淺談濕法煙氣脫硫及DG型石膏真空脫水技術

丁琨

【摘 要】論文研究了脫硫石膏質(zhì)量影響因素與煙氣脫硫反應參數(shù)控制范圍，分析了石灰石-石膏煙氣脫硫反應中的石灰石品質(zhì)、石膏漿液固體含量、石膏漿液pH值合理范圍、吸收塔氧化空間與停留時間、煙氣入口煙塵濃度等各參數(shù)的理想值，探討了水力旋流器脫水系統(tǒng)與DG型石膏真空脫水機系統(tǒng)這兩種常用的物理脫水系統(tǒng)的技術特點及在石膏脫水中的應用。

【Abstract】This article researches the factors affecting the quality of FGD gypsum and the control range of FGD reaction parameters， analyzes the quality of limestone， the solid content of gypsum slurry， the reasonable range of pH value of gypsum slurry， absorption tower oxidation space and residence time and the ideal value of smoke concentration and other parameters in the FGD reaction of limestone and gypsum， discusses the technical characteristics of two commonly used physical dehydration systems， namely， the hydrocyclone dewatering system and the DG type gypsum vacuum dewatering system， and their application in gypsum dewatering.

【關鍵詞】石灰石-石膏濕法脫硫技術；石膏脫水系統(tǒng)；旋流器；DG型石膏真空脫水機

【Keywords】limestone-gypsum wet desulphurization technology； gypsum dewatering system； cyclone； DG gypsum type vacuum dewatering machine

【中圖分類號】TM621.8 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2018）02-0160-02

1 引言

環(huán)境保護和電力生產(chǎn)對于我國的經(jīng)濟社會發(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)量的關鍵因素，做好其環(huán)境保護措施是保障環(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，它具有經(jīng)濟效益高、脫硫效果好、應用范圍廣等特點[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，人們就不能忽視白云石等雜質(zhì)對于石灰石溶解的影響。同時，由于碳酸鎂中鎂離子的存在可以促進氟-鋁鈍化膜形成，進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。漿液密度過低會導致碳酸鈣含量增多。如果把石膏漿液從吸收塔排出，那么碳酸鈣含量就會增加。這樣不僅會降低石膏品質(zhì)也會造成資源浪費。另一方面，如果漿液密度過高，導致硫酸鈣含量增多，那么二氧化硫的吸收與碳酸鈣溶解的效率就會貶低，進而影響脫硫效果。需要注意的是，石膏脫水中容易導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 設備運行條件與選材

石膏脫水設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，石膏漿液與濾液水中氯離子百萬分比濃度通常可以達到一萬到兩萬，這對設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，框架采用船舶級防腐材料。這樣一來，DG型石膏真空脫水機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入二級脫水系統(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，人們會適當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?shù)姆秶鷥?nèi)，過大或過小都會降低旋流器底流顆粒尺寸，不利于脫水功能的實現(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導致旋流器入口漿液壓力發(fā)生變化。雖然就理論層面而言，旋流器進口壓力與分離效果成正性關系，但是在實踐中，旋流器入口漿液壓力過高會增加旋流器的負擔，增加磨損程度，減少其使用壽命，因此，相關部門需要對旋流器入口漿液壓力給予綜合考慮。同時，相關人員應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)實踐中，提升水力旋流器的運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)過初級脫水后，就進入到DG型真空脫水機系統(tǒng)進行第二級脫水。百分之四十至百分之五十含水率的濃縮石膏漿液，經(jīng)過兩級脫水后，其含水率降低到百分之十以內(nèi)。在實踐中，DG型石膏真空脫水系統(tǒng)是決定石膏質(zhì)量的關鍵。具體而言，漿液經(jīng)過初級脫水后，進入DG型石膏真空脫水機的石膏漿液給進器，驅(qū)動輥拖動濾布，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型脫水機整個操作過程采用PLC可編程序控制。濾布驅(qū)動裝置采用變頻電機。DG型脫水機上的環(huán)狀濾布經(jīng)濾布壓輥緊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，從而實現(xiàn)了固液二相的分離。濾布上濾餅在濾布驅(qū)動裝置的帶動下依次經(jīng)過濾區(qū)、洗滌區(qū)、抽干區(qū)，經(jīng)過脫水機尾部的卸料輥轉(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，再由刮刀裝置將殘留在濾布上的濾餅卸入卸料倉。

DG型脫水機在過濾及濾餅洗滌操作時濾布處于靜止狀態(tài)，此時濾盤與真空系統(tǒng)相通。在卸料操作時濾盤與真空系統(tǒng)斷開，濾布驅(qū)動裝置和濾布洗滌裝置啟動，此時濾布洗滌水閥打開，將濾布向前移動一個行程，同時進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型脫水機完全可以免維護運行，將檢修工作人員的工作強度大幅度降低，使設備用起來更加高效，配件更換起來更加方便和快捷。實踐證明，石膏濾餅厚度也是決定石膏脫水效果的關鍵因素。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，否則濾餅就會出現(xiàn)裂縫，導致漿液分布不均，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型石膏真空脫水機系統(tǒng)可以讓脫硫系統(tǒng)更加穩(wěn)定，推進脫水機免維護運行也是中船天恒環(huán)保多年技術的累積，更是提升運行穩(wěn)定的基礎，我們始終要堅信科技改變一切，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。隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展和工業(yè)技術水平的日益提高，石灰石-石膏濕法技術水平也在不斷提高，該技術能夠從源頭上控制二氧化硫的排放，具有很高的環(huán)境保護效益。其副產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)石膏也具有較高的市場價值，能夠保障企業(yè)的經(jīng)濟效益。

【參考文獻】

【1】張軍梅，李臨臨.濕法脫硫石膏脫水系統(tǒng)設備配置及優(yōu)化[J].電力環(huán)境保護，2009（6）：16-22.

【2】孫洪杰，王文忠，李婷婷.2012-2017年中國火電廠煙氣脫硫技術市場調(diào)研及投資前景預測報告[J].環(huán)境與發(fā)展，2012（12）：55-64.

【3】孫洪杰，詹秋.中船天恒環(huán)保相關DG型脫水機技術資料[J].環(huán)境與發(fā)展，2015（4）：6-12.