湿法脱硫中石膏含水率高的分析与处理

陈多

(广州恒运热电(D)厂，广东 广州 510730)

根据国家环保政策要求广州恒运热电(D)厂8#、9#燃煤机组烟气脱硫改造成采用石灰石－石膏湿法烟气脱硫工艺，一炉一塔，单台锅炉最大连续蒸发量为1075t/h。在设计煤种、锅炉最大工况(BMCR)、处理100%烟气量条件下脱硫装置脱硫率保证值不低于98.7%，净烟气中SO2含量≤50mg/Nm3。该工艺的副产物是石膏，达到合格品质的脱硫石膏具有较好的经济价值，然而该套装置自投产以来，多次出现石膏含水率过高问题。对此做了深入分析并采取了针对性的措施且取得了一定效果。

1 工艺流程

湿法脱硫是采用石灰石浆液作为吸收剂与烟气中的SO2经过一系列化学反应后生成副产物石膏(CaSO4﹒2H2O)。吸收塔内石膏浆液通过石膏排出泵送至石膏浆液旋流器进行一级脱水(脱去50%水)，真空皮带脱水机进行二级脱水，脱水后的产物为含水量小于10%的石膏，经真空皮带脱水机脱水后送至石膏仓。石膏的品质好的话，还能够再次销售，从而为企业的发展创造新的效益。

2 影响石膏含水率的因素

从石膏脱水的工艺流程可以看出，影响石膏含水率的因素主要是：石膏浆液自身的物理特性和脱水设备的脱水效果。

2.1 石膏浆液自身的物理特性

石膏浆液自身的物理特性直接决定了脱水性能的好坏。经过多年运行经验表明，影响脱水效果的物理特性主要是：石膏结晶体径粒的大小、石膏浆液中所含杂质的多少和石膏浆液中氯离子的含量。

2.1.1 石膏结晶体径粒

石膏浆液中晶体粒径的大小主要体现在吸收塔内石膏浆液密度的高低，其与浆液密度成正比关系。吸收塔浆液密度、浆液pH值、氧化空气量以及浆液的循环倍率是控制石膏晶体粒径的关键因素。石膏晶体在脱硫塔中停留的时间越短，生成的石膏晶体颗粒细小，停留时间越长，石膏才能完整结晶。

2.1.2 石膏浆液中所含杂质

石膏浆液中的杂质主要来源两个方面：一是煤燃烧后烟气中的灰飞，二是外购石灰石中含有的杂质。浆液中的这些杂质是不参加任何反应的，通常都是通过废水系统排出。由表1广州恒运热电(D)厂四个不同日期化验石膏和吸收塔浆液的数据可知：当吸收塔内杂质含量增加时，石膏的脱水性能显著下降。

表1 不同杂质下的石膏含水率

2.1.3 石膏浆液中氯离子的含量

石膏浆液中的氯离子多少是石膏含水量的重要因素。石膏浆液中氯离子主要来源于烟气中的HCL和工艺水。工艺水中氯离子的含量相对较少，因此氯离子主要来源于烟气中的HCL。烟气进入吸收塔内后，HCL溶于石膏浆液中，带来了大量的氯离子。

2.2 脱水设备

石膏脱水系统进行一级脱水石膏旋流器，二级脱水真空皮带机，才生成含水量小于10%的石膏。

2.2.1 石膏旋流器

石膏旋流器是通过离心沉降原理将浓和稀的浆液分离，进行石膏浆液的预脱水。影响石膏旋流器旋流效果主要因素有三点：一是石膏旋流器的入口压力;二是旋流子运行个数;三是旋流器是否堵塞。因此，将石膏旋流器入口压力控制在最佳的位置0.15MPa左右，石膏出完后，石膏旋流器需冲洗干净，一旦发现石膏旋流器有堵塞现象应及时叫检修来处理，以保证石膏旋流的正常运行，为后面二级脱水真空皮带机提供良好的基础。

