FGD用石灰石粉產(chǎn)品質(zhì)量檢測與控制-新

1、FGD用石灰石粉產(chǎn)品質(zhì)量檢測與控制莫恩華（重慶建合石粉有限責(zé)任公司，重慶 合川 401536 ）摘要：石灰石粉作為目前主要的脫硫劑，廣泛應(yīng)用于煙道氣或其他工業(yè)廢氣的煙氣脫硫。本文闡述了在石灰石粉生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量檢測與控制的重要性，詳細(xì)介紹了原材料、半成品、成品和出廠樣的分析檢測方法，以及如何根據(jù)檢測結(jié)果對原材料、半成品的用量進行搭配和控制，從而保證所生產(chǎn)的石灰石粉成品能達(dá)到煙氣脫硫的要求。關(guān)鍵詞：煙氣脫硫；石灰石粉；質(zhì)量檢測；質(zhì)量控制1 前言煙氣脫硫，又稱燃燒后脫硫（Flue Gas Desulfurization，簡稱FGD），指從煙道氣或其他工業(yè)廢氣中除去硫氧化物(SO2和SO3的過程。

2、在FGD技術(shù)中，按脫硫劑的種類劃分，可分為以下五種方法：以CaCO3（石灰石）為基礎(chǔ)的鈣法，以MgO為基礎(chǔ)的鎂法，以Na2SO3為基礎(chǔ)的鈉法，以NH3為基礎(chǔ)的氨法，以有機堿為基礎(chǔ)的有機堿法。1煙氣脫硫的方法多種多樣，而目前世界上普遍使用的商業(yè)化FGD技術(shù)是鈣法，其中石灰石石膏法脫硫工藝是世界上應(yīng)用最廣泛的一種脫硫技術(shù)，日本、德國、美國的火力發(fā)電廠采用的煙氣脫硫裝置約90%采用此工藝。石灰石粉作為主要脫硫劑，廣泛應(yīng)用于煙道氣或其他工業(yè)廢氣的煙氣脫硫，其對環(huán)境保護及酸雨防治的重要性不言而喻。在FGD石灰石粉生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品質(zhì)量的檢測與控制非常重要，主要是對生產(chǎn)過程中的原材料、半成品、成品以及產(chǎn)品交

3、付過程進行檢測與監(jiān)控，同時根據(jù)檢測結(jié)果對原材料、半成品的用量進行搭配，以保證所得的成品和出廠產(chǎn)品能達(dá)到FGD石灰石粉的要求石灰石粉作為煙氣脫硫劑，其主要影響煙氣脫硫效果的因素是石灰石粉的氧化鈣含量、二氧化硅含量、石灰石粉的粒度及水分等指標(biāo)。電廠對FGD石灰石粉的質(zhì)量要求見下表：表1 FGD石灰石粉的質(zhì)量要求項目質(zhì)量要求CaO（CaCO3）SiO2其它成分水分細(xì)度50.4%（90.0%）0.4%8%1%250目方孔篩通過率95%1原因及現(xiàn)狀1.1礦石來源不穩(wěn)定公司生產(chǎn)所用原礦來源主要有自備礦山的石灰石礦，從其他的礦點買來的礦石或矸石。不同礦點的石灰石礦的氧化鈣含量有高有低，質(zhì)量參差不齊。產(chǎn)品質(zhì)量

4、控制要從源頭抓起，原礦的質(zhì)量最終決定了所生產(chǎn)的石灰石粉的質(zhì)量，只有保證原材料的質(zhì)量，才能更好地保證石灰石粉質(zhì)量，因此要對進入公司原礦的質(zhì)量進行及時快速的檢測，并在生產(chǎn)使用過程中進行合理地搭配。下面是2013年以來的進入公司的不同礦點的石灰石礦的平均氧化鈣含量分布情況。表2 不同來源石灰石礦的平均CaO含量分布情況石灰石礦源平均CaO含量楊柳壩礦（自備礦山）洪成采石場三匯一礦三匯三礦張福明礦睿繁石灰石礦50.1148.0749.3553.8252.4751.521.2快速分析檢測的需要在日常生產(chǎn)過程中，原料品質(zhì)檢測和產(chǎn)品質(zhì)量控制等環(huán)節(jié)，都要求能快速及時地得到結(jié)果，這樣才能及時知道原礦的質(zhì)量，以便

