湿法脱硫石膏真空脱水技术对比研究
2018-03-06吴晔
吴晔
摘 要：随着国家环保形势的日益严苛，湿法脱硫技术已成为主流的烟气脱硫技术。作为湿法脱硫重要副产品，脱硫石膏品质除了日常运行调整外，真空脱水技术选择至关重要。本文对DU型真空皮带脱水机、DP圆盘脱水机、DG型石膏真空脱水机这3种常见的脱硫石膏真空脱水技术原理及应用效果进行了全面的对比分析，以期为脱硫石膏脱水技术选型应用提供一定的参考。
关键词：脱硫 石膏 真空脱水
中图分类号：X701.3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）08（b）-0125-02
近年来，环保形势日益严峻，国家对于固体废弃物的管控力度在逐渐加大，作为湿法脱硫重要副产品，脱硫石膏如果达不到商用品质，不仅仅无法盈利，还要承担额外的处置费用。现场运行表明，除了受日常运行调整的影响外，设备选型至关重要。真空脱水机是石膏分离脱水工艺过程中关键核心设备，其作用是通过真空脱水机，将吸收塔反应后石膏浆液中的水分脱除，使脱硫副产品——石膏滤饼的湿含量降至10%以下，满足运输条件，并对滤饼进行洗涤，使滤饼中的氯离子Cl-含量达到100ppm以下，以达到商品用石膏的质量及环保指标。
1 几种常见真空脱水技术
1.1 DU型真空皮帶脱水机
传统的DU型真空皮带脱水机一般采用气垫和橡胶托辊方式制成橡胶带，旋流底流石膏浆液以连续方式通过橡胶皮带，在真空作用下实现固液分离，同时两侧安装有冲洗水，过滤后的石膏滤饼进入石膏库。
DU型真空皮带脱水机运行稳定，但由于体积太大，容易发生滤布跑偏并撕裂；支承辊长度由于过长，容易发生断裂；真空泵泵轴在日常运行中故障率较高，造成维护费用大幅上升，并影响脱水系统的连续运行，影响脱硫设施的可靠性[1]。
1.2 DP圆盘脱水机
DP圆盘脱水机通过真空把液体中的固态颗粒吸附在其过滤介质上并通过旋转运动带出液面并干燥，然后通过重力卸料或刮刀卸料。
石膏旋流站底流50%浓相石膏浆液进入圆盘机的石膏浆液槽中，缓缓转动的过滤板进入浆液环境中通过真空抽吸（即吸附区）浆液，浆液中的颗粒物随水流被吸附并聚集在过滤板面上形成滤饼，并通过旋转运动带出液面并干燥，然后通过重力卸料或刮刀卸料。浆液中的水分被抽吸形成滤液进入真空罐中。为了降低石膏中Cl-含量，可以在石膏饼随过滤板转动脱离吸附区进入空气环境后立刻开始进入滤饼冲洗区，通过清水清洗降低Cl-含量，与传统皮带脱水机的滤饼冲洗过程相似[2]。清洗过的滤饼随后进入干燥区中继续脱水，当旋转到刮板区域（即卸料区）时再被反吹或刮落进入石膏库。
滤布圆盘真空脱水机占地面积小，约为同等出力DU型真空皮带脱水机的1/3～1/2，电耗为1/3，水耗约为1/2[3]。
1.3 DG型石膏真空脱水机
DG型石膏真空脱水机的整体运行及真空过滤均采用可编程序控制。采用环状滤布，滤布由滤布压辊紧贴在过滤盘的多孔滤板上。底流石膏浆液由布料器分配至滤布上，在真空作用下，液体被分离排出，石膏饼留在滤布上，卸至石膏库。
DG型脱水机将传统DU型脱水机的橡胶带、裙边、大尺寸驱动辊、摩擦带等部件从设备上面去除，改变了脱水机运行方式，保证设备在正常运行时不出现皮带跑偏，让真空直接作用于滤布上方与沉降下来石膏浆液充分接触，抽真空过程无真空泄露。脱水机正常运行时基本实现免维护运行，大幅降低维护人员的工作强度。
2 三类脱水机综合对比
通过现场应用情况，对3类脱水机进行比较：
3 结论
从上述分析和几种过滤设备在脱硫石膏脱水中的应用结果可知。
（1）文中3种都可用于脱硫石膏的脱水过程，但DP圆盘脱水机无论从技术还是经济性上或者操作稳定性方面均不如水平真空带式过滤机，所以，目前国内外烟气脱硫石膏脱水系统均广泛采用水平真空脱水机。
（2）虽然DU型过滤机应用状况良好，但尚存在真空耗量大、操作费用高、胶带润滑和密封水造成操作环境不佳等缺陷。尤其在石膏浆液性能波动时，操作稳定性较差，以及设备维护和胶带更换时费用高、维修时间长。
（3）DG型真空脱水机用于烟气脱硫石膏脱水过程时，具有操作真空度高（最高可达0.7bar），能耗低、设备维修方便、更换快捷、建筑投资成本低的特点，系统无需胶带润滑及密封水系统，操作稳定性能优，滤饼含水率稳定。
（4）DP圆盘脱水机和DU型皮带式脱水机石膏含水率都不如DG型石膏真空脱水机，且由于结构特点无法设计滤饼冲洗区，不能将石膏中的氯离子降低，无法达到商用石膏的要求。
参考文献
[1] 都丽红，邓伯虎，陈奕峰.橡胶带式真空过滤机在火电厂湿法烟气脱硫中的应用[J].流体机械，2006，34（5）：43-45.
[2] 张汝松，展茂源，李卢义，等.圆盘脱水机在湿法脱硫系统中的应用[J].电力科技与环保，2015（5）：37-39.
[3] 许拥军，王天博，崔一尘，等.湿法脱硫中真空皮带机脱水效果影响因素[J].环境工程，2013（S1）：453-456.
