脫硫石膏脫水困難原因分析及解決方案

1、大同分公司脫硫石膏脫水困難的原因分析及解決方案1石膏脫水困難的現(xiàn)象極其原因分析1.1現(xiàn)象1）濾布成型的石膏餅中出現(xiàn)分層現(xiàn)象，上層較濕，下層較干，或上層干下層濕；2）石膏餅表面有一層濕黏，發(fā)亮的物質； 3）石膏病斷層有氣泡破裂后留下的小孔。4）下料口不結塊、不滑落，成稀泥狀，甚至出現(xiàn)下部粘稠、上部成流水狀。1.2原因分析影響石膏脫水的因素比較多，歸納起來，不外乎吸收塔物理化學反應過程的參數(shù)控制和脫水設備的運行狀況。1.2.1 參數(shù)控制參數(shù)控制因素對于吸收塔，除了粉塵，上游煙氣因素已不可控，因而在運行過程中，主要要控制吸收塔本身的漿液PH值、漿液密度。吸收塔液位，粉塵含量和氧化

2、風量，這些參數(shù)，影響石膏的結晶和水分的脫出，因為在石膏的生成過程中，如果參數(shù)控制不好，往往會生成層狀、針狀晶體，進一步向片狀、簇狀或花瓣形發(fā)展，其粘性大難以脫水，如亞硫酸鈣晶體。而石膏晶體應是短柱狀，比前者顆粒大，易脫水。另外，顆粒較小的物質如石灰石和粉塵等雜質，游離于石膏晶體之間，堵塞水分脫出通道，是水分難以脫出。 1.2.1.1漿液PH值。漿液PH是控制脫硫反應過程的一個重要參數(shù)。控制PH值就是控制過程的一個重要參數(shù)?？刂芇H值就是控制進入吸收塔的石灰石漿液量。因為SO2溶解過程中，離解出大量的H+，高PH的控制有助于SO2的溶解，而石灰石的溶解過程中，離解出大量的OH-，低PH

3、值的控制有助于石灰石的溶解，所以PH值得過高過低都不利于石膏的形成，必須確定一個合理的PH值，否則過高的PH值使大量的石灰石混入石膏，無論是石灰石還是亞硫酸鹽，由于其粒徑比硫酸鈣晶體小，不但降低石膏純度，而且造成石膏脫水困難。1.2.1.2漿液密度。石膏的漿液密度反映了吸收塔中漿液的飽和情況，密度過低，則表明吸收塔石膏含量低，碳酸鈣含量相對較大，此時如果將石膏漿液排除吸收塔，將導致石膏中的碳酸鈣增加，浪費石灰石，由于其粒徑小，既降低石膏品質又使石膏脫水困難；密度過高，則表明石膏漿中石膏和碳酸鈣都過量，過量的硫酸鈣抑制SO2的吸收，不利于碳酸鈣溶解，此時若排除石膏，由于碳酸鈣粒徑小，造成石膏脫水

4、困難。利舊旋流器出力有限，不能滿足石膏脫水需求。1.2.1.3吸收塔液位吸收塔液位影響亞硫酸鹽的充分氧化和石膏在塔內的停留時間。液位高，氧化區(qū)延長，石膏純度高，石灰石漿液循環(huán)反應充分。液位低，使收塔中的氧化區(qū)縮短，亞硫酸鹽得不到重復氧化，同時是儲存在吸收塔中的石膏漿液相對減少，容易使?jié){液密度超限，使補入的石灰石漿液得不到充分的循環(huán)反映就排出吸收塔，密度一旦超限，由于石膏排出量受限，會發(fā)生密度過高使石膏難于脫水的問題。 1.2.1.4粉塵含量原煙氣中的飛灰進入吸收塔漿液中在一定程度上阻礙了SO2與脫硫劑的接觸，降低了石灰石中Ca2的溶解速率，同時飛灰中不斷溶出的一些重金屬如Hg、Mg、