2.2.2 真空皮带脱水机

真空皮带脱水机是一种水平式过滤装置，皮带表明覆有滤布。滤布由多孔皮带支撑，皮带中部退水孔下固定一个真空槽盒，真空槽盒两侧与主传动皮带之间有两条磨损皮带作为真空密封，下部与真空密封水管相连。真空泵运转时，在主传动皮带中间退水孔处产生负压。石膏浆液在分配器的作用下，均匀分散在滤布的表面;石膏浆液中的水分在大气压力的作用下，透过滤布纤维孔流入真空槽。脱水后的石膏从头部卸出。根据真空皮带脱水机的构造和工作原理，下面就引起真空皮带脱水机含水量超标的影响因素分析，并针对真空皮带机常见问题提出相应的措施。

(1)滤饼厚度：滤饼厚度主要是通过皮带机的转速来控制的。在石膏浆液成分、粒度分布及皮带机真空度一定的情况下。石膏滤饼厚度显著影响其脱水效果。在给料量恒定的情况下，皮带机的转速降低滤饼厚度增加，皮带机的转速提高滤饼厚度降低。要获得最好的脱水效果，即得到最低的含水率，应将滤饼厚度控制在某一范围内，一般将滤饼厚度控制在20～25mm，可以获得比较好的脱水效果。

(2)真空度：真空皮带脱水机的真空度过高或是过低都会影响到石膏脱水性能，真空度过低则脱水过程中对石膏水分的吸力不足，导致石膏产品的含水率升高;真空度过高则说明滤布或皮带脱水孔可能存在堵塞，同样对脱水性能有很大影响。以广州恒运热电(D)厂为例，一般将气液分离罐的真空度维持在－50～－70度之间。

(3)滤布堵塞：滤布堵塞后直接影响脱水效果，使石膏含水率增加。滤布通流孔径一般为20～30μm，石膏浆液中残留石灰石、CaSO3晶体、粉煤灰等小颗粒物易堵塞滤布。造成滤布堵塞的主要原因包括：石膏浆液中石灰石含量超标、粉煤灰等杂质含量增大、滤布冲洗水量不足或喷嘴堵塞等。

(4)滤布跑偏：滤布跑偏是真空皮带机运行中的常见问题之一。真空皮带机都设有滤布跑偏报警装置，并配有自动纠偏装置。一般情况下，调整好的纠偏装置能够保证滤布自动纠偏。但是滤布在空转、加水空负荷运转和带负荷运转时均需调整传感器的位置和角度。如果在空转或加水空负荷运转时调整纠偏装置，就会在带负荷时发生滤布跑偏现象，此时只需再对纠偏装置进行调整即可。

(5)皮带跑偏：皮带跑偏是真空皮带机运行中是最难解决且常见问题之一。皮带跑偏一般是由皮带驱动辊和皮带张紧辊的问题引起的。引起皮带跑偏的因素很多，还有可能是皮带对接有问题，主要有斜接和喇叭口两种情况。这是皮带跑偏里面最严重的一种情况，只有更换新的皮带才能解决问题。

3 结论

根据实际运行经验并结合以上分析，本文认为应从以下方面调整最佳运行参数：①提高石灰石粉的品质和吸收塔石膏浆液的品质，对石灰石粉，石膏浆液，脱水后的石膏定期进行化学检验分析，出现异常情况及时处理，并对设备或运行方式进行适当调整。②保证电除尘和布袋除尘能正常运行，减少随烟气进入吸收塔内的飞灰含量。③加强脱硫废水的排放。降低石膏浆液中氯离子和飞灰等杂质的含量。④加强对石膏旋流器、真空皮带脱水机等脱水设备的运行检查和消缺，保证一二级脱水系统都能正常运行。总之，只有从运行调整和设备维护两方面同时调整才能取得良好的脱水效果，获得高品质的石膏。

［1］聂鹏飞，等.600MW机组湿法脱硫石膏脱水效果影响因素分析［J］.业界实务，2011，208：117－119.

［2］曹成彬.脱硫真空皮带脱水系统常见问题分析［J］.电力安全技术，2010，12(9)：61－62.