濕法脫硫真空皮帶機脫水效果分析

田 永

（華電國際十里泉發電廠,山東 棗莊 277103）

1 前言

在石灰石-石膏濕法脫硫系統中，石膏漿液的pH值大約為5～6，溫度為40～50℃。石膏漿液中包含的主要成分由石膏、鹽類混合物(MgSO4，CaCl2)、石灰石、CaF2和灰粒組成。石膏脫水系統的主要任務是保證最終產物石膏的含水量和其中的可溶性成分含量符合相應的標準。

2 皮帶脫水機的工作原理

工作原理簡單來說就是進行過濾。把需要分離的液體混合物放在濾布的一側，在壓力作用下，流過濾布達到到另一側，固體留下來，達到液體和固體顆粒分離的目的。

3 石膏含水率的影響因素

影響因素主要是石膏漿液的物理特性、真空皮帶機運行狀況和工藝因素。

3.1 漿液物理特性

石膏漿液的物理特性影響它的脫水性能。多項分析表明，影響石膏脫水的主要特性有：顆粒度的大小、漿液中雜質、漿液內氯離子含量等。

3.1.1 顆粒度的影響

石膏顆粒度的分布主要受整個工藝流程的影響。石膏的結晶受漿液中CaSO4·2H2O的飽和度、漿液的溫度、酸度、攪拌方式等控制。石膏晶體的形狀、大小直接影響到石膏處理系統能否正常地工作。通常希望得到粗柱狀(短棒狀)、結構致密、粒徑分布合理、抗壓強度高的石膏，因為石膏晶體的粒徑越粗大，越有利于石膏漿液中水的脫除，同時越有利于處理系統中的水力旋流器將CaSO4·2H2O和末反應的CaCO3分離開來，提高石膏的品位。

3.1.2 石膏中雜質

雜質來源主要是兩個：煙氣中攜帶的飛灰和石子或石粉的雜質。雜質不能參加脫硫反應，但含量增加會導致石膏脫水性能明顯下降。特別是分散存放的石灰石可能受到存放及貨源條件的限制存在質量問題，若含二氧化硅為主的雜質多，不僅增加真空皮帶濾布負擔，而且加劇了設備磨蝕。

表1 不同雜質含量下的石膏含水率數據

從上表可看出，當雜質增加時，石膏含水率明顯上升，影響了石膏的品質。

圖1 石灰石粉（上）和石膏（下）粉對比

圖1中兩張照片是在相同倍數高倍體視顯微鏡下，石灰石粉（左）和石膏（右）粉末，由照片可以看出細小的石灰石顆粒吸收二氧化硫而形成大顆粒透明水合石膏晶體。石膏晶體純度越高，具有合適的通透性，便于石膏脫水。反之，石膏中含有泥土（二氧化硅）、水泥（二氧化硅） 、沒有發生化學反應的石灰石粉末、氧化反應不完全粘性大的亞硫酸鈣等雜質，由于不能生長成大分子晶體，在真空皮帶濾布吸濾過程中，首先下沉至濾布表面，甚至在濾布縫細中永久殘留。

3.1.3 石膏漿液中氯離子的含量

氯離子主要來源于煙氣內氯化氫及工藝水，氯離子的多少直接影響著石膏的脫水效果。

由數據中看出，氯離子過多時，石膏脫水效果變差。

3.2 皮帶機運行狀況

表2 漿液不同氯離子濃度時的石膏含水率

3.2.1 設備故障致使真空下降

設備故障致使真空下降，造成石膏的含水率上升。主要原因為：濾布破損、真空泵故障、密封水路失控、真空部分泄露、真空箱與皮帶間產生裂縫等。

3.2.2 濾餅的厚度

在漿液量恒定時，皮帶機轉速降低，濾餅的厚度會增加；相反，濾餅厚度降低。經過試驗證明，需要把濾餅厚度調整到20～25mm范圍內，才能得到好的脫水效果。

3.3 工藝因素

石膏的結晶是否控制良好直接影響到晶體的形狀和大小，反應程度則影響石膏成分。影響其脫水性能的工藝因素主要有以下幾點：

3.3.1 煙氣的飛灰含量

飛灰過高會影響石灰石粉的溶解性。進入吸收塔的煙氣，都經過了電除塵的處理，其飛灰顆粒直徑很小。細灰進入漿液內，會包裹在石灰石粉的表面，降低了石灰石粉的溶解，并造成漿液pH值降低，影響石膏結晶的形成，并造成石膏含水率升高。

3.3.2 吸收塔內漿液停留時間

吸收塔內漿液停留的時間，影響著石膏的結晶效果，漿液停留時間太短會造成石膏的顆粒很細小，致使濾餅比較細密而不易脫水，石膏的含水率會增大。

3.3.3 氧化風流量

氧化風流量過低會造成氧化過程不充分，漿液中含有過多的半水硫酸鈣，對石膏質量會產生較大的影響。

3.3.4 吸收塔內漿液攪拌效果

攪拌器工作不正?；驍嚢栊Ч缓脮r，會出現片狀和針狀的石膏晶體，影響到石膏脫水效果。

4 結語

在石灰石-石膏濕法脫硫的系統中，皮帶脫水機主要作用是濃縮石膏的漿液，產生石膏。經過對不同的皮帶脫水機大量調查表明：石膏含水率主要影響因素為石膏漿液的物理特性、真空皮帶機運行狀況和工藝因素；石膏結晶的粒徑越大、漿液氯離子越少、煙氣中飛灰量越低，便越利于提高石膏的脫水性能，提高石膏產品的質量；在實際生產過程中，需要綜合考慮以上眾多因素，為獲得更好的石膏品質，可從下面幾個方面著手運行調整：（1）提高電除塵器的除塵效果，使進入吸收塔內的煙氣飛灰含量盡可能降低； （2）確保足夠的漿液停留時間；（3）確保系統內提供的氧化風量足夠，保證氧化效果；（4）加強攪拌器的維護和保養，確保有良好的攪拌效果和攪拌強度；（5）嚴格控制漿液的pH值在規程規定的合理范圍內，減少氯離子含量；（6）保證濾餅厚度在合理范圍內運行。

[1]《石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統設計》北京國電龍源環保工程有限公司.