干法半干法烟气脱硫副产物中含有大量亚硫酸钙（CaSO3）难以利用，排放占用土地污染环境。为解决这一现状，辽宁冶金设计研究院有限公司利用两段回转富氧外加热氧化技术及装置，把脱硫灰中CaSO3氧化成CaSO4，广泛用于建材生产、建筑装修等领域，解决了干法半干法脱硫副产物不能利用和污染环境的难题，实现了干法半干法脱硫灰综合利用技术的突破。这一技术的推广应用对环境保护、节能减排，将起到积极作用，经济效益和社会效益显著。
一、技术研发背景
我国烟气脱硫主要采用湿法、干法和半干法工艺。其中干法半干法相比湿法脱硫工艺投资少、占地面积小、节水节能，没有废水废酸污染，因此深受中小电厂、冶金烧结、供暖供热、化工建材等行业欢迎。目前，烟气脱硫广泛采用的循环流化床法（CFB）、旋转喷雾干燥吸收法（SDA）、炉内喷钙尾部增湿活化法（LIFAC），高性能烧结废气净化法（MEROS）、新型一体化脱硫法（NID ）等都属于干法半干法脱硫工艺。
干法半干法脱硫工艺虽然优点很多，但缺点是脱硫副产物（脱硫灰）难以利用，原因是其中含有大量的亚硫酸（CaSO3），其特性是：
1、水化反应慢，不能很快凝结硬化，造成水泥或建材生产缓凝；
2、稳定性差，遇水会慢慢膨胀，破坏混凝土或建筑材料强度；
3、遇高温SO2会重新释放，造成二次污染。
由于以上原因，干法半干法脱硫灰不能直接填加到混凝土中或用于生产水泥、砌块、板材等建筑材料，其它领域更无法利用。我国电力和冶金行业有1000多条燃煤机组及烧结机、球团机采用干法半干法脱硫，化工建材、供暖供热等中小企业采用的更多。这种脱硫工艺一边脱硫一边产生新的污染，形成恶性循环。全国每年排放脱硫灰约2000万吨，目前只能用于回填或露天堆放,不仅占用大量土地，而且对环境和水源造成严重污染。
要实现脱硫灰的综合利用必须首先把其中的CaSO3转化成可利用的物质。大量试验证明，CaSO3在适合的温度、时间、氧含量条件下，可以迅速转化为CaSO4。采用什么工艺和设备进行转化？国内外科研机构进行了大量研究和探索。主要采取两种方法：一是低温催化，把高锰酸钾、乙酸、锰铁合金渣、硫铁矿渣、硫酸等作为催化剂与脱硫灰混合堆放，在常温条件下促使脱硫灰氧化。这种方法氧化时间长，生产效率低，占地面积大，有扬尘污染，不能连续生产。第二种方法是高温氧化，把脱硫灰放入沸腾炉、炒锅、浴锅、密闭容器等设备进行加温。这种方法同样产量低、效率低、能耗高，不适合工业化生产。此前，国内外脱硫灰氧化技术仍然处于理论研究和实验室试验阶段，还没有找到能耗低、成本低、适合工业化生产的技术和装备。因此，研发和突破脱硫灰氧化技术和设备，尽快改变脱硫灰难以利用现状，对于治理污染、保护环境非常重要和紧迫。
二、研发进展及技术水平
辽宁冶金设计研究院有限公司是福鞍控股全资子公司，全国资源综合利用科技工作先进单位，专注电厂、冶金、化工、建材行业烟气脱硫脱硝工程和粉煤灰、脱硫灰等工业固废治理，并负责鞍钢每年30万吨粉煤灰和20万吨脱硫灰综合利用任务。公司有较强的技术力量和研发能力，与中科院、北京建筑设计院、东北大学、济南大学、沈阳航空航天大学等建立广泛联系，与澳大利亚纽斯卡尔大学联合成立粉煤灰、脱硫灰综合利用试验基地。
公司从2010年开始进行干法、半干法脱硫灰中亚硫酸钙转化和综合利用的技术研发。先后进行了脱硫灰氧化机理、氧化工艺、氧化设备、应用技术和产业化的研究探索，投巨资建设了循环硫化床试验炉、电加热回转氧化试验炉、外加热回转氧化窑，先后完成了实验室试验、中间试验、成品应用试验、产业化示范。历经4年多不懈努力，终于研发成功了“干法半干法脱硫灰两段回转富氧外加热氧化工艺及装置”、“利用发电锅炉或烧结机烟气在线氧化脱硫灰的工艺”两项技术， 把CaSO3氧化成CaSO4，使脱硫灰转化为脱硫石膏。同时设计了一套生产成本低、适合工业化生产的脱硫灰氧化装备，创造性地解决了干法半干法脱硫灰无法利用难题。实现了干法半干法脱硫灰资源化综合利用技术的创新和突破，被授予两项国家发明专利和一项实用新型发明专利。本发明技术特点是：
