脫硫石膏脫水困難原因及解決方案

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(zhì)； 3）石膏病斷層有氣泡破裂后留下的小孔。4）下料口不結(jié)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(lái)，不外乎吸收塔物理化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的參數(shù)控制和脫水設(shè)備的運(yùn)行狀況。1.2.1 參數(shù)控制參數(shù)控制因素對(duì)于吸收塔，除了粉塵，上游煙氣因素已不可控，因而在運(yùn)行過(guò)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(fēng)量，這些參數(shù)，影響石膏的結(jié)晶和水分的脫出，因?yàn)樵谑嗟纳蛇^(guò)程中，如果參數(shù)控制不好，往往會(huì)生成層狀、針狀晶體，進(jìn)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(yīng)是短柱狀，比前者顆粒大，易脫水。另外，顆粒較小的物質(zhì)如石灰石和粉塵等雜質(zhì)，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(yīng)過(guò)程的一個(gè)重要參數(shù)。控制PH值就是控制過(guò)程的一個(gè)重要參數(shù)。控制PH值就是控制進(jìn)入吸收塔的石灰石漿液量。因?yàn)镾O2溶解過(guò)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(guò)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(guò)高過(guò)低都不利于石膏的形成，必須確定一個(gè)合理的PH值，否則過(guò)高的PH值使大量的石灰石混入石膏，無(wú)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(guò)低，則表明吸收塔石膏含量低，碳酸鈣含量相對(duì)較大，此時(shí)如果將石膏漿液排除吸收塔，將導(dǎo)致石膏中的碳酸鈣增加，浪費(fèi)石灰石，由于其粒徑小，既降低石膏品質(zhì)又使石膏脫水困難；密度過(guò)高，則表明石膏漿中石膏和碳酸鈣都過(guò)量，過(guò)量的硫酸鈣抑制SO2的吸收，不利于碳酸鈣溶解，此時(shí)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(nèi)的停留時(shí)間。液位高，氧化區(qū)延長(zhǎng)，石膏純度高，石灰石漿液循環(huán)反應(yīng)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(fù)氧化，同時(shí)是儲(chǔ)存在吸收塔中的石膏漿液相對(duì)減少，容易使?jié){液密度超限，使補(bǔ)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(huì)發(fā)生密度過(guò)高使石膏難于脫水的問(wèn)題。 1.2.1.4粉塵含量原煙氣中的飛灰進(jìn)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(shí)飛灰中不斷溶出的一些重金屬如Hg、Mg、

5、Cd、Zn等離子會(huì)抑制Ca2與HSO3的反應(yīng)，“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(guò)200mg/m3，如果超過(guò)300 mg/m3以上就容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象。如果煙塵含量測(cè)量?jī)x表不準(zhǔn)，最直接的方法可以取樣沉淀，如果沉淀的固體物質(zhì)中上部的黑色灰狀物質(zhì)超過(guò)總量的1/3（正常的應(yīng)在1/4以下），就說(shuō)明入口的煙塵含量太大了。1.2.1.5氧化風(fēng)量氧化風(fēng)量影響亞硫酸鹽的氧化，風(fēng)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(shí)，可溶性亞硫酸鹽能提供可溶性堿量，當(dāng)亞硫酸鹽相對(duì)飽和度較高時(shí)，亞硫酸鹽形成的堿性環(huán)境

6、控制碳酸鈣的溶解，從而導(dǎo)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(dāng)SO2濃度超過(guò)設(shè)計(jì)值，氧化風(fēng)量也是無(wú)法改變，由于嚴(yán)重氧化不足，會(huì)造成石膏結(jié)晶困難，增加脫水的難度。氧化率下降時(shí)，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(jī)的濾布上，從而造成脫水困難。這時(shí)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(shí)間越20分鐘，此時(shí)需要1小時(shí)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(yīng)高于90，含量太低時(shí)會(huì)由于雜質(zhì)較多而給運(yùn)行帶來(lái)一些問(wèn)題，造成吸收劑耗量和運(yùn)輸費(fèi)用增加，石膏純度下降。我。石灰石中的其它雜質(zhì)對(duì)濕法FGD系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行也會(huì)帶來(lái)較大影響，從而降低FGD系統(tǒng)的性能。FGD系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，會(huì)出現(xiàn)盡管加入過(guò)量石灰石漿液，pH值依然呈下降趨勢(shì)，使pH值失去控制的現(xiàn)象，脫硫效率也會(huì)隨之下降，即進(jìn)入石灰石漿液“盲區(qū)”，或稱“壞漿”。由石灰石中的雜質(zhì)帶入系統(tǒng)中的可溶性鋁和漿液中的F-可以形成AlFX絡(luò)合物，AlFX絡(luò)合物達(dá)到一定濃度時(shí)會(huì)降低石灰石的反應(yīng)活性，即所謂“封閉”石灰石，這是進(jìn)入石灰石漿液“盲區(qū)”的主要原因。而且，在較高pH值運(yùn)行時(shí)，AlFX絡(luò)合物包裹在石灰石

