业 乃 至环 境 保 护 事 业 可 持 续 发 展 亟 待 解 决的 问 题 。
在其他工业副产石膏方面,柠檬酸石膏是生产柠檬 酸 过 程 中 产 生 的 一 种工 业废渣,主要成分为二水硫酸钙,每生产 1 吨柠檬酸可产生 2.5 吨含水分柠檬酸石膏渣(折合干料 1.5 吨)。目前,我国柠檬酸年产能占世界的 70%左右,年产量占世界的 65%左右,是全球最大的柠檬酸生产国。目前,柠檬酸石膏大部分处于堆放状态,这是由于柠檬酸石膏含有的自由水分高、含有一定量的残余酸和有机物,综合利用困难,此外,残余酸随着气温的上升,堆场会散发出酸腐气息,或产生扬尘,影响大气环境;堆场渗沥出的废水,对地下水造成污染。
氟石膏是用硫酸酸解萤石制取氟化氢所得的以无 水 硫 酸 钙 为 主 的 废 渣 ,每 生 产 1 吨 氟 化 氢 约 产 生 氟 石 膏 3.6吨左右,我国氟石膏年产生量达 50 多万 吨 ,其 大 部 分 作 为 一 种 固 体 废 弃 物堆存。新排出的氟石膏常伴有未反应的 萤 石 和 硫 酸 ,其 中 氟 及 硫 酸 的 含 量较 高 ,都 超 过 危 险 废 物 鉴 别 标 准 所 规定 的 限 值 ,属 腐 蚀 性 强 的 有 害 固 体 废弃物,既对环境造成了较大的污染,又浪费能源和资源。
我国其他钛石膏、芒硝石膏、铬石膏等 工 业 副 产 石 膏 的 年 产 生 量 约 200 万吨,资源综合利用比例都很低。
开展工业副产石膏综合利用是解决工业副产石膏堆存造成的环境污染和安全隐患的治本之策。加强工业副产石膏资源综合利用,实现资源的高效利用和循环使用,对减少环境污染,节约天然石膏资源,保护生态平衡,转变我国石膏产业的经济增长方式具有愈来愈重要的意义。
工业副产石膏带来的环境问题
走科技之路让废弃石膏变“富矿”
记者近日在采访中了解到,江苏一夫科技股份有限公司在工业副产石膏的综合利用上取得了可喜的成就。这是一家长期致力于环保、节能、新材料研
发及制造的企业,记者看到,江苏一夫科技股份有限公司拥有含“α高强石膏”、“石膏晶须”、“石膏商品砂浆”、“亚硫酸钙中试”以及“年产 10 万吨的脱硫石膏煅烧
开拓以科技研发为核心的“实验室经济模式”
唐绍林说,作为一家专注于大宗工业固体废弃物资源再生利用领域研发和应用的高新技术企业,一夫公司以工业副产石膏的深加工见长。这些工业副产石膏给生态环境及经济的可持续发展带来了巨大的压力。
根 据 工 信 部 制 定 的《大 宗 工 业 固体 废 物 综 合 利 用“ 十 二 五 ”规 划》,到2015 年 ,全 国 工 业 副 产 石 膏 的 综 合 利用 率 要 由 目 前 的 40%提 升 至 65%。 唐绍 林 说 ,仅 以 磷 石 膏 的 资 源 综 合 利 用情 况 看 就 不 容 乐 观。据中国磷肥工业协会数据显示,2006~2011 年,我国累积生产高浓度磷复肥 6659 万吨,相应的磷石膏产生量已超 过 3 亿 吨 ,其 中 ,堆存 量 超 过 了 2.5 亿 吨 ,截 止 到 2011 年 ,磷石膏的资源综合利用率仅为 20%。
规划要求,到 2015 年底,磷石膏的综合利用率要由 20%提高到 40%。但由于磷矿资源不同,导致磷石膏含有不同的杂质,品质差异较大。因此,石膏制品企业更愿意使用品质稳定的天然石膏。同时,由于当前我国天然石膏开采成本
