（新疆天富能源股份有限公司，石河子市，832000） 黃 超

隨著國家環(huán)保政策日益嚴(yán)格和執(zhí)行，燃煤電廠的煙氣脫硫設(shè)施都投入運(yùn)行，產(chǎn)生的副產(chǎn)物——脫硫石膏數(shù)量龐大，用于建材的很有限，其綜合利用的途徑需要開發(fā)，一座兩臺330MW機(jī)組的燃煤電廠在設(shè)計條件下年產(chǎn)出脫硫石膏約7萬噸，石河子地區(qū)采用濕法脫硫的燃煤電廠容量總計3300MW，除40%的石膏用于天業(yè)水泥生產(chǎn)外，其余的石膏需要尋找出路，清華大學(xué)幾年前就在吉林省、內(nèi)蒙、寧夏等地區(qū)進(jìn)行脫硫石膏改良鹽堿地試驗應(yīng)用，取得一定的效果，結(jié)合石河子地區(qū)的條件，開展電廠脫硫石膏改良鹽堿地田間試驗，將會找到一條循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路，實現(xiàn)工農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的良性互補(bǔ)。

1 研究意義

1.1 脫硫原理

電廠煙氣脫硫的工作原理是：脫硫劑（石灰石或氫氧化鈣溶液）在氧化空氣和脫硫塔足夠大的接觸表面積作用下與煙氣中的SO2反應(yīng)，最終形成石膏——二水硫酸鈣晶體(CaSO4·2H2O)。經(jīng)過脫硫的凈煙氣通過煙囪外排，其SO2含量小于100mg/Nm3；完成二氧化硫吸收、亞硫酸鈣氧化的漿液經(jīng)石膏排出泵進(jìn)入石膏漿液旋流站濃縮，再通過真空帶濾機(jī)脫水，形成固體含量90%左右的成品石膏。

1.2 石膏成份

石膏中主要成份為鈣、硅、鈉、鉀、鎂等元素，也存在一些有害重金屬，植物需要的金屬離子含量很高，而有危害的重金屬離子含量遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T23349-2009）。

石河子地區(qū)燃煤電廠集中，容量大，發(fā)電副產(chǎn)物綜合利用的矛盾特別突出，天業(yè)電廠四臺330MW機(jī)組的濕法脫硫石膏應(yīng)用于自身的水泥產(chǎn)業(yè)，其他電廠產(chǎn)生的新的脫硫石膏在建材行業(yè)的利用受到限制，必須尋找新的途徑。兵團(tuán)八師擁有耕地280多萬畝，其中部分地塊鹽堿化嚴(yán)重，影響到作物的生長，需要壓堿、排堿等，脫硫石膏的主要成分是硫酸鈣及少量亞硫酸鈣，性質(zhì)與天然石膏相似，并含有豐富的硫(S)、鈣(Ca)、硅(Si)等植物必需或有益的礦物營養(yǎng)，因而在鹽堿土壤改良上有很好的前景。脫硫石膏中的鈣離子和土壤中游離的碳酸氫鈉、碳酸鈉作用，生成硫酸氫鈉和硫酸鈉，可以降低土壤堿性，消除碳酸鹽對作物的毒害，同時鈣離子可替代土壤膠體上的鈉離子，補(bǔ)充活性鈣，增強(qiáng)土壤的抗堿能力。脫硫石膏的分子式是CaSO4·2H2O，以鈣為主，內(nèi)水約18%，外水約10%，平均粒徑在40μm左右，不粘連、不揚(yáng)塵，運(yùn)輸、堆放和拋撒過程都較方便。

