濕法脫硫中石膏含水率高的分析與處理

陳多

(廣州恒運(yùn)熱電(D)廠，廣東 廣州 510730)

根據(jù)國家環(huán)保政策要求廣州恒運(yùn)熱電(D)廠8#、9#燃煤機(jī)組煙氣脫硫改造成采用石灰石－石膏濕法煙氣脫硫工藝，一爐一塔，單臺(tái)鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量為1075t/h。在設(shè)計(jì)煤種、鍋爐最大工況(BMCR)、處理100%煙氣量條件下脫硫裝置脫硫率保證值不低于98.7%，凈煙氣中SO2含量≤50mg/Nm3。該工藝的副產(chǎn)物是石膏，達(dá)到合格品質(zhì)的脫硫石膏具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，然而該套裝置自投產(chǎn)以來，多次出現(xiàn)石膏含水率過高問題。對(duì)此做了深入分析并采取了針對(duì)性的措施且取得了一定效果。

1 工藝流程

濕法脫硫是采用石灰石漿液作為吸收劑與煙氣中的SO2經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)后生成副產(chǎn)物石膏(CaSO4﹒2H2O)。吸收塔內(nèi)石膏漿液通過石膏排出泵送至石膏漿液旋流器進(jìn)行一級(jí)脫水(脫去50%水)，真空皮帶脫水機(jī)進(jìn)行二級(jí)脫水，脫水后的產(chǎn)物為含水量小于10%的石膏，經(jīng)真空皮帶脫水機(jī)脫水后送至石膏倉。石膏的品質(zhì)好的話，還能夠再次銷售，從而為企業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造新的效益。

2 影響石膏含水率的因素

從石膏脫水的工藝流程可以看出，影響石膏含水率的因素主要是：石膏漿液自身的物理特性和脫水設(shè)備的脫水效果。

2.1 石膏漿液自身的物理特性

石膏漿液自身的物理特性直接決定了脫水性能的好壞。經(jīng)過多年運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，影響脫水效果的物理特性主要是：石膏結(jié)晶體徑粒的大小、石膏漿液中所含雜質(zhì)的多少和石膏漿液中氯離子的含量。

2.1.1 石膏結(jié)晶體徑粒

石膏漿液中晶體粒徑的大小主要體現(xiàn)在吸收塔內(nèi)石膏漿液密度的高低，其與漿液密度成正比關(guān)系。吸收塔漿液密度、漿液pH值、氧化空氣量以及漿液的循環(huán)倍率是控制石膏晶體粒徑的關(guān)鍵因素。石膏晶體在脫硫塔中停留的時(shí)間越短，生成的石膏晶體顆粒細(xì)小，停留時(shí)間越長，石膏才能完整結(jié)晶。

2.1.2 石膏漿液中所含雜質(zhì)

石膏漿液中的雜質(zhì)主要來源兩個(gè)方面：一是煤燃燒后煙氣中的灰飛，二是外購石灰石中含有的雜質(zhì)。漿液中的這些雜質(zhì)是不參加任何反應(yīng)的，通常都是通過廢水系統(tǒng)排出。由表1廣州恒運(yùn)熱電(D)廠四個(gè)不同日期化驗(yàn)石膏和吸收塔漿液的數(shù)據(jù)可知：當(dāng)吸收塔內(nèi)雜質(zhì)含量增加時(shí)，石膏的脫水性能顯著下降。

表1 不同雜質(zhì)下的石膏含水率

2.1.3 石膏漿液中氯離子的含量

石膏漿液中的氯離子多少是石膏含水量的重要因素。石膏漿液中氯離子主要來源于煙氣中的HCL和工藝水。工藝水中氯離子的含量相對(duì)較少，因此氯離子主要來源于煙氣中的HCL。煙氣進(jìn)入吸收塔內(nèi)后，HCL溶于石膏漿液中，帶來了大量的氯離子。

2.2 脫水設(shè)備

石膏脫水系統(tǒng)進(jìn)行一級(jí)脫水石膏旋流器，二級(jí)脫水真空皮帶機(jī)，才生成含水量小于10%的石膏。

2.2.1 石膏旋流器

石膏旋流器是通過離心沉降原理將濃和稀的漿液分離，進(jìn)行石膏漿液的預(yù)脫水。影響石膏旋流器旋流效果主要因素有三點(diǎn)：一是石膏旋流器的入口壓力;二是旋流子運(yùn)行個(gè)數(shù);三是旋流器是否堵塞。因此，將石膏旋流器入口壓力控制在最佳的位置0.15MPa左右，石膏出完后，石膏旋流器需沖洗干凈，一旦發(fā)現(xiàn)石膏旋流器有堵塞現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)叫檢修來處理，以保證石膏旋流的正常運(yùn)行，為后面二級(jí)脫水真空皮帶機(jī)提供良好的基礎(chǔ)。

2.2.2 真空皮帶脫水機(jī)

