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煙氣脫硫石膏主要成分為二水硫酸鈣（CaSO₄·2H₂O），游離水含量9-20%。脫硫石膏與天然石膏的物化性能基本一致，但也存在密度、白度、雜質(zhì)類型、晶相特征、晶粒粒徑等方面有少許區(qū)別，尤其脫硫石膏粒徑小、比表面積大，造成持水量大，游離水含量往往比天然石膏高1倍以上，并且或多或少還存在二水亞硫酸鈣成分，這就致使脫硫二水石膏生產(chǎn)半水石膏時，不能照搬天然石膏的生產(chǎn)模式。

脫硫二水石膏轉(zhuǎn)化為半水石膏，理論上就是一個脫水過程，但實際生產(chǎn)中并不簡單，要盡可能減少無水硬石膏的生成和二水石膏的殘留，使二水石膏轉(zhuǎn)化為半水石膏的轉(zhuǎn)化率越高越好，以保證石膏的使用性能。按照國標GB/T9776-2008《建筑石膏》的要求，建筑石膏中β型半水硫酸鈣的含量不小于60%，實際上這個含量指標的產(chǎn)品在市場上很難有立錐之地，一般達到75%以上，才能滿足石膏板、石膏砂漿等行業(yè)的需求。

脫硫二水石膏除了含有結(jié)構(gòu)水之外，還含有較高的游離水，晶體熔點沒有確切溫度，結(jié)構(gòu)水在65℃時就開始釋放，速度非常緩慢；達到107℃時，結(jié)構(gòu)水迅速破壞形成游離水，隨著溫度升高，釋放越來越快，到140℃達到峰值。鑒于脫硫二水石膏這種特性以及轉(zhuǎn)化為半水石膏對結(jié)晶水的嚴格控制，選擇合適的脫硫石膏干燥煅燒設備，技術(shù)可行性就有一定講究。

（1）機械炒鍋煅燒

機械炒鍋煅燒是加工二水石膏比較傳統(tǒng)的方法，多年來衍生出各種設備型式，有平底型、凸底型和凹底型，有間歇型和連續(xù)型，攪拌形式也多種多樣，常見的容積一般是15m³左右，最大的25m³左右。機械炒鍋煅燒二水石膏，既有優(yōu)點，也有缺點，所以迄今還有采用這種方法煅燒二水石膏。

優(yōu)點：

①設備構(gòu)造簡單，投資較小；

②生產(chǎn)規(guī)模可大可小，尤其適合小規(guī)模生產(chǎn)，多配置炒鍋可以實現(xiàn)較大規(guī)模生產(chǎn)；

③生產(chǎn)過程人為可調(diào)節(jié)性范圍較大，可以生產(chǎn)多種規(guī)格指標的產(chǎn)品，尤其可以生產(chǎn)特殊指標要求的產(chǎn)品。

④結(jié)晶水釋放不能及時排除時可以使二水石膏自溶，產(chǎn)生少部分α相半水石膏，能夠調(diào)高石膏產(chǎn)品的強度。

缺點：

①單臺設備產(chǎn)能較小，規(guī)模化生產(chǎn)時需要配置許多炒鍋，上料、出料、煙氣除塵和物料集中陳化要實現(xiàn)機械化和自動化就非常復雜，反而會增加投資；

②煅燒方式屬于間接換熱，換熱面積又比較小，造成生產(chǎn)周期很長，熱效率較低，能耗較大；

③石膏的導熱系數(shù)較低，尤其初始和后期，逸出水分較少時，煅燒的熱效率非常低，既增加能耗，煅燒時間又長；

④由于鍋底始終有一層石膏攪拌不到，既影響傳熱，又會過燒，生成可溶性無水石膏甚至不溶性無水石膏的幾率較大，需要較長的陳化時間轉(zhuǎn)化為半水石膏；

⑤粉塵無組織排放和跑冒難以避免，生產(chǎn)環(huán)境較差；

⑥燃料允許使用煤炭，用炒鍋是可以的。而目前我國多數(shù)地方不可能用煤炭做燃料，使用炒鍋煅燒二水石膏的經(jīng)濟可行性就成了問題。

⑦不適合加工游離水分較高的脫硫石膏，因游離水分高，加上結(jié)構(gòu)水的釋放，石膏自溶量太大，形成糊狀，煅燒無法繼續(xù)進行。

（2）沸騰爐煅燒

沸騰爐（床）煅燒方式是為低溫煅燒天然石膏開發(fā)的煅燒模式，尤其可以使用蒸汽和導熱油低溫熱介質(zhì)對二水石膏進行煅燒，具有占地面積小、投資省的優(yōu)點。但對于游離水含量較高的脫硫石膏，效果并不理想，需要增加預干燥裝置，先將大量游離水和結(jié)構(gòu)水去除，增加了石膏的松散性和流動性，再進入沸騰爐繼續(xù)煅燒，這樣就沒什么意義，尤其前置易于干燥自溶糊狀石膏的雙槳葉干燥機，蒸發(fā)負荷大，裝置造價高，而且石膏的磨琢性很強，空心雙槳葉的壽命較短，整體性價比并沒有優(yōu)勢。但如果希望或只能采用蒸汽作為煅燒熱源，那采用二段組合沸騰爐煅燒方式是比較理想的選擇。

（3）回轉(zhuǎn)窯煅燒

回轉(zhuǎn)窯煅燒方式可以實現(xiàn)單套設備的規(guī)模化、集約化生產(chǎn)，成為國內(nèi)外升級換代石膏煅燒的主流工藝模式。回轉(zhuǎn)窯有順流煅燒和逆流煅燒之分，也有高溫煅燒和低溫煅燒之分，還有一步法煅燒和兩段煅燒之分，設備型式和火工制度也是多種多樣，以至于產(chǎn)品的半水石膏含量和脫水能耗也參差不齊，甚至相差懸殊，所以市場上的建筑石膏質(zhì)量差別很大，價格也有明顯區(qū)別。