5、Cd、Zn等離子會抑制Ca2與HSO3的反應，“封閉”了吸收劑的活性。一般要求吸收塔入口的煙塵含量不能超過200mg/m3，如果超過300 mg/m3以上就容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象。如果煙塵含量測量儀表不準，最直接的方法可以取樣沉淀，如果沉淀的固體物質中上部的黑色灰狀物質超過總量的1/3（正常的應在1/4以下），就說明入口的煙塵含量太大了。1.2.1.5氧化風量氧化風量影響亞硫酸鹽的氧化，風量足則氧化充分，生成粗壯的石膏晶體，極易脫水，則，生成粘度較大的、顏色發(fā)黑，晶格不規(guī)則的小粒徑亞硫酸鹽的晶體，不利于石膏脫水。同時，可溶性亞硫酸鹽能提供可溶性堿量，當亞硫酸鹽相對飽和度較高時，亞硫酸鹽形成的堿性環(huán)境

6、控制碳酸鈣的溶解，從而導致漿液中的碳酸鈣含量增大，使石膏純度降低并難以脫水。燃煤含硫量突然增大，而鼓入吸收塔的氧化空氣量并未隨之增加，特別當SO2濃度超過設計值，氧化風量也是無法改變，由于嚴重氧化不足，會造成石膏結晶困難，增加脫水的難度。氧化率下降時，漿液中的可溶性亞硫酸鹽濃度增大，將擬制CaCO3的 溶解，石膏純度也將下降，其中的CaCO3將增大，由于CaCO3的粒徑較小，容易吸附到真空皮帶機的濾布上，從而造成脫水困難。這時若從吸收塔取樣可以發(fā)現(xiàn)，漿液成灰白色，沉淀速度較慢，正常石膏漿液完全沉淀時間越20分鐘，此時需要1小時左右。1.2.1.6 石灰石CaCO3含量石灰石中碳酸鈣的

7、重量百分含量應高于90，含量太低時會由于雜質較多而給運行帶來一些問題，造成吸收劑耗量和運輸費用增加，石膏純度下降。我。石灰石中的其它雜質對濕法FGD系統(tǒng)的穩(wěn)定運行也會帶來較大影響，從而降低FGD系統(tǒng)的性能。FGD系統(tǒng)運行時，會出現(xiàn)盡管加入過量石灰石漿液，pH值依然呈下降趨勢，使pH值失去控制的現(xiàn)象，脫硫效率也會隨之下降，即進入石灰石漿液“盲區(qū)”，或稱“壞漿”。由石灰石中的雜質帶入系統(tǒng)中的可溶性鋁和漿液中的F-可以形成AlFX絡合物，AlFX絡合物達到一定濃度時會降低石灰石的反應活性，即所謂“封閉”石灰石，這是進入石灰石漿液“盲區(qū)”的主要原因。而且，在較高pH值運行時，AlFX絡合物包裹在石灰石

8、顆粒表面，使之暫時失去活性的現(xiàn)象更加明顯。1.2.1.7 灰分等雜質含量一方面，由于氯根離子較碳酸根離子強，氯根極易與鈣離子結合，并以氯化鈣的形式存在于漿液中，從而使?jié){液中的鈣離子濃度增大，由于氯離子效應，將抑制碳酸鈣的離解，同時由于氯根較亞硫酸氫根離子強，因而抑制SO2溶解生成亞硫酸氫根，不利于石膏晶體的形成。另一方面，雜質夾雜在石膏結晶之間，堵塞了游離水在結晶之間的通道，是石膏脫水變得困難，吸收塔內雜質含量的高低，可從皮帶機上的石膏濾餅表面顏色間接了解，吸收塔內雜質的含量高時，石膏餅表面被一層呈深褐色物質覆蓋，這層物質手感很黏，且很快會析出水分，這是因為雜質大多為煙氣中的飛灰，質

