濕法脫硫系統石膏脫水效果影響因素分析及措施

李士壯 包朋占 楊洲

摘 要：鄒縣發電廠八臺機組在濕法脫硫系統運行過程中，經常出現石膏脫水效果差的情況，從而造成石膏品質下降，石膏銷售困難。本文針對上述問題分別從石膏漿液自身的物理特性、吸收塔反應控制、旋流站及真空皮帶機脫水效果、廢水排放等幾方面綜合、深入分析，找出在各道工序中出現問題的原因，并逐一提出解決方案，從根本上解決石膏脫水效果差的問題，進一步保證我廠濕法脫硫系統正常運行。

關鍵詞：濕法脫硫;石膏脫水;氯離子;真空皮帶機;真空度

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

0 前言

鄒縣發電廠先后于2006年、2007年、2009年三年相繼對一二三四期機組進行了脫硫系統改造，整套脫硫技術采用石灰石/石膏濕法脫硫技術。具體原理為首先采用石灰石漿液與煙氣中的SO2進行吸收反應，生成我們通常所說的石膏（）漿液。然后石膏排出泵將會把吸收塔內漿液輸送至旋流站進行一次脫水（大約脫去50%水），經過一次脫水的漿液再經過漿液分配器進入真空皮帶脫水機進行二次脫水，最終形成含水量在10%以下的石膏，最終石膏經皮帶直接輸送至石膏倉進行存儲。

在整個生成干燥石膏過程中影響石膏脫水效果的最主要因素主要是：石灰石或石膏漿液自身特性和各石膏脫水設備工作效果是否達到最佳狀態。

1 石灰石或石膏漿液的特性

石膏晶體直徑的大小、石膏中氯離子的含量是決定石膏脫水效果的最主要因素。

1.1 石膏晶體直徑

石膏晶體粒徑的大小主要體現在以下幾個方面：吸收塔內石膏漿液密度、漿液pH值、氧化空氣是否充足以及漿液的循環頻率等因素上。石膏晶體在脫硫塔中停留的時間長短決定石膏特性，在吸收塔中停留時間越長，石膏才能完整結晶，以便后期更好脫水，若時間較短，越短，生成的石膏晶體顆粒越小，后期石膏越容易堵塞濾布。

1.2 石膏漿液中氯離子的含量

石膏中的氯離子主要是煙氣中的HCL進入吸收塔帶來的，煙氣中HCL會溶入石膏漿液中，使石膏中氯離子含量不斷提高。

2 石膏產生及各石膏脫水設備

在整個石膏脫水系統中，影響石膏脫水效果的主要設備為吸收塔、一級脫水石膏旋流站、二級脫水真空皮帶機及脫硫廢水排放情況，只有整個流程設備全都工作在最佳狀態，才能真正達到石膏含水量小于10%的效果。

2.1 吸收塔影響因素

吸收塔中漿液的攪拌程度對石膏結晶效果有一定影響，石膏會由于攪拌強度不足或攪拌不均勻，導致石膏結晶成片狀或針狀等各形狀石膏晶體，進一步降低脫水效果[1]。

石膏漿液能否充分氧化也決定了石膏是否能夠達到好的脫水效果。如果吸收塔內氧化空氣不足，石膏漿液的氧化反應就會不充分，使得石膏漿液中含有過多的CaCO3，最終影響石膏的品質，同時也會導致石膏脫水效果差。

2.2 石膏旋流站

石膏旋流站經過離心沉降原理將石膏漿液中的含水量降到50%左右，然后通過底流進入到脫硫真空皮帶機上進行二級脫水。

影響旋流站旋流效果的主要因素有以下三點：一是石膏旋流站的入口壓力，壓力越高，分離效果越好，一般控制在150KPa左右; 二是旋流子運行個數;三是旋流站是否堵塞。因此，在石膏旋流站運行過程中，石膏旋流器入口壓力、旋流子運行個數及旋流站整個運行情況要時刻監控，一旦發現壓力不對或者堵塞，立刻調整。

2.3 真空脫水皮帶機

（1）濾餅厚度：濾餅厚度決定了濾餅在真空皮帶機上的脫水效果，濾餅較厚，脫水困難，濾餅較薄，真空度不夠，一般將濾餅厚度控制在15～20mm，可以獲得比較好的脫水效果，下圖1為我廠一二期濾餅厚度與石膏含水率相互關系圖。

從圖1可以看出，首先B皮帶機的脫水效率優于A皮帶機;其次隨著濾餅厚度降低，石膏含水率顯著降低，當濾餅厚度在15mm～20mm之間時，石膏含水率達到最佳狀態，石膏濾餅太薄，皮帶機真空就會泄露，整個皮帶機脫水效果顯著下降;最后皮帶機上濾餅的最終厚度可通過調節變頻器進而調節驅動電機最終達到調整皮帶運動線速度的目的。另外，若濾餅厚度過厚，要注意減少進料量，將吸收塔石膏排出的數量降低減少，或者也可以在濾餅上加裝濾餅松器，形狀如耙子狀，可有效疏松濾餅，增加濾餅的脫水效果。