(包括资源成本和开采成本)较低,也不利于工业副产石膏替代天然石膏。缺乏先进的在线质量控制技术、低成本预处理技术及大规模、高附加值利用关键共性技术,也制约了工业副产石膏综合利用产业发展。
为了攻克工业副产石膏综合利用
领域的一道道难关,2009 年年底,一夫公 司 决 定 用 3~5 年 时 间 ,从 传 统 建 材产品的产、销、研经营模式逐步向以消化 利 用 工 业 固 体 废 料(工 业 副 产 石 膏为 主)为 对 象 ,以 科 技 研 发 为 核 心 ,以服务外包为主体的“实验室经济模式”转变。将公司的产业发展方向确定为——环保、节能、新材料。把科技研发当作商品,以对相关材料的分析研究、热 能 工 程 和 动 力 学 为 研 发 基 点 ,以 小试 、中 试 、设 计 、标 准 制 定 等 为 运 营 主体,将与之相配套的机械制造,工程安装 等 业 务 外 包 到 相 应 的 加 工 制 造 单位 ,进 而 在 全 国 各 主 要 副 产 石 膏 产 出区域带动新型建材、机械加工、锅炉热工 、自 动 化 控 制 、工 业 安 装 等 众 多 产业,不但为相关企业解决环保问题,创造 一 定 的 经 济 效 益 ,而 且 还 将 为 拉 动地方产业经济发展做出一定的贡献。
“ 实 验 室 经 济 模 式 的 核 心 就 是 创新 。”唐 绍 林 说 ,包 括 从 理 念 到 技 术 再到 赢 利 模 式 ,都 没 有 现 成 的 经 验 。 变废 弃 物 为 可 循 环 利 用 的 资 源 ,特 别 是通 过 搭 建 国 家 级 平 台 ,抢 占 行 业 制 高点、争得话语权。对于一夫公司而言,不仅要创新工艺,更要打破学科界限,整 合 热 能 工 程 、化 工 、工 艺 开 发 、工 业设计、材料等学科专业知识,构建一个独 特 的 创 新 体 系 。 唐 绍 林 清 楚 ,一 夫公司的转型填补的是国内空白。所有
工业副产石膏综合利用结硕果
方 式 、技 术 、成 果 ,都 是 实 现 企 业 转 型发 展 的 关键。一夫公司的目标是真正实现科研与市场无缝对接,让科技真正走向产业化,为 促 进 市 场 发 展 和 生 产力提高服务。
但是,在当下不乏功利色彩的大环境中,一夫公司的创新转型异常艰辛。
“我们追求 以 原 创 为 动 力 促 进 企 业 转型 。 既 然 是 原 创 ,短 期 内 就 很 难 有 效益 。”唐 绍 林 说 ,这 与 一 些 管 理 部 门 的初衷不相吻合,他们希望“今天播种明天 丰 收 ”,创 新 成 果 要 快、要 大、要 好 ,还要巧。由于转型不能“速成”,像一夫公司这样致力于创新转型的小微企业很难获得政策真正的关爱以及金融信贷部门的长期有效支持。
但是,他坚信“创新是企业的活力源 泉 ,也 是 企 业 的 生 命 。”唐 绍 林 认为 ,创 新 能 力 的 强 弱 与 企 业 的 大 小 并不 一 定 呈 正 比 关 系 。 相 反 ,小 微 企 业往 往 是 一 个 地 区 、一 个 产 业 最 为 活 跃
的创新因素。一夫公司始终朝着自己的目标方向创新前行。他告诉记者,最近几年,公司研发投入都保持在销售收入的 10%以上。