8、顆粒表面，使之暫時(shí)失去活性的現(xiàn)象更加明顯。1.2.1.7 灰分等雜質(zhì)含量一方面，由于氯根離子較碳酸根離子強(qiáng)，氯根極易與鈣離子結(jié)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(yīng)，將抑制碳酸鈣的離解，同時(shí)由于氯根較亞硫酸氫根離子強(qiáng)，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(zhì)夾雜在石膏結(jié)晶之間，堵塞了游離水在結(jié)晶之間的通道，是石膏脫水變得困難，吸收塔內(nèi)雜質(zhì)含量的高低，可從皮帶機(jī)上的石膏濾餅表面顏色間接了解，吸收塔內(nèi)雜質(zhì)的含量高時(shí)，石膏餅表面被一層呈深褐色物質(zhì)覆蓋，這層物質(zhì)手感很黏，且很快會(huì)析出水分，這是因?yàn)殡s質(zhì)大多為煙氣中的飛灰，質(zhì)

9、量相對(duì)較輕，當(dāng)石膏漿液流入皮帶機(jī)濾布上時(shí)，輕輕的雜質(zhì)漂浮的將也得上部，而雜質(zhì)顆粒較石膏顆粒細(xì)且粘性的，水分不易脫除。1.2.2設(shè)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(cè)量的方法。測(cè)量的方法十分簡(jiǎn)單，分別取進(jìn)石膏旋流器底流、溢流的漿液，沉淀30分鐘，對(duì)比一下含固量的差別，如果底流的含固量為50-60%說(shuō)明旋流子運(yùn)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(jìn)入真空皮帶機(jī)的石膏漿液過(guò)稀，負(fù)壓析出的水量過(guò)大。脫水過(guò)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(jī)異常真空皮帶機(jī)是石膏二次脫水的重要設(shè)備，脫水效果與漿液的性質(zhì)、濾

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

11、88%及以下，甚至低于85%，相對(duì)石灰石中雜物含量增加，雜物中所含的金屬離子會(huì)影響石灰石溶解以及反應(yīng)，導(dǎo)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(jī)的濾布上，從而造成脫水困難。由于對(duì)脫水系統(tǒng)的調(diào)整，影響連續(xù)石膏脫水，造成吸收塔石膏漿液長(zhǎng)時(shí)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(fèi)石灰石，又不能很好地脫除SO2。2、吸收塔漿液密度計(jì)采用差壓式密度計(jì)，這種密度計(jì)適合靜態(tài)液體密度測(cè)量，而吸收塔漿液在攪拌器以及氧化風(fēng)的作用下為動(dòng)態(tài)漿液，導(dǎo)致密度測(cè)量不準(zhǔn)確，手工測(cè)量又存在延遲，導(dǎo)致監(jiān)盤(pán)人員不能實(shí)時(shí)觀察吸收塔漿液密度，吸收塔漿液密度的影響也對(duì)脫水效果

12、。3、吸收塔PH采用自流式PH測(cè)量，由于取樣位置高度的問(wèn)題，導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)PH值與石膏漿液排出泵取樣手測(cè)PH值相差-0.5以上，吸收塔PH維持在5.0以上時(shí)底流CaCO3含量3%，維持低PH值時(shí)又不符合運(yùn)行規(guī)定。通過(guò)手工測(cè)量對(duì)比，實(shí)測(cè)PH值在3.8-4.5（手測(cè)4.4-5.2）區(qū)間時(shí)吸收塔漿液底流CaCO3含量較低，基本在范圍內(nèi)，對(duì)脫水效果影響較小。2解決問(wèn)題的對(duì)應(yīng)方法通過(guò)數(shù)據(jù)分析對(duì)比，消除了煙氣含塵量對(duì)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(zhì)我公司是采用外購(gòu)石灰石，當(dāng)?shù)厥沂M(fèi)用相對(duì)便宜，但CaCO3含量普遍偏低，對(duì)脫硫長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)

