石膏脱水系统技术讲课

1、除灰分场脱硫,2012年2月,技术讲课,脱硫系统流程简介,我厂一号机组脱硫系统采用石灰石/石膏湿法脱硫技术，一炉一塔，设旁路挡板、增压风机，不设烟气换热器（GGH）。 石灰石浆液在吸收塔内对烟气进行逆流洗涤，通过物理化学反映使烟气中的SO2与石灰石中Ca发生反应，生成半水亚硫酸钙，再被鼓入浆液中的氧化空气强制氧化生成二水硫酸钙，形成石膏浆液，由石膏排出泵将吸收塔内氧化完成的石膏浆液抽出，送往一级水力旋流器进行粒径、密度分离，含固量5左右的溢流，主要包括石灰石，灰尘等细小杂质颗粒重新返回吸收塔，含固量40左右的底流，主要为石膏晶体送往二级脱水，真空皮带脱水机进行脱水，形成含水量10、纯度为90以

2、上的石膏饼，从而除去烟尘中90以上的SO2污染物。,石灰石/石膏法脱硫系统流程图,题目：脱硫石膏脱水困难的原因分析,石膏脱水困难表现形式：脱硫运行中出现石膏含水量大，表现在脱水时， 脱硫系统在投运后，运行初期较为平稳，但随着设备的运行，尤其电除尘除尘效果不佳，大量灰尘随烟气进入吸收塔，导致吸收塔内浆液中杂质过多，一般在6个月后，石膏脱水将越来越困难， 主要表现在：,一、滤布上几乎很难或形不成厚度为1cm以上的石膏饼，而且在成型的石膏饼中出现分层现 象，下层较干，上层较湿尤为明显。 二、石膏饼的表面有一层湿黏，油黑发亮的物质； 这层物质主要是煤油混烧产生的飞灰和煤燃烧时，释放出的油性物质； 三、

3、由于石膏饼薄且黏度较大，滤布表面黏结现象非常明显，滤布携带石膏现象非常严重，近三分之一的石膏脱水产物，将冲洗至滤液水池，再次返回吸收塔；,石膏脱水滤布,原因分析,参数控制因素： 对于吸收塔，除了粉尘，上游烟气因素已不可控，因而在运行过程中，除了加强电除尘运行管理和除尘效率的调整，主要控制吸收塔本身的浆液PH值、浆液密度。吸收塔液位，粉尘含量和氧化风量，这些参数，影响石膏的结晶和水分的脱出，因为在石膏的生成过程中，如果参数控制不好，,往往会生成层状、针状晶体，进一步向片状、簇状或花瓣形发展，其粘性更大难以脱水。 如亚硫酸钙晶体，而石膏晶体应是短柱状，比前者颗粒大，易脱水。另外，颗粒较小的物质如石

4、灰石和粉尘等杂质，游离于石膏晶体之间，堵塞脱水滤布水分脱出通道，使水分难以脱出。,石膏针状晶体,石膏片状晶体,石膏簇状晶体,浆液PH值是控制脱硫剂与SO2反应过程的一个重要参数。控制PH值就是控制进入吸收塔的石灰石浆液量。较高PH值的控制，有助于SO2的吸收，较低PH值的控制，有助于石灰石的溶解，所以PH值控制得过高或过低都不利于石膏结晶的形成，必须确定一个真实的、合理的PH值（注），否则过高的PH值使大量的石灰石，由于反应不够充分而混入石膏，石灰石其粒径体积小，不但降低石膏纯度，而且造成石膏脱水困难。,浆液PH值,石膏的浆液密度反映了吸收塔中浆液的饱和情况，密度过低，则表明吸收塔石膏含量低，

5、浆液中CaCO3含量相对较大，此时如果将石膏浆液排除吸收塔，将导致石膏中的CaCO3增加，不但浪费石灰石，由于其粒径小，既降低石膏品质又使石膏脱水困难；密度过高，则表明石膏浆中石膏和CaCO3都过量，过量的硫酸钙抑制SO2的吸收，也不利于CaCO3溶解，此时若排除石膏 ，由于CaCO3粒径小，使石膏脱水困难。,浆液密度,石灰石品质,石灰石的品质是影响脱硫运行的一个重要因素，其中CaCO3含量及细度是关键，杂质增多或含量下降都会使浆液品质恶化，细度越细反应效果就越好。当碳酸钙含量及细度发生较大变化时，其反应活性降低，极可能发生供浆过量，此时塔内浆液中含CaCO3量增大，由于石灰石颗粒易黏在一起，

6、导致造成脱水困难现象的发生。另外如果石灰石原料中夹带粘土，泥沙等杂质，这些杂质状态不稳定，也会在一定程度上造成脱水困难的现象发生。,吸收塔液位,吸收塔液位影响亚硫酸盐的充分氧化和石膏在塔内的停留时间。液位低，使吸收塔中的氧化区缩短，亚硫酸盐得不到重复氧化，同时储存在吸收塔中的石膏浆液相对减少，容易使石膏浆液密度超限，使补入的石灰石浆液得不到充分的循环反映就排出吸收塔；液位高，氧化区延长，石膏纯度高，石灰石浆液循环反应充分，但密度一旦超限，由于石膏浆液排出不急时，会发生密度过高使石膏难于脱水。,粉尘含量,粉尘粒径小，会堵塞石膏晶体间的水分游离通道，影响石膏脱水。同时由于粉尘中的氟化物和铝化物较多

