淺談濕法煙氣脫硫及D G型石膏真空脫水技術(shù)

丁琨

（大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團(tuán)股份有限公司淮北虎山項(xiàng)目部，安徽淮北235000）

1 引言

環(huán)境保護(hù)和電力生產(chǎn)對(duì)于我國的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展都具有重要意義。其中火力發(fā)電是現(xiàn)階段我國最主要的發(fā)電形式。電廠煙氣污染問題成為了降低人們居住生活質(zhì)量的關(guān)鍵因素，做好其環(huán)境保護(hù)措施是保障環(huán)保效益的必要措施。石灰石-石膏濕法是從源頭上控制二氧化硫排放量的一種脫硫技術(shù)，它具有經(jīng)濟(jì)效益高、脫硫效果好、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)[1]。

2 脫硫石膏影響因素與參數(shù)控制

2.1 石灰石品質(zhì)

作為脫硫吸收劑原料，石灰石不僅與石膏漿液的品質(zhì)有聯(lián)系，也影響著脫硫效率。在實(shí)踐中，由于白云石比方解石碳酸鈣的溶解速率低三到十倍，所以當(dāng)工業(yè)生產(chǎn)要求提高石灰石利用率或石灰石的碳酸鈣含量小于百分之八十五時(shí)，人們就不能忽視白云石等雜質(zhì)對(duì)于石灰石溶解的影響。同時(shí)，由于碳酸鎂中鎂離子的存在可以促進(jìn)氟-鋁鈍化膜形成，進(jìn)而降低石灰石的溶解速率，從而降低脫硫效率，所以控制碳酸鎂含量也是保障石灰石品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。

2.2 石膏漿液的固體含量

在實(shí)踐中，漿液密度與塔內(nèi)石膏飽和度成正比，人們通過分析石膏漿液的密度就可以了解吸收塔內(nèi)石膏的飽和度。漿液密度過低會(huì)導(dǎo)致碳酸鈣含量增多。如果把石膏漿液從吸收塔排出，那么碳酸鈣含量就會(huì)增加。這樣不僅會(huì)降低石膏品質(zhì)也會(huì)造成資源浪費(fèi)。另一方面，如果漿液密度過高，導(dǎo)致硫酸鈣含量增多，那么二氧化硫的吸收與碳酸鈣溶解的效率就會(huì)貶低，進(jìn)而影響脫硫效果。需要注意的是，石膏脫水中容易導(dǎo)致石灰石粒徑堵塞濾布，影響石膏品質(zhì)。綜合而言，為保證脫硫石膏質(zhì)量，人們需要將硫酸鈣、碳酸鈣等固體含量控制在百分之十五至十八之間。

3 石膏脫水的物理系統(tǒng)

3.1 設(shè)備運(yùn)行條件與選材

石膏脫水設(shè)備的選材主要從氯離子濃度和pH值兩方面來考慮。在pH值較低的環(huán)境下，石膏脫水系統(tǒng)很容易受到腐蝕然后發(fā)生斷裂。同時(shí)，石膏漿液與濾液水中氯離子百萬分比濃度通常可以達(dá)到一萬到兩萬，這對(duì)設(shè)備的性能有很大的影響。研究發(fā)現(xiàn)，用聚氨酯材料做成的旋流器具有更高的耐腐蝕性。DG型石膏真空脫水機(jī)的管道選用PP或FRP材質(zhì)，真空罐采用碳鋼襯膠，框架采用船舶級(jí)防腐材料。這樣一來，DG型石膏真空脫水機(jī)的耐腐蝕性就有所提升。

3.2 常用的石膏脫水系統(tǒng)

3.2.1 水力旋流器脫水系統(tǒng)

在脫水系統(tǒng)中，漿液從吸收塔排出，被送至水力旋流分離裝置，濃縮至百分之四十到百分之五十含固量，然后經(jīng)真空皮帶過濾裝置脫水。石膏旋流器的穩(wěn)定性也是影響石膏品質(zhì)的重要因素。石膏旋流器是根據(jù)石膏漿液所遵循的粒徑、密度原理來實(shí)現(xiàn)其功能的。利用離心力，水力旋流器脫水系統(tǒng)分離出石膏漿液的大小顆粒，將其分為固體含量不同的溢流液與底流液。固體含量高的底流液直接進(jìn)入二級(jí)脫水系統(tǒng)。除了濃縮漿液作用，旋流器還能夠提高石灰石利用率。由于石膏結(jié)晶粒度大于石灰石飛灰，所以石灰石和飛灰容易摻雜在溢流稀漿中，摻雜的石灰石返回吸收塔，這樣就降低了石灰石和飛灰在底流濃漿中的含量，發(fā)揮了保障石膏質(zhì)量的功能。