9、量相對較輕，當石膏漿液流入皮帶機濾布上時，輕輕的雜質漂浮的將也得上部，而雜質顆粒較石膏顆粒細且粘性的，水分不易脫除。1.2.2設備原因1.2.2.1石膏旋流器出現(xiàn)異常判斷旋流器工作是否正常，可以采取檢查及測量的方法。測量的方法十分簡單，分別取進石膏旋流器底流、溢流的漿液，沉淀30分鐘，對比一下含固量的差別，如果底流的含固量為50-60%說明旋流子運行正常，如果低于50%以上就要檢查更換旋流子了。可想而知，如果進入真空皮帶機的石膏漿液過稀，負壓析出的水量過大。脫水過程中形成不了真空，從而脫水效果也就變差。 1.2.2.2 真空皮帶機異常真空皮帶機是石膏二次脫水的重要設備，脫水效果與漿液的性質、濾

10、布的清潔程度有較大的關系。汽液分離器的表計直觀地反映了皮帶機的真空，真空皮帶機的真空與石膏含水率呈有規(guī)律的變化，皮帶機真空升高，反映出濾水通過濾布時的壓降增加，反應出石膏含水率增大。其增加的原因，一是脫水設備運行不正常，如濾布沖洗不干凈或濾布使用周期過長都會使皮帶機脫水效果變差，脫水不暢；二是石膏漿液本身性質的變化，如漿液中小顆粒石膏晶體增多或漿液中的雜質含量增加等引起濾布過濾通道的堵塞，使?jié){液中的水不容易從濾布孔隙分離出來。若要達到一定的固液分離效果，必須使真空升高。根據(jù)現(xiàn)場取樣化驗以及運行調整、設備等方面的情況分析，石膏脫水困難的原因有以下幾個原因：1、大同分公司石灰石CaCO3含量長期在

11、88%及以下，甚至低于85%，相對石灰石中雜物含量增加，雜物中所含的金屬離子會影響石灰石溶解以及反應，導致石膏漿液中CaCO3含量增加，由于CaCO3的粒徑較小，容易吸附到真空皮帶機的濾布上，從而造成脫水困難。由于對脫水系統(tǒng)的調整，影響連續(xù)石膏脫水，造成吸收塔石膏漿液長時間高濃度，影響石灰石漿液分解，使?jié){液中CaCO3含量增加，既浪費石灰石，又不能很好地脫除SO2。2、吸收塔漿液密度計采用差壓式密度計，這種密度計適合靜態(tài)液體密度測量，而吸收塔漿液在攪拌器以及氧化風的作用下為動態(tài)漿液，導致密度測量不準確，手工測量又存在延遲，導致監(jiān)盤人員不能實時觀察吸收塔漿液密度，吸收塔漿液密度的影響也對脫水效果

12、。3、吸收塔PH采用自流式PH測量，由于取樣位置高度的問題，導致現(xiàn)場實測PH值與石膏漿液排出泵取樣手測PH值相差-0.5以上，吸收塔PH維持在5.0以上時底流CaCO3含量3%，維持低PH值時又不符合運行規(guī)定。通過手工測量對比，實測PH值在3.8-4.5（手測4.4-5.2）區(qū)間時吸收塔漿液底流CaCO3含量較低，基本在范圍內，對脫水效果影響較小。2解決問題的對應方法通過數(shù)據(jù)分析對比，消除了煙氣含塵量對石膏漿液脫水的影響因素，那么影響因素為石灰石CaCO3含量、漿液密度、氯根三方面。2.1 提高石灰石品質我公司是采用外購石灰石，當?shù)厥沂M用相對便宜，但CaCO3含量普遍偏低，對脫硫長期穩(wěn)定運

13、行存在不利因素，而且大同分公司2臺濕磨額定出力為17t/h，石灰石CaCO3含量低導致磨機出力增加，直接影響石灰石漿液過篩率且電耗增加，而磨機出力在額定出力的80%-85%為最佳運行工況，但由于CaCO3含量較低，磨機長期在額定出力下運行方能滿足脫硫吸收劑需求，導致石灰石漿液過篩率下降，粒徑增加，石灰石不能充分反應，導致吸收塔漿液CaCO3含量增加，從而影響石膏脫水效果，浪費石灰石。建議采購CaCO3含量90%且品質穩(wěn)定的石灰石。2.2 優(yōu)化吸收塔漿液密度計 通過運行觀察，目前吸收塔漿液密度計數(shù)據(jù)無參考性，而手工測量存在延遲性且存在精度差。而吸收塔漿液密度作為運行監(jiān)視參數(shù)需要連續(xù)、穩(wěn)定、可靠，