转型之路虽然艰辛,但实践证明这是一条企业生存发展之路。江苏省烟气脱硫废 弃 物资源利用工程研究中心于几年前落户在一夫公司;2010年,一夫公司又和中科院南京分院出资组建“江苏省中科一夫再生资源有限公司”,整合并消化利用中科院旗下众多研究所的相关科研成果,成为全国工业固体废弃物循环利用的首批研发平台;一夫公司还先后和东南大学、南京工业大学合作成立新材料研究中心 ;与清华大学、中科院南京分院、南京工业大学等科研院校建立实质性的长期战略合作关系。极大的提高了研发中心科研人员的技术水平和科研能力,使研发工作进入更深入、更广阔、可持续的研究领域。
高强石膏及石膏晶须生产线
生产建筑石膏粉”等 5 条生产线。其中建筑石膏粉煅烧生产出的石膏粉,性能远高于天然石膏粉,完全可以替代天然石膏粉用于石膏板、石膏砌块的生产,产品已作为原料大规模用作于石膏制品企业,在提高品质的同时,还因价格低、免税政策等为企业带来可观的经济效益。
一夫公司在各类副产石膏粉料研制的基础上,进一步开发粉刷石膏建材、石膏晶须、耐磨材料、陶瓷模具用石膏粉等诸多产品,为工业副产石膏的综合利用提供更广阔的途径。他们还自行研制了粉刷石膏商品砂浆、α高强石膏、塑料及沥青充填材料等系列产品,每年可消化利用大量的工业副产石膏。到 2012 年,一夫公司用自己研发的各类循环处理设备每年处理工业副产石膏量达 20 万吨,既转化了相关企业的副产石膏废料,又降低了石膏产品生产企业的成本。
在采访中,一夫公司董事长唐绍林向记者重点介绍了他们在总结国内外技术的基础上,研发出了一种脱硫石膏高温煅烧分解制取氧化钙并副产硫酸的新型工艺。这项新技术通过对脱硫石膏的综合循环利用,即解决了生产过程中产生的废渣——脱硫石膏的堆存、占地、污染问题,又能生产出二氧化硫与氧化钙,氧化钙替代原有碳酸钙脱硫,可大大提高电厂原有脱硫效率,同时实现脱硫剂循环利用;二氧化硫可用于制备硫酸,这一项目还可以副产蒸汽,作为项目新的经济增长点。该项目在脱硫前期大量减少对碳酸钙石粉的使用量,由于用回收的氧化钙作为脱硫剂进行脱硫,不但脱
硫效果显著增强,而且还大幅度减少了二氧化碳排放,在脱硫后期还有效降低电耗并有大量的硫酸(或硫氨)出售,进而使脱硫企业在脱硫的前、中、后期都具有降低脱硫成本的空间,经济及社会效益显著。
这一技术合理利用了资源,是集经济效益、社会效益、环保效益于一体的好项目。
在生产现场记者看到,这项新工艺主要由研磨配料与烘干系统、煅烧分解系统、冷却与破碎系统、余热锅炉系统、窑炉气净化系统,自动化控制系统等组成。由于采用了多项新工艺和新设备,工艺更加成熟可靠、技术先进、能耗低、投资省、自动化水平高。可以综合利用磷石膏、脱硫石膏和盐石膏等以硫酸钙为主要成分的工业废渣,不仅消除堆放占地和环境污染,而且开辟了新的硫资源,缓解硫酸、氧化钙供应不足的局面,节省巨额的硫铁矿和石灰石矿的开采和运输费用,有效保护了自然生态环境。
唐绍林告诉记者,目前这套设备的规模为年产氧化钙 3.25 万吨,二氧化硫3.2558 万吨。这个项目的产品是以氧化钙、二氧化硫为主,二氧化硫将通过增压风机及管道输送到附近硫酸厂制备硫酸。这套设备根据需要还可以衍生出氢氧化钙、轻质碳酸钙和重质碳酸钙等产品,以满足市场的不同需求。根据科学测算,这项国际先进的技术一旦产业化,可以在全国的火电厂、磷肥厂等广泛应用,年回收二氧化硫 600 万吨以上,取代300 万吨年硫磺进口量,约占目前年进口量的 30%以上。
一夫公司厂区