5、合理地進行堆放和使用，同時，在產(chǎn)品質(zhì)量控制時，也要求質(zhì)量的異常波動能夠快速被檢測出來，以便能及時進行調(diào)整，使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到要求的標(biāo)準(zhǔn)。因此，公司日常檢測使用的是一種簡單快速化學(xué)分析方法來分析檢測石灰石礦和石灰石粉的氧化鈣含量，此方法采用EDTA溶液絡(luò)合滴定法檢測石灰石礦和石灰石粉中氧化鈣含量，分析時間較短，能夠很好地滿足生產(chǎn)控制的需要。2氧化鈣含量的檢測與控制2.1氧化鈣含量的檢測石灰石氧化鈣含量檢測采用EDTA溶液絡(luò)合滴定法，其基本原理是用鹽酸分解試樣，在PH值大于13的強堿性溶液中，用三乙醇胺掩蔽鐵、鋁等干擾離子，以CMP為指示劑，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液滴定。3 在校準(zhǔn)后的（不低于三級）分析

6、天平上，準(zhǔn)確稱取0.1g左右試樣，置于400ml燒杯中，加入約20ml水，搖動燒杯使試樣分散，蓋上表面皿，慢慢加入5ml鹽酸（1:1），再加入5ml氟化鉀（20g/l），置于電爐上加熱至沸，并保持微沸2min，取下稍冷，加入水稀釋至約200ml，加入5ml三乙醇胺（1:2）及少許指示劑，在攪拌下加入氫氧化鉀（200g/l）至出現(xiàn)綠色熒光后再過量58ml，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.02mol/L）滴定至綠色熒光消失并剛好呈現(xiàn)紅色，即為滴定終點，記錄所用EDTA的體積。氧化鈣的百分含量按下式計算：式中，TEDTA/CaO每毫升EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于氧化鈣的克數(shù)，即滴定度，單位g/ml；V滴定時消耗E

7、DTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，單位ml；m檢測試樣的質(zhì)量，單位g。2.2氧化鈣含量的調(diào)整在生產(chǎn)過程中，隨著不同品質(zhì)的礦石進入磨機，石灰石粉的質(zhì)量會發(fā)生變化，這就需要運行人員及時根據(jù)碎石庫的礦石質(zhì)量進行合理調(diào)整和搭配，通過申克稱調(diào)整不同氧化鈣含量的礦石的用量，保證石灰石粉的氧化鈣含量在50.4%50.7%的范圍內(nèi)。當(dāng)生產(chǎn)的石灰石粉氧化鈣含量過高時，一般在高于51%時，要換用氧化鈣含量較低的礦石，或者減少氧化鈣含量較高的礦石的用量，增加氧化鈣含量較低的礦石的用量；反之，如果石灰石粉氧化鈣含量過低，即低于50.4%時，要換用氧化鈣含量較高的石灰石礦，或者減少氧化鈣含量較低的石灰石礦的用量，增加氧化鈣含量較高

8、的石灰石礦的用量。3二氧化硅含量的檢測與控制3.1二氧化硅含量的檢測SiO2的檢測采用氯化銨重量法。原理是將試樣與78倍固體NH4Cl混勻后，再加鹽酸溶液分解試樣，HNO3氧化Fe2+為Fe3+。經(jīng)沉淀分離、過濾洗滌后的SiO2.nH2O在瓷坩堝中于950灼燒至恒重。5 準(zhǔn)確稱取已制備好的石灰石礦試樣或成品石灰石粉樣品0.5g左右，置于干燥的50ml燒杯（或100150ml蒸發(fā)皿）中，加2g固體氯化銨，用平頭玻璃棒混合均勻。蓋上表面皿，沿杯口滴加3ml濃鹽酸和1滴濃硝酸，仔細(xì)攪勻，使試樣充分分解。將燒杯置于沸水浴上，杯上蓋上表面皿，蒸發(fā)至近干（約1015min）取下，加10ml熱的稀鹽酸（3+

9、97），攪拌，使可溶性鹽類分解，以中速定量濾紙過濾，用熱的稀鹽酸（3+97）擦洗玻璃棒及燒杯，并洗滌沉淀至洗滌液中不含F(xiàn)e3+為止。Fe3+離子可用NH4CNS溶液檢驗，一般來說，洗滌10次即可達(dá)到不含F(xiàn)e3+離子的要求。將沉淀和濾紙移至已稱至恒重的瓷坩堝中，先在電爐上低溫烘干，再升高溫度使濾紙充分灰化。然后在9501000的高溫爐內(nèi)灼燒30min。取出、稍冷，再移置于干燥器中冷卻至室溫（約需1540min），稱量。如此反復(fù)灼燒，直至恒重。64石灰石粉細(xì)度的檢測與控制4.1石灰石粉細(xì)度的檢測石灰石粉的細(xì)度表示石灰石的磨細(xì)程度，是反應(yīng)石灰石粉質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。石灰石粉越細(xì)，單位質(zhì)量的石灰石粉的