（2）真空度：一般氣液分離罐的真空度維持在-50～-70（kpa）之間，濾布通流孔徑一般為20～30μm。

真空度低：一是真空密封槽接合口處開裂，出現這種情況后，需停止脫水皮帶機運行，放下真空密封槽接合口處開裂重新找正補膠并固定每段真空密封槽。二是真空密封槽下方法蘭連接處泄漏，這通常會有吹哨聲，解決這種問題時，需要停車后放下真空室，檢查密封墊片情況，如果墊片有問題則更換墊片，如果不是墊片問題，那么只需將泄漏處的法蘭螺栓重新緊固[2]。三是由于濾布兩側支撐板距離太近，導致濾布兩側被抬起，可以把兩側擋板向外側兩側移動，放低濾布。四是查看摩擦帶磨損情況，摩擦帶正常為5mm，若我們測量摩擦帶在4mm 以下就需更換摩擦帶，一般摩擦帶使用壽命為18月。五是工藝水提供的摩擦帶與皮帶之間密封潤滑水不足，造成真空泄露現象。六是氣液分離器出口管至三聯箱或回收水箱出口液位低，出口處未全部沒入水中，未形成封閉。

真空度高：出現這種問題的主要原因是皮帶跑偏，造成皮帶中間孔被滑臺或摩擦帶覆蓋，形成錯位，在此處形成憋壓現象，此時要及時調整皮帶，防止皮帶進一步跑偏。二是由于濾布堵塞或濾布使用時間較長。

（3）濾布及皮帶跑偏：一是漿液未均布在濾布上，需檢查工作是否正常，若有損壞，及時進行更換。二是濾布糾偏裝置反映不靈敏，糾偏裝置反應較慢，氣囊動作不及時。造成濾布發生大范圍偏移時才開始對濾布進行糾偏，而最終無法調整偏移過大的濾布。為此我們把整個糾偏裝置改造為通過糾偏氣囊及軌道能夠實時靈敏調整糾偏輥角度的新型糾偏裝置，精確控制糾偏氣囊糾偏的各種動作，確保我們的皮帶及濾布能夠始終穩定運行。三是安裝在石膏脫水皮帶機下料口處的石膏刮板與濾布之間空隙較大，造成濾布回程攜帶大量未刮干凈的石膏，大量石膏一方面會堵塞濾布及濾布沖洗水噴頭，另一方面黏連在濾布托輥一側，造成濾布跑偏。同時，大量石膏會隨濾布沖洗水回水進入濾餅沖洗水箱，進一步堵塞濾餅沖洗噴嘴，最終增加石膏中氯離子含量，降低脫水效率。為增加石膏刮板刮除石膏的效率，根據現場情況及查閱資料，最終決定將原有固定式石膏刮板改為能夠根據與濾布間隙及脫水石膏輸出量而隨時能夠調整間隙的新型濾布清掃器。結構示意圖如圖2所示：

工作原理為：一是當張緊螺母轉動時，帶動彈簧外殼及張緊彈簧運動，進而帶動旋轉臂旋轉，由于旋轉臂與旋轉通軸相對固定，旋轉通軸與矩形支撐梁相對固定，矩形支撐梁與弧形軟性刮刀相對固定，進而旋轉臂旋轉帶動弧形軟性刮刀旋轉，以此來起到調整弧形軟性刮刀與濾布間隙的效果。

二是由于彈簧外殼內側安裝張緊彈簧，當濾布接頭一瞬間碰撞弧形軟性刮刀，進一步帶動旋轉臂運動，最終壓縮張緊彈簧來泄力，以此來達到當濾布接頭一瞬間碰撞弧形軟性刮刀時，弧形軟性刮刀會瞬間彈起，直到濾布接頭轉過，由于張緊彈簧存在，弧形軟性刮刀會立刻回復原位，達到保護濾布接頭的效果。

2.4 廢水排放

煙氣中各種雜質都會進入吸收塔漿液中，造成吸收塔漿液的氯離子濃度和一些重金屬離子濃度會逐漸升高，極大影響了石膏的結晶，不利于脫水[3]，因此廢水排放系統的穩定運行能夠有效排出整套脫硫系統雜質，進一步提高石膏脫水效率及石膏純度。

3 總結

隨著我廠節能減排及提質增效工作的不斷深入，要求環保設施，尤其是脫硫裝置必須100%正常投運，且要求脫硫效率達95%以上，而檢驗脫硫效率的一個關鍵指標就是石膏含水率，同時石膏含水率也直接決定了我廠石膏能否正常銷售，而決定石膏含水率的關鍵就在于我廠整套脫硫系統的協同、穩定、高效運行，它要求石膏漿液自身的物理特性達到標準，提高電除塵效果，降低電除塵出口煙塵含量;它要求吸收塔擁有足夠的氧化空氣、攪拌強度及反應時間，使得石膏漿液得到充分反應;它要求石膏旋流器、脫水皮帶機、廢水排放等穩定運行，使得石膏含水率及雜質含量進一步下降，只有當整套系統共同優質、高效運行，脫水皮帶機才會輸出干燥、顏色純正的優質石膏。

參考文獻：

[1]田永.濕法脫硫真空皮帶機脫水效果分析[J].山東工業技術，2014（21）：28-29.

[2]鄧永利.煙氣脫硫裝置石膏脫水系統常見問題及處理[J].設備管理與維修，2011（S1）：129-131.

[3]鄭偉.石膏脫水系統常見故障分析與處理[J].中國高新技術企業，2016（18）：87-88.