2 石膏改良鹽堿原理

2.1 脫硫石膏改良堿化土壤的原理

石膏中的硫酸鈣不斷溶解，產(chǎn)生鈣離子代換土壤膠體上的鈉離子，從而降低土壤的堿化度值、pH值，增加土壤透水性。脫硫石膏改良堿化土壤技術(shù)適用于土壤pH＞9.0、堿化度＞15%、總堿度＞0.3cmol/kg的鹽堿土。在我國，脫硫石膏的土地化利用主要體現(xiàn)在對堿性土壤的改良，采用脫硫石膏改良堿地的研究引起了研究人員的廣泛關(guān)注。試驗結(jié)果表明，適量添加脫硫石膏不但能顯著降低堿化土壤的堿化度，而且還可以增加向日葵的出苗率和產(chǎn)量。清華大學(xué)教授所帶領(lǐng)的團(tuán)隊在國際上率先利用脫硫石膏對我國大面積基本不長任何作物的堿化土壤進(jìn)行規(guī)模化、連續(xù)性改良。在內(nèi)蒙古托克托縣，他們以玉米為種植作物進(jìn)行堿化土壤脫硫石膏改良試驗示范工作，通過近三年的試驗研究，煙氣脫硫石膏完全可以用于堿性土壤的改良，且改良效果非常明顯，土壤的各項理化指標(biāo)均有改進(jìn)；針對燃煤煙氣脫硫石膏改良堿化土壤是否影響土壤重金屬環(huán)境關(guān)系到土壤安全問題，在寧夏自治區(qū)利用這些脫硫石膏改良堿化土壤并種植油葵，并連續(xù)五年監(jiān)測土壤中的重金屬含量。結(jié)果表明，脫硫石膏中的Hg、Pb、Cr、Cd等重金屬元素含量低于我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求及試驗田土壤背景值，施用脫硫石膏不會引起土壤重金屬元素總量變化。利用脫硫石膏改良堿化土壤不影響重金屬的含量。

土壤中鹽堿度高一般是其中Na2CO3等成份造成的，特別是游離態(tài)的Na+離子危害最大，石膏改良鹽堿地的原理是石膏中的鈣離子與鈉離子發(fā)生置換反應(yīng)，鈉離子從土壤膠體進(jìn)入土壤溶液，隨灌溉水進(jìn)入地下水或排走，從而降低了土壤堿性，改良不利于種植的土地。

方程式如下

2.2 脫硫石膏中的鈣和硫元素均為植物生長所需元素，有助于提高作物產(chǎn)量，同時脫硫石膏顆粒度只有數(shù)十微米，水份以結(jié)晶體的形式存在，具有改變土壤結(jié)構(gòu)的功能，使土壤透氣性、保水性更好，土質(zhì)更疏松。

2.3 石膏施用方法

由于電廠脫硫石膏長年連續(xù)生產(chǎn)而農(nóng)業(yè)翻地季節(jié)性很強(qiáng)，一般發(fā)生在每年春、秋季，解決方法是平時由電廠將脫硫石膏拉運(yùn)至田間地頭堆放，由于石膏內(nèi)外水含量在30%左右，較長時間的存放不會揚(yáng)塵，據(jù)實驗冬季8小時內(nèi)也不會上凍，不影響嚴(yán)冬季節(jié)運(yùn)輸。播撒時用機(jī)械將石膏均勻拋撒，按照地塊鹽堿度的不同施用300～1 500kg，一般在春秋兩季翻地前施用，隨即深翻入土壤中，與土壤中的鈉離子等結(jié)合、置換。

3 主要目標(biāo)

（1）脫硫石膏改良鹽堿地，疏松土壤，增強(qiáng)保水性，提高肥效，農(nóng)作物增產(chǎn)。按每畝改良土壤平均需要1噸石膏計算，每年的石膏產(chǎn)量可改良20萬畝。石膏在土壤中完成反應(yīng)需要3～5年，通過輪流施肥完全可以消納每年新產(chǎn)生的石膏。

（2）解決電廠脫硫石膏的利用途徑，化害為利，減少填埋等方式對土地的占用。通過對電廠脫硫石膏中重金屬含量檢測與分析，確保汞、鉻等重金屬含量不會對土壤造成污染。

（3）針對不同類型鹽堿地，系統(tǒng)研究脫硫石膏的施用時間、施用量及施用方法，確立不同類型鹽堿地施用脫硫石膏的技術(shù)模式和標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)程。通過科學(xué)的農(nóng)田試驗、檢測，摸索出一套石膏改良鹽堿地的完整方法，按照實驗產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，合理準(zhǔn)確的向土壤施用脫硫石膏，確保播撒均勻，平衡作用。

4 結(jié)束語

綜上所述，電廠脫硫石膏應(yīng)用于改良鹽堿地的研究具有十分重要的意義，它既能解決燃煤電廠生產(chǎn)的脫硫石膏出路，也可解決新疆本地土壤鹽堿化的難題，改善農(nóng)作物生長條件，使工業(yè)與農(nóng)業(yè)有機(jī)地結(jié)合在一起。

[1]脫硫石膏農(nóng)業(yè)利用研究進(jìn)展與展望.耿春女等《環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備》2006年12月第十二期

[2]燃煤煙氣脫硫石膏在新疆鹽堿土壤改良中的應(yīng)用研究.李彥等（清華大學(xué)）《生態(tài)環(huán)境學(xué)報》2010,19（7）

[3]DB64.寧夏回族自治區(qū)地方標(biāo)準(zhǔn).脫硫石膏改良堿化土壤（旱作）施用技術(shù)規(guī)程.2010年