真空皮帶脫水機(jī)是一種水平式過濾裝置，皮帶表明覆有濾布。濾布由多孔皮帶支撐，皮帶中部退水孔下固定一個(gè)真空槽盒，真空槽盒兩側(cè)與主傳動(dòng)皮帶之間有兩條磨損皮帶作為真空密封，下部與真空密封水管相連。真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在主傳動(dòng)皮帶中間退水孔處產(chǎn)生負(fù)壓。石膏漿液在分配器的作用下，均勻分散在濾布的表面;石膏漿液中的水分在大氣壓力的作用下，透過濾布纖維孔流入真空槽。脫水后的石膏從頭部卸出。根據(jù)真空皮帶脫水機(jī)的構(gòu)造和工作原理，下面就引起真空皮帶脫水機(jī)含水量超標(biāo)的影響因素分析，并針對(duì)真空皮帶機(jī)常見問題提出相應(yīng)的措施。

(1)濾餅厚度：濾餅厚度主要是通過皮帶機(jī)的轉(zhuǎn)速來控制的。在石膏漿液成分、粒度分布及皮帶機(jī)真空度一定的情況下。石膏濾餅厚度顯著影響其脫水效果。在給料量恒定的情況下，皮帶機(jī)的轉(zhuǎn)速降低濾餅厚度增加，皮帶機(jī)的轉(zhuǎn)速提高濾餅厚度降低。要獲得最好的脫水效果，即得到最低的含水率，應(yīng)將濾餅厚度控制在某一范圍內(nèi)，一般將濾餅厚度控制在20～25mm，可以獲得比較好的脫水效果。

(2)真空度：真空皮帶脫水機(jī)的真空度過高或是過低都會(huì)影響到石膏脫水性能，真空度過低則脫水過程中對(duì)石膏水分的吸力不足，導(dǎo)致石膏產(chǎn)品的含水率升高;真空度過高則說明濾布或皮帶脫水孔可能存在堵塞，同樣對(duì)脫水性能有很大影響。以廣州恒運(yùn)熱電(D)廠為例，一般將氣液分離罐的真空度維持在－50～－70度之間。

(3)濾布堵塞：濾布堵塞后直接影響脫水效果，使石膏含水率增加。濾布通流孔徑一般為20～30μm，石膏漿液中殘留石灰石、CaSO3晶體、粉煤灰等小顆粒物易堵塞濾布。造成濾布堵塞的主要原因包括：石膏漿液中石灰石含量超標(biāo)、粉煤灰等雜質(zhì)含量增大、濾布沖洗水量不足或噴嘴堵塞等。

(4)濾布跑偏：濾布跑偏是真空皮帶機(jī)運(yùn)行中的常見問題之一。真空皮帶機(jī)都設(shè)有濾布跑偏報(bào)警裝置，并配有自動(dòng)糾偏裝置。一般情況下，調(diào)整好的糾偏裝置能夠保證濾布自動(dòng)糾偏。但是濾布在空轉(zhuǎn)、加水空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)和帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)均需調(diào)整傳感器的位置和角度。如果在空轉(zhuǎn)或加水空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)調(diào)整糾偏裝置，就會(huì)在帶負(fù)荷時(shí)發(fā)生濾布跑偏現(xiàn)象，此時(shí)只需再對(duì)糾偏裝置進(jìn)行調(diào)整即可。

(5)皮帶跑偏：皮帶跑偏是真空皮帶機(jī)運(yùn)行中是最難解決且常見問題之一。皮帶跑偏一般是由皮帶驅(qū)動(dòng)輥和皮帶張緊輥的問題引起的。引起皮帶跑偏的因素很多，還有可能是皮帶對(duì)接有問題，主要有斜接和喇叭口兩種情況。這是皮帶跑偏里面最嚴(yán)重的一種情況，只有更換新的皮帶才能解決問題。

3 結(jié)論

根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合以上分析，本文認(rèn)為應(yīng)從以下方面調(diào)整最佳運(yùn)行參數(shù)：①提高石灰石粉的品質(zhì)和吸收塔石膏漿液的品質(zhì)，對(duì)石灰石粉，石膏漿液，脫水后的石膏定期進(jìn)行化學(xué)檢驗(yàn)分析，出現(xiàn)異常情況及時(shí)處理，并對(duì)設(shè)備或運(yùn)行方式進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。②保證電除塵和布袋除塵能正常運(yùn)行，減少隨煙氣進(jìn)入吸收塔內(nèi)的飛灰含量。③加強(qiáng)脫硫廢水的排放。降低石膏漿液中氯離子和飛灰等雜質(zhì)的含量。④加強(qiáng)對(duì)石膏旋流器、真空皮帶脫水機(jī)等脫水設(shè)備的運(yùn)行檢查和消缺，保證一二級(jí)脫水系統(tǒng)都能正常運(yùn)行。總之，只有從運(yùn)行調(diào)整和設(shè)備維護(hù)兩方面同時(shí)調(diào)整才能取得良好的脫水效果，獲得高品質(zhì)的石膏。

［1］聶鵬飛，等.600MW機(jī)組濕法脫硫石膏脫水效果影響因素分析［J］.業(yè)界實(shí)務(wù)，2011，208：117－119.

［2］曹成彬.脫硫真空皮帶脫水系統(tǒng)常見問題分析［J］.電力安全技術(shù)，2010，12(9)：61－62.