①一步法高溫煅燒回轉(zhuǎn)窯：煅燒溫度600-850℃，熱效率高，窯型小，投資小，結(jié)晶水和游離水迅速氣化蒸發(fā)，避免二水石膏自溶粘壁。但過燒現(xiàn)象非常嚴重，尤其不溶硬石膏的成分較高，即使有較長的陳化時間，半水石膏的含量很少達到65%，抗壓和抗折強度均不高，主要應用于石膏砂漿行業(yè)。

②一步法低溫煅燒回轉(zhuǎn)窯：煅燒溫度200-300℃，窯型大，熱煙氣流量大，過燒的幾率很小，半水石膏含量高，不需要較長的陳化時間。但二水石膏殘留較高，有較多團粒出現(xiàn)，粉碎量較大。火工操作不當時，會出現(xiàn)粘壁現(xiàn)象。

③ 兩段式高低溫煅燒回轉(zhuǎn)窯：這種窯型試圖避免一步法高溫煅燒窯和一步法低溫煅燒窯的缺點，而結(jié)合兩種窯型的優(yōu)點，采用高溫干燥、低溫煅燒的方式。高溫干燥，可以使表面游離水和分解出的結(jié)晶水迅速蒸發(fā)，避免粘壁結(jié)圈，物料表面水蒸汽壓力較高，物料表面溫度不會太高，過燒現(xiàn)象不會太嚴重。高溫干燥脫除游離水和部分結(jié)晶水的物料再進入低溫煅燒窯，因為結(jié)晶水的的脫除不僅需要溫度，而且很重要的就是需要時間，不會象游離水那樣可以瞬間蒸發(fā)，進入低溫煅燒窯在140-180℃氣氛中進行較長時間的煅燒，盡可能減少無水硬石膏的生成，提高半水石膏含量。

兩段式高低溫煅燒回轉(zhuǎn)窯對產(chǎn)品質(zhì)量提高，優(yōu)勢是明顯的，但對二水石膏的粒度要求是比較嚴苛的，比較適合天然二水石膏礦的煅燒生產(chǎn)，一是入料粒徑不能太小，工藝安排有煅燒前粉碎和煅燒后粉碎，二是粒徑要均勻，否則過燒和欠燒量較大，達不到兩段煅燒的目的。

對于脫硫石膏來說，雖然粒徑均勻，但粒徑細小，在高溫段高強度蒸發(fā)氣氛中，無水硬石膏的生成幾率會很高，所以兩段式高低溫煅燒回轉(zhuǎn)窯并不適合煅燒脫硫二水石膏。

（3）一步法中溫煅燒回轉(zhuǎn)窯

石家莊東昊化工研究院有限公司專業(yè)研制建造各種無機鹽煅燒窯爐，對電廠脫硫石膏的煅燒有著深入的研究并積累了豐富的經(jīng)驗。針對脫硫二水石膏的特點，設計開發(fā)了一種一步法順流中溫煅燒回轉(zhuǎn)窯，經(jīng)過工業(yè)化裝置驗證，能夠減少和避免傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)煅燒窯的一些缺憾，效果比較理想。

一步法中溫煅燒回轉(zhuǎn)窯是利用400-550℃熱煙氣對脫硫二水石膏進行煅燒，窯型大小介于高溫窯和低溫窯之間，通過控制煙氣溫度和流量，以控制物料表面溫度和干燥蒸汽分壓，使物料不至于過燒，也不至于自溶粘壁結(jié)圈，初始濕物料均勻接觸熱煙氣時，石膏顆粒內(nèi)部的水分蒸發(fā)，使石膏顆粒崩解，自行粉化，減小了煅燒后的粉碎量。在窯體中后段的結(jié)晶水蒸發(fā)過程中，有較高濃度但不飽和水蒸汽的存在，能夠穩(wěn)定煅燒氣氛溫度，對物料表面進行保護，控制結(jié)晶水的緩慢釋放，避免出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。通過控制熱煙氣配風來控制爐壓和出料溫度，由于窯體比一般回轉(zhuǎn)窯長度大，石膏脫水更容易控制，二水物殘留較少，在窯中已有適宜的濕度和時間，使石膏具有陳化平衡的效果，半水石膏的轉(zhuǎn)化率達到85%以上，可以生產(chǎn)3.0級的建筑石膏。

?煅燒后的石膏粉采用抽吸式負壓氣力輸送方式，將窯尾出料和除塵器出料集中輸送到高位料倉，既杜絕粉塵外逸，創(chuàng)造良好環(huán)境，還能起到靜置陳化無法比擬的陳化作用。輸送氣體為空氣，根據(jù)物料情況可以適當配入高濕度煅燒尾氣，為可能出現(xiàn)的無水可溶石膏轉(zhuǎn)化為半水石膏創(chuàng)造條件，省卻了常規(guī)煅燒模式要求較長時間陳化的罐儲和轉(zhuǎn)運。

脫硫石膏煅燒后的粒度90%以上小于80目，能夠滿足建筑石膏的要求。裝置配置了安全篩，對可能出現(xiàn)的較大團粒進行剔除，只粉碎這些較大顆粒，避免所有物料經(jīng)過一遍粉碎，節(jié)約投資和能耗。

物料在整個裝置中全封閉運行，沒有外逸粉塵，工作環(huán)境干凈整潔，符合環(huán)保和安全衛(wèi)生要求。裝置采用PLC集中控制，減少用工和勞動強度，節(jié)約人力成本。