1、采用两段回转富氧外加热工艺，通过调整回转窑转速、外加热炉火焰和注氧量，稳定控制温度、时间、氧含量，满足脱硫灰氧化条件，实现了工业化生产和脱硫灰氧化工艺、设备的创新；
2、利用发电锅炉或烧结机烟气在线加热氧化脱硫灰，CaCO3直接氧化成CaSO4，干法半干法烟气脱硫排出的不再是废弃物，而是可以利用的宝贵资源。
3、煤、电、气及各种工业副产煤气、高温烟气等均可作为热源，特别是直接利用电厂和烧结厂高温烟气在线氧化，降低了能耗和成本。
4、脱硫灰变石膏，替代天然石膏用于建材、建筑、装修等领域，为脱硫灰市场应用开辟了新途径
5、由于工艺、设备、能源、工业化生产、市场应用等技术瓶颈的突破，加之污染治理补贴和税收优惠政策扶持，氧化成本高、效益低的难题得到了解决
三、产业化及市场应用前景
目前，研发成果已转入产业化，利用研发的干法半干法脱硫灰氧化石膏技术，2015年1月开始建设30万吨/年脱硫副产物资源化综合利用项目，用于处理鞍钢电厂和烧结厂排放的脱硫灰，建设内容包括脱硫灰氧化生产线5条。2016年初，第一条工业化示范生产线建成投产，经过近1年的生产运行，证明技术先进、设备可靠、能耗低、效益好。另外两条生产线正在建设中，热源采用鞍钢冶金副产焦炉煤气和高炉煤气。
干法半干法脱硫灰氧化后称为脱硫灰氧化石膏，理化性能与天然石膏接近，能代替天然石膏和其他化学石膏生产各种制品，并且节能、质轻、防火、凝结硬化快、装饰效果好，应用领域非常广泛：
1、应用于建材领域，生产水泥、石膏砌块、加气混凝土、空心条板、石膏板、石膏隔音板等；
2、应用于建筑工程，替代部分水泥用于浇筑发泡混凝土，干粉砂浆、砌筑砂浆、抹灰砂浆、灌浆砂浆、地坪砂浆等；
3、还可以应用于建筑装修，粉刷石膏、抹灰石膏、自流平石膏、嵌缝石膏、石膏黏接剂等；
利用本技术生产的脱硫灰氧化石膏已开始大量应用。水泥厂代替天然石膏及其他化学石膏作为缓凝剂生产水泥，各项指标都达到或超过国家标准；其他建材企业也开始应用于发泡混凝土、加气混凝土、干粉砂浆、建筑砌块、建筑板材等建材产品生产，效果也非常理想。
我国目前有1000多条燃煤机组及150多台烧结机、球团机采用干法半干法脱硫，化工、建材、供暖供热采用的更多。这些企业每年排放2000多万吨脱硫灰都没办法利用，环保压力极大，急需找到合适的技术和装备对污染进行治理。本技术科技含量高、市场容量大，技术转移和推广应用经济和社会效益明显：
1、废物变宝，有利于改变因无法利用而四处堆放、占用土地、污染环境的状况；
2、脱硫灰变石膏，替代天然石膏用于建材、建筑、装修等领域，有利于减少天然石膏采掘，保护环境和不可再生的自然资源；
3、解决干法半干法脱硫灰利用难题，有利于具有很多优势的干法半干法脱硫工艺的完善和发展；
4、形成新的环保产业，创造就业，增加新的经济增长点。
本技术不仅对热源适应性强，煤、电、气及各种工业副产煤气、高温烟气等均可作为热源，而且氧化能耗低、生产成本低。能耗以热值8500kcal/Nm3的天然气为例，氧化1吨脱硫灰耗天然气10m3左右，耗电12kw/时左右，人工费每班操作工人3名，其他材料消耗和管理费用不多。
本技术投资少，适合中小企业。以5T/H脱硫灰氧化生产线为例需要的基本条件是：厂房：300㎡（35D X 10W X7H），场地500㎡；热源：50m³/小时（热值8500kcal/Nm3）天然气或相当热值的煤、电、煤气、工业副产煤气、750°C以上高温烟气。
经过较长时间试生产和产品应用试验，脱硫灰氧化石膏技术设备已基本成熟，并得到国内外相关行业的广泛关注。公司准备加快科技成果转化步伐，积极对外推广脱硫灰氧化石膏技术设备，为采用干法半干法烟气脱硫技术的企业提供服务，为保护环境、发展绿色环保产业做出积极贡献。