影響水流旋流器運(yùn)行的因素主要包括旋流器入口壓力、沉沙嘴尺寸。一般情況下，人們會(huì)適當(dāng)增加水流旋流器入口壓力，以減少石膏中的雜質(zhì)，保障脫水效果。另外，增加旋流子的投運(yùn)量有利于增加石膏的產(chǎn)出速率。旋流器沉沙嘴的尺寸需要在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，過大或過小都會(huì)降低旋流器底流顆粒尺寸，不利于脫水功能的實(shí)現(xiàn)。需要注意的是，人們需要定期維修旋流器，檢查其沉沙嘴磨損情況。此外，人們也需要采取措施控制旋流器入口漿液壓力，壓力下降或穩(wěn)定性下降都會(huì)降低分離品質(zhì)。漿液泵葉輪磨損、管道部分堵塞、摻雜氧化空氣氣泡等諸多因素都會(huì)導(dǎo)致旋流器入口漿液壓力發(fā)生變化。雖然就理論層面而言，旋流器進(jìn)口壓力與分離效果成正性關(guān)系，但是在實(shí)踐中，旋流器入口漿液壓力過高會(huì)增加旋流器的負(fù)擔(dān)，增加磨損程度，減少其使用壽命，因此，相關(guān)部門需要對(duì)旋流器入口漿液壓力給予綜合考慮。同時(shí)，相關(guān)人員應(yīng)定期測定底流和溢流漿液的濃度，以保證分離效果的穩(wěn)定性。在工業(yè)實(shí)踐中，提升水力旋流器的運(yùn)行效率大約能夠提高石膏百分之一的純度。

3.2.2 DG型石膏真空脫水系統(tǒng)

在旋流器中，濃縮石膏漿液經(jīng)過初級(jí)脫水后，就進(jìn)入到DG型真空脫水機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行第二級(jí)脫水。百分之四十至百分之五十含水率的濃縮石膏漿液，經(jīng)過兩級(jí)脫水后，其含水率降低到百分之十以內(nèi)。在實(shí)踐中，DG型石膏真空脫水系統(tǒng)是決定石膏質(zhì)量的關(guān)鍵。具體而言，漿液經(jīng)過初級(jí)脫水后，進(jìn)入DG型石膏真空脫水機(jī)的石膏漿液給進(jìn)器，驅(qū)動(dòng)輥拖動(dòng)濾布，然后真空泵把漿液中的水分抽吸出來，水分經(jīng)真空管道匯入濾盤底部，石膏的固體部分則被留在濾布上，直接輸送到石膏倉庫。

DG型脫水機(jī)整個(gè)操作過程采用PLC可編程序控制。濾布驅(qū)動(dòng)裝置采用變頻電機(jī)。DG型脫水機(jī)上的環(huán)狀濾布經(jīng)濾布?jí)狠伨o貼在過濾盤的多孔濾板上，過濾盤出口真空總管及真空排液器與抽真空系統(tǒng)相連。石膏懸浮液由布料器連續(xù)、均勻地分布在專用濾布上面，在真空負(fù)壓作用下石膏濾液通過濾餅、過濾介質(zhì)和多孔過濾板匯集到真空總管，然后經(jīng)真空排液器分離后排出。固態(tài)顆粒被截留在濾布上形成濾餅，從而實(shí)現(xiàn)了固液二相的分離。濾布上濾餅在濾布驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下依次經(jīng)過濾區(qū)、洗滌區(qū)、抽干區(qū)，經(jīng)過脫水機(jī)尾部的卸料輥轉(zhuǎn)向，絕大部分濾餅被排出到石膏倉庫。濾布經(jīng)過卸料刮刀輥時(shí)，再由刮刀裝置將殘留在濾布上的濾餅卸入卸料倉。

DG型脫水機(jī)在過濾及濾餅洗滌操作時(shí)濾布處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)濾盤與真空系統(tǒng)相通。在卸料操作時(shí)濾盤與真空系統(tǒng)斷開，濾布驅(qū)動(dòng)裝置和濾布洗滌裝置啟動(dòng)，此時(shí)濾布洗滌水閥打開，將濾布向前移動(dòng)一個(gè)行程，同時(shí)進(jìn)行濾布的清洗及再生。如此循環(huán)不斷操作，依次完成過濾、洗滌、抽干及卸料的過程[2]。DG型脫水機(jī)完全可以免維護(hù)運(yùn)行，將檢修工作人員的工作強(qiáng)度大幅度降低，使設(shè)備用起來更加高效，配件更換起來更加方便和快捷。實(shí)踐證明，石膏濾餅厚度也是決定石膏脫水效果的關(guān)鍵因素。石膏濾餅越薄，脫水越容易，含水率越低。需要注意的是，石膏濾餅不能過薄，否則濾餅就會(huì)出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致漿液分布不均，變相增加石膏含水率。研究發(fā)現(xiàn)，合適的石膏濾餅厚度是二十五到三十五毫米[3]。使用DG型石膏真空脫水機(jī)系統(tǒng)可以讓脫硫系統(tǒng)更加穩(wěn)定，推進(jìn)脫水機(jī)免維護(hù)運(yùn)行也是中船天恒環(huán)保多年技術(shù)的累積，更是提升運(yùn)行穩(wěn)定的基礎(chǔ)，我們始終要堅(jiān)信科技改變一切，思維承兌未來。

4 結(jié)語

工業(yè)化的加快促使人們開始重視起人與環(huán)境的協(xié)調(diào)相處。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和工業(yè)技術(shù)水平的日益提高，石灰石-石膏濕法技術(shù)水平也在不斷提高，該技術(shù)能夠從源頭上控制二氧化硫的排放，具有很高的環(huán)境保護(hù)效益。其副產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)石膏也具有較高的市場價(jià)值，能夠保障企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。