14、目前質量式密度計較為可靠穩(wěn)定，建議更換或將差壓式密度計優(yōu)化。2.3 加強對旋流站的監(jiān)控及維修對于石膏旋流站的操作并不多，除了調整壓力以外并沒有太多手段。日常要加強檢查底流口液體流出的狀態(tài)，根據(jù)經驗判斷，當沉砂嘴噴出的為霧狀時效果為最佳，接近直流時效果已經變差（見下圖），此時可以考慮更換沉砂嘴。也可以測量一下，旋流后達不到50-60%的脫水效果就要考慮更換旋流器沉砂嘴了。再者就是停運后增加沖洗時間，防止?jié){液在旋流子中沉淀結垢。圖片：左側為正常狀態(tài)，右側為沉砂嘴更換前的狀態(tài)2.4 保持真空皮帶機的最佳工作狀態(tài)皮帶機的問題也就是關注濾布的狀況，當被油污染后也會影響脫水效果，保持穩(wěn)定的濾布沖洗水壓力，

15、調整合理的皮帶轉速，發(fā)現(xiàn)真空異常時及時清理真空罐中的雜物等等。2.5 提高漿液氧化程度若發(fā)現(xiàn)氧化風機電流降低，估計氧化風管結垢已經結垢嚴重，在吸收塔檢修的過程中要對氧化風管進行清垢處理。減少石灰石供漿量及石膏漿液的排出量，延長漿液在吸收塔內的停留時間。2.6 其他措施控制石膏脫水程度也是一個方面，保持儀表準確程度是脫硫運行的關鍵，運行人員要加強對運行參數(shù)的監(jiān)測分析，發(fā)現(xiàn)不正常時應查找原因，及時調整，防止多參數(shù)發(fā)生變化，給問題的處理造成困難。保持PH值在4.55.2之間，防止過高或過低。過低可能造成脫硫效率的降低、腐蝕性加強，過高漿液中未反應的石灰石量增多，兩種情況都不利于運行穩(wěn)定。另外，加強廢

16、水排放，控制吸收塔內CL-含量在15000ppm以下不超標。3 快速恢復正常的技巧如果吸收塔石膏漿液脫水出現(xiàn)異常情況，如何盡快改善脫水效果問題，保證合格的石膏品質是運行的關鍵。通過咨詢相，大多都是全部置換漿液，但這種方法時間長影響大，達不到立竿見影的效果。往往脫硫系統(tǒng)又不能長期停運，加之脫硫相關檢查較多，不可能長時間去糾正。通過摸索我們在實際運行中發(fā)現(xiàn)一個解決問題的簡單辦法，不需停運就能解決的辦法，以供參考；首先，將脫水困難的塔停止脫水，降低吸收塔液位至最低，對氧化風管進行一次徹底沖洗，時間大約15分鐘，同時申請減小煙氣量，減少供漿量，保持合理的燃煤硫分。然后利用地坑泵加入以前脫水效果好時的石膏，加入量大概在10-15噸左右，密度可以提高到1150-1200kg/m3左右。6-8小時后重新脫水，效果得到改善，狀況得到糾正。想想其中的原理：也就是不管什么原因將塔內的平衡破壞了，重新補充一次晶種恢復原來的環(huán)境，建立起塔內的平衡，問題也就解決了。具體的化學原理分析就不再敘述了。這只是暫時的辦法，要防患于未然，還要加強運行過程中的各個問題的控制。此種方法僅供參考，具體情況還有具體分析。脫硫工藝系統(tǒng)復雜，影響石膏含水率的因素比較多，各因素之間又存相互影響。通過對脫硫系統(tǒng)石膏含水量大的原因