湿法脱硫系统石膏脱水效果影响因素分析及措施

李士壮 包朋占 杨洲

摘 要：邹县发电厂八台机组在湿法脱硫系统运行过程中，经常出现石膏脱水效果差的情况，从而造成石膏品质下降，石膏销售困难。本文针对上述问题分别从石膏浆液自身的物理特性、吸收塔反应控制、旋流站及真空皮带机脱水效果、废水排放等几方面综合、深入分析，找出在各道工序中出现问题的原因，并逐一提出解决方案，从根本上解决石膏脱水效果差的问题，进一步保证我厂湿法脱硫系统正常运行。

关键词：湿法脱硫;石膏脱水;氯离子;真空皮带机;真空度

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.17.033

0 前言

邹县发电厂先后于2006年、2007年、2009年三年相继对一二三四期机组进行了脱硫系统改造，整套脱硫技术采用石灰石/石膏湿法脱硫技术。具体原理为首先采用石灰石浆液与烟气中的SO2进行吸收反应，生成我们通常所说的石膏（）浆液。然后石膏排出泵将会把吸收塔内浆液输送至旋流站进行一次脱水（大约脱去50%水），经过一次脱水的浆液再经过浆液分配器进入真空皮带脱水机进行二次脱水，最终形成含水量在10%以下的石膏，最终石膏经皮带直接输送至石膏仓进行存储。

在整个生成干燥石膏过程中影响石膏脱水效果的最主要因素主要是：石灰石或石膏浆液自身特性和各石膏脱水设备工作效果是否达到最佳状态。

1 石灰石或石膏浆液的特性

石膏晶体直径的大小、石膏中氯离子的含量是决定石膏脱水效果的最主要因素。

1.1 石膏晶体直径

石膏晶体粒径的大小主要体现在以下几个方面：吸收塔内石膏浆液密度、浆液pH值、氧化空气是否充足以及浆液的循环频率等因素上。石膏晶体在脱硫塔中停留的时间长短决定石膏特性，在吸收塔中停留时间越长，石膏才能完整结晶，以便后期更好脱水，若时间较短，越短，生成的石膏晶体颗粒越小，后期石膏越容易堵塞滤布。

1.2 石膏浆液中氯离子的含量

石膏中的氯离子主要是烟气中的HCL进入吸收塔带来的，烟气中HCL会溶入石膏浆液中，使石膏中氯离子含量不断提高。

2 石膏产生及各石膏脱水设备

在整个石膏脱水系统中，影响石膏脱水效果的主要设备为吸收塔、一级脱水石膏旋流站、二级脱水真空皮带机及脱硫废水排放情况，只有整个流程设备全都工作在最佳状态，才能真正达到石膏含水量小于10%的效果。

2.1 吸收塔影响因素

吸收塔中浆液的搅拌程度对石膏结晶效果有一定影响，石膏会由于搅拌强度不足或搅拌不均匀，导致石膏结晶成片状或针状等各形状石膏晶体，进一步降低脱水效果[1]。

石膏浆液能否充分氧化也决定了石膏是否能够达到好的脱水效果。如果吸收塔内氧化空气不足，石膏浆液的氧化反应就会不充分，使得石膏浆液中含有过多的CaCO3，最终影响石膏的品质，同时也会导致石膏脱水效果差。

2.2 石膏旋流站

石膏旋流站经过离心沉降原理将石膏浆液中的含水量降到50%左右，然后通过底流进入到脱硫真空皮带机上进行二级脱水。

影响旋流站旋流效果的主要因素有以下三点：一是石膏旋流站的入口压力，压力越高，分离效果越好，一般控制在150KPa左右; 二是旋流子运行个数;三是旋流站是否堵塞。因此，在石膏旋流站运行过程中，石膏旋流器入口压力、旋流子运行个数及旋流站整个运行情况要时刻监控，一旦发现压力不对或者堵塞，立刻调整。

2.3 真空脱水皮带机

（1）滤饼厚度：滤饼厚度决定了滤饼在真空皮带机上的脱水效果，滤饼较厚，脱水困难，滤饼较薄，真空度不够，一般将滤饼厚度控制在15～20mm，可以获得比较好的脱水效果，下图1为我厂一二期滤饼厚度与石膏含水率相互关系图。

从图1可以看出，首先B皮带机的脱水效率优于A皮带机;其次随着滤饼厚度降低，石膏含水率显著降低，当滤饼厚度在15mm～20mm之间时，石膏含水率达到最佳状态，石膏滤饼太薄，皮带机真空就会泄露，整个皮带机脱水效果显著下降;最后皮带机上滤饼的最终厚度可通过调节变频器进而调节驱动电机最终达到调整皮带运动线速度的目的。另外，若滤饼厚度过厚，要注意减少进料量，将吸收塔石膏排出的数量降低减少，或者也可以在滤饼上加装滤饼松器，形状如耙子状，可有效疏松滤饼，增加滤饼的脱水效果。