7、，在高PH值下，由于其表面积比碳酸钙表面积更小，极易附着在碳酸钙表面，具有一定的黏度对其形成包裹，阻止碳酸钙的充分溶解，不但降低了脱硫效率，对石灰石浆液造成污染，而且使浆液中的石膏纯度降低，不利于排出的石膏脱水。,氧化风量,氧化风量影响亚硫酸盐的氧化，风量足则氧化充分，浆液的反应物生成粗壮的石膏晶体，而且极易脱水，当燃煤硫分增大时，极易发生氧化不充分的现象。氧化风量不足，浆液中的可溶性亚硫酸盐浓度增大，将抑制CaCO3的溶解，生成粘度较大的、颜色发黑，晶格不规则的小粒径亚硫酸盐的晶体，从而导致浆液中的碳酸钙含量逐渐增大，使石膏纯度降低并难以脱水。其中CaCO3的粒径较小，容易吸附到真空皮带机的

8、滤布上，从而造成脱水困难。这时，若从吸收塔取样可以发现，浆液呈灰白色，沉淀速度较慢，正常石膏浆液完全沉淀时间约20分钟，此时，则需要1小时左右。,Cl灰分等杂质含量,原烟气中的飞灰进入吸收塔浆液中，在一定程度上阻碍了SO2与脱硫剂的接触，降低了石灰石中Ca的溶解，同时飞灰中不断溶出的一些重金属如：Hg、Mg、Cd、Zn等离子会抑制Ca与HSO的反应，封闭了吸收剂的活性，一般要求吸收塔入口的烟尘含量不能超过200/m，如果超过300/m以上，就会出现这种现象。如果烟尘含量测量仪表不准，最直接的方法可以取样沉淀，如果沉淀的固体物质中上部的黑色灰状物质超过总量的1/3（正常的应在1/4）就说明入口的

9、烟尘含量太大了。以上 灰分、杂质过多，杂质夹杂在石膏结晶之间，堵塞了游离水在石膏结晶之间的通道，使石膏脱水变得困难，吸收塔内杂质含量的高低，可从皮带机上的石膏滤饼表面颜色间接了解，吸收塔内的灰分含量高时，石膏饼表面被一层呈深褐色物质覆盖，这层物质手感很黏，且很快会析出水分；,含杂质灰分较多的脱水石膏,含杂质较少的脱水石膏,这是因为杂质大多为烟气中的飞灰，质量相对较轻，当石膏浆液流入皮带机滤布上时，轻轻的杂质漂浮石膏的上部，而杂质颗粒比石膏颗粒细且具有黏性，水分不易脱除。 我厂脱硫系统没有废水处理系统，系统长期运行，将导致吸收塔中CI浓度的升高和杂质含量的增加，浆液中CI浓度和杂质含量的升高改变

10、了浆液的物理性质，影响了吸收塔内化学反应的正常进行和石膏晶体的生长，同时杂质夹杂在石膏结晶之间，堵塞游离水在结晶之间的通道，使石膏脱水变得困难。,石膏旋流器,石膏旋流器是利用粒径、密度进行浆液的分离设备。浆液的切向进入旋流器的旋流子。在离心力作用下，大颗粒和细微颗粒得以分离，从而进入旋流子的浆液两部分，一部分是含固率高的低流，直接进入二级脱水系统，另一部分是含固率低的溢流，含细小颗粒的杂质和粉尘溢流返回吸收塔。影响其分离效果的因素有两个，投运的旋流子个数和旋流器入口的压力。旋流子投运个数多，吸收塔出石膏快，反之较少；旋流器入口压力高，则分离效果明显，石膏中粉尘和杂质含量少，利于脱水,旋流器,真

11、空皮脱水机,真空皮带机是石膏二次脱水的重要设备，脱水效果与浆液的性质，滤布的清洁程度有较大的关系。 我厂采用的是水平真空皮脱水机，石膏旋流器来的含固率较高的底流，进入皮带上部的石膏浆液给料分配器，均匀淋在滤布上，滤布由皮带拖动，在行进过程中，在真空泵负压抽吸作用下，由于石膏和水的密度不同，液体从滤布中透过，进入皮带脱水孔下部的真空管，而分离出来的固体石膏则留在滤布的表面，随着皮带的行进排进石膏库。 影响脱水效果的主要因素是真空度，真空度与石膏含水率呈规律性的变化，皮带机真空升高，反映出滤水通过滤布时的压降增加，反映出石膏含水率增大。其增加的原因，一是脱水设备运行不正常，如滤布冲洗不干净或滤布使

12、用周期过长都会使皮带机脱水效果变差，脱水不畅；,二是石膏浆液本身性质的变化，如浆液中小颗粒石膏晶体增多或浆液中的杂质含量增加等引起滤布过滤通道的堵塞，石膏浆液中的水不容易从滤布空隙分离出来。皮带机的真空升高，说明滤布由堵塞现象，使脱水不畅。实际上是石膏浆液中的细小颗粒比例升高，堵塞了皮带机滤布的滤水通道，使浆液中的水不容易从滤布空隙分离出来，若要达到一定的固液分离效果，必须保持真空度在一个合理范围内。注,真空皮带脱水机,滤布纠偏,结论,影响石膏含水率的原因比较多，各因素之间相互影响，使问题的分析处理变得复杂（注） ，我们通过对石膏脱水困难的原因分析， 从参数控制和设备维护两个方面，找出了 一些解决的方案，建议在