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

14、目前質(zhì)量式密度計(jì)較為可靠穩(wěn)定，建議更換或?qū)⒉顗菏矫芏扔?jì)優(yōu)化。2.3 加強(qiáng)對(duì)旋流站的監(jiān)控及維修對(duì)于石膏旋流站的操作并不多，除了調(diào)整壓力以外并沒(méi)有太多手段。日常要加強(qiáng)檢查底流口液體流出的狀態(tài)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，當(dāng)沉砂嘴噴出的為霧狀時(shí)效果為最佳，接近直流時(shí)效果已經(jīng)變差（見(jiàn)下圖），此時(shí)可以考慮更換沉砂嘴。也可以測(cè)量一下，旋流后達(dá)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(yùn)后增加沖洗時(shí)間，防止?jié){液在旋流子中沉淀結(jié)垢。圖片：左側(cè)為正常狀態(tài)，右側(cè)為沉砂嘴更換前的狀態(tài)2.4 保持真空皮帶機(jī)的最佳工作狀態(tài)皮帶機(jī)的問(wèn)題也就是關(guān)注濾布的狀況，當(dāng)被油污染后也會(huì)影響脫水效果，保持穩(wěn)定的濾布沖洗水壓力，

15、調(diào)整合理的皮帶轉(zhuǎn)速，發(fā)現(xiàn)真空異常時(shí)及時(shí)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(fēng)機(jī)電流降低，估計(jì)氧化風(fēng)管結(jié)垢已經(jīng)結(jié)垢嚴(yán)重，在吸收塔檢修的過(guò)程中要對(duì)氧化風(fēng)管進(jìn)行清垢處理。減少石灰石供漿量及石膏漿液的排出量，延長(zhǎng)漿液在吸收塔內(nèi)的停留時(shí)間。2.6 其他措施控制石膏脫水程度也是一個(gè)方面，保持儀表準(zhǔn)確程度是脫硫運(yùn)行的關(guān)鍵，運(yùn)行人員要加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)不正常時(shí)應(yīng)查找原因，及時(shí)調(diào)整，防止多參數(shù)發(fā)生變化，給問(wèn)題的處理造成困難。保持PH值在4.55.2之間，防止過(guò)高或過(guò)低。過(guò)低可能造成脫硫效率的降低、腐蝕性加強(qiáng)，過(guò)高漿液中未反應(yīng)的石灰石量增多，兩種情況都不利于運(yùn)行穩(wěn)定。另外，加強(qiáng)廢

16、水排放，控制吸收塔內(nèi)CL-含量在15000ppm以下不超標(biāo)。3 快速恢復(fù)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(wèn)題，保證合格的石膏品質(zhì)是運(yùn)行的關(guān)鍵。通過(guò)咨詢相，大多都是全部置換漿液，但這種方法時(shí)間長(zhǎng)影響大，達(dá)不到立竿見(jiàn)影的效果。往往脫硫系統(tǒng)又不能長(zhǎng)期停運(yùn)，加之脫硫相關(guān)檢查較多，不可能長(zhǎng)時(shí)間去糾正。通過(guò)摸索我們?cè)趯?shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)一個(gè)解決問(wèn)題的簡(jiǎn)單辦法，不需停運(yùn)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(duì)氧化風(fēng)管進(jìn)行一次徹底沖洗，時(shí)間大約15分鐘，同時(shí)申請(qǐng)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(shí)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(shí)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?qū)⑺?nèi)的平衡破壞了，重新補(bǔ)充一次晶種恢復(fù)原來(lái)的環(huán)境，建立起塔內(nèi)的平衡，問(wèn)題也就解決了。具體的化學(xué)原理分析就不再敘述了。這只是暫時(shí)的辦法，要防患于未然，還要加強(qiáng)運(yùn)行過(guò)程中的各個(gè)問(wèn)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(fù)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(guò)對(duì)脫硫系統(tǒng)石膏含水量大的原因