10、比表面積也就越大，其脫硫反應(yīng)的反應(yīng)活性也就越高，脫硫的效果就越好。通常用粒徑分布（Particle Site Distribution，PSD）來表示石灰石粉的細(xì)度，即用某一篩號的篩網(wǎng)篩分石灰石粉，用篩下質(zhì)量百分?jǐn)?shù)來表示石灰石的細(xì)度。2細(xì)度檢測主要是針對生產(chǎn)控制石灰石粉及出廠石灰石粉，其具體檢測過程如下：在校準(zhǔn)后的（不低于十級）分析天平上，準(zhǔn)確稱取25g石灰石粉試樣稱準(zhǔn)至0.05g，均勻地倒入 0.063mm方孔篩中，輕輕搖動使試樣均勻分布于篩網(wǎng)上。把篩子穩(wěn)定地放在負(fù)壓篩盤上，蓋上篩蓋。啟動負(fù)壓篩析儀，調(diào)整負(fù)壓4000-6000Pa，用木錘均勻敲擊篩蓋，使試樣不能附著在篩蓋上，設(shè)定時間20秒后

11、負(fù)壓篩析自動停機。揭下篩蓋，用毛刷清掃負(fù)壓篩篩余物，全部仔細(xì)的移入稱量盤中稱出篩余重量。 篩余率按百分含量計算：式中，m1過曬后剩余的試樣的質(zhì)量，單位g；m0過篩前試樣的質(zhì)量，單位g。4.2石灰石粉細(xì)度的調(diào)整石灰石粉的細(xì)度是決定石灰石粉品質(zhì)的重要指標(biāo)，石灰石粉越細(xì)，其反應(yīng)活性越高，脫硫的效率就越好，但是細(xì)度越高，需要研磨的時間就越長，能耗就要增加，因此要將細(xì)度控制在合理的范圍內(nèi)，既達(dá)到電廠脫硫的要求，又能節(jié)能降耗，減低生產(chǎn)成本。石灰石粉細(xì)度的大小主要取決于選粉機的轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速越高，產(chǎn)品的就越細(xì)，反之就越粗。在日常生產(chǎn)中，結(jié)合電廠質(zhì)量要求和生產(chǎn)需要，石灰石粉的篩余率應(yīng)控制在5%的范圍內(nèi)較適宜。當(dāng)石

12、灰石的篩余率升高時，要及時提高選粉機的轉(zhuǎn)速，使細(xì)度降低，篩余率下降；反之，則要降低選粉機轉(zhuǎn)速。5石灰石粉水分檢測與控制5.1水分的檢測水分的檢測也主要是針對生產(chǎn)控制石灰石粉及出廠石灰石粉。在校準(zhǔn)后的（不低于三級）分析天平上，用密封并烘干至恒重的稱量瓶，準(zhǔn)確稱取具有代表性的1g左右石灰石粉試樣，稱準(zhǔn)至0.1mg。輕輕搖動稱量瓶，使試樣均勻分布在瓶中，放入電熱恒溫干燥箱中，打開稱量瓶蓋，溫度控制在110120，烘1小時后取出，蓋好稱量瓶瓶蓋冷卻12分鐘后放入密封的干燥器中，冷卻20分鐘至室溫后，在分析天平上稱量，并計算百比分含量。 式中，m烘前試樣的質(zhì)量，單位g；m1烘后試樣的質(zhì)量，單位g。5.2

13、水分的調(diào)整石灰石粉的水分含量一般要求在1%以下，這樣主要是保證石灰石粉不會因為水分過高而結(jié)塊，以及在裝卸過程中的流動性。日常生產(chǎn)中主要是通過熱風(fēng)爐把熱風(fēng)送入風(fēng)路系統(tǒng)，將石灰石粉中的水分烘干，以達(dá)到產(chǎn)品的質(zhì)量要求。因此，要根據(jù)在線檢測的數(shù)據(jù)，通過調(diào)節(jié)熱風(fēng)爐的爐溫來控制水分。一般情況下，熱風(fēng)爐出爐溫度一般控制在60以上，但在雨季或冬季陰冷潮濕的天氣時，原料中的水分含量會有所增加，這時就要適當(dāng)升高熱風(fēng)爐溫度。結(jié)論 生產(chǎn)過程中，需要各部門相互配合，協(xié)調(diào)做好產(chǎn)品質(zhì)量控制工作。針對石灰石粉的氧化鈣含量、二氧化硅含量、細(xì)度和水分等指標(biāo)，根據(jù)實時的檢測結(jié)果，注意原料的質(zhì)量的管控，原料及中間物料的分類存放，以及原料使用的搭配，碎石使用的調(diào)整，以控制氧化鈣含量在合理范圍內(nèi)；同時要適時調(diào)整選粉機轉(zhuǎn)速和熱風(fēng)爐的爐溫，從而保證石灰石粉的細(xì)度和水分在要求的范圍內(nèi)。參考文獻(xiàn)1 周至祥,段建中等. 火電