（2）真空度：一般气液分离罐的真空度维持在-50～-70（kpa）之间，滤布通流孔径一般为20～30μm。

真空度低：一是真空密封槽接合口处开裂，出现这种情况后，需停止脱水皮带机运行，放下真空密封槽接合口处开裂重新找正补胶并固定每段真空密封槽。二是真空密封槽下方法兰连接处泄漏，这通常会有吹哨声，解决这种问题时，需要停车后放下真空室，检查密封垫片情况，如果垫片有问题则更换垫片，如果不是垫片问题，那么只需将泄漏处的法兰螺栓重新紧固[2]。三是由于滤布两侧支撑板距离太近，导致滤布两侧被抬起，可以把两侧挡板向外侧两侧移动，放低滤布。四是查看摩擦带磨损情况，摩擦带正常为5mm，若我们测量摩擦带在4mm 以下就需更换摩擦带，一般摩擦带使用寿命为18月。五是工艺水提供的摩擦带与皮带之间密封润滑水不足，造成真空泄露现象。六是气液分离器出口管至三联箱或回收水箱出口液位低，出口处未全部没入水中，未形成封闭。

真空度高：出现这种问题的主要原因是皮带跑偏，造成皮带中间孔被滑台或摩擦带覆盖，形成错位，在此处形成憋压现象，此时要及时调整皮带，防止皮带进一步跑偏。二是由于滤布堵塞或滤布使用时间较长。

（3）滤布及皮带跑偏：一是浆液未均布在滤布上，需检查工作是否正常，若有损坏，及时进行更换。二是滤布纠偏装置反映不灵敏，纠偏装置反应较慢，气囊动作不及时。造成滤布发生大范围偏移时才开始对滤布进行纠偏，而最终无法调整偏移过大的滤布。为此我们把整个纠偏装置改造为通过纠偏气囊及轨道能够实时灵敏调整纠偏辊角度的新型纠偏装置，精确控制纠偏气囊纠偏的各种动作，确保我们的皮带及滤布能够始终稳定运行。三是安装在石膏脱水皮带机下料口处的石膏刮板与滤布之间空隙较大，造成滤布回程携带大量未刮干净的石膏，大量石膏一方面会堵塞滤布及滤布冲洗水喷头，另一方面黏连在滤布托辊一侧，造成滤布跑偏。同时，大量石膏会随滤布冲洗水回水进入滤饼冲洗水箱，进一步堵塞滤饼冲洗喷嘴，最终增加石膏中氯离子含量，降低脱水效率。为增加石膏刮板刮除石膏的效率，根据现场情况及查阅资料，最终决定将原有固定式石膏刮板改为能够根据与滤布间隙及脱水石膏输出量而随时能够调整间隙的新型滤布清扫器。结构示意图如图2所示：

工作原理为：一是当张紧螺母转动时，带动弹簧外壳及张紧弹簧运动，进而带动旋转臂旋转，由于旋转臂与旋转通轴相对固定，旋转通轴与矩形支撑梁相对固定，矩形支撑梁与弧形软性刮刀相对固定，进而旋转臂旋转带动弧形软性刮刀旋转，以此来起到调整弧形软性刮刀与滤布间隙的效果。

二是由于弹簧外壳内侧安装张紧弹簧，当滤布接头一瞬间碰撞弧形软性刮刀，进一步带动旋转臂运动，最终压缩张紧弹簧来泄力，以此来达到当滤布接头一瞬间碰撞弧形软性刮刀时，弧形软性刮刀会瞬间弹起，直到滤布接头转过，由于张紧弹簧存在，弧形软性刮刀会立刻回复原位，达到保护滤布接头的效果。

2.4 废水排放

烟气中各种杂质都会进入吸收塔浆液中，造成吸收塔浆液的氯离子浓度和一些重金属离子浓度会逐渐升高，极大影响了石膏的结晶，不利于脱水[3]，因此废水排放系统的稳定运行能够有效排出整套脱硫系统杂质，进一步提高石膏脱水效率及石膏纯度。

3 总结

随着我厂节能减排及提质增效工作的不断深入，要求环保设施，尤其是脱硫装置必须100%正常投运，且要求脱硫效率达95%以上，而检验脱硫效率的一个关键指标就是石膏含水率，同时石膏含水率也直接决定了我厂石膏能否正常销售，而决定石膏含水率的关键就在于我厂整套脱硫系统的协同、稳定、高效运行，它要求石膏漿液自身的物理特性达到标准，提高电除尘效果，降低电除尘出口烟尘含量;它要求吸收塔拥有足够的氧化空气、搅拌强度及反应时间，使得石膏浆液得到充分反应;它要求石膏旋流器、脱水皮带机、废水排放等稳定运行，使得石膏含水率及杂质含量进一步下降，只有当整套系统共同优质、高效运行，脱水皮带机才会输出干燥、颜色纯正的优质石膏。

参考文献：

[1]田永.湿法脱硫真空皮带机脱水效果分析[J].山东工业技术，2014（21）：28-29.

[2]邓永利.烟气脱硫装置石膏脱水系统常见问题及处理[J].设备管理与维修，2011（S1）：129-131.

[3]郑伟.石膏脱水系统常见故障分析与处理[J].中国高新技术企业，2016（18）：87-88.