石膏晶體粒度過細的原因分析及對策

菅春樹

（天津大唐國際盤山發電有限責任公司，天津 301900）

1 石膏晶體顆粒偏小的現象。

石灰石-石膏濕法脫硫工藝中，石灰石漿液與煙氣進行逆流洗滌，生成半水亞硫酸鈣，在漿液中空氣將其強制氧化成二水硫酸鈣晶體。石膏排出泵將吸收塔內的漿液抽出，送往石膏旋流器進行粒徑分級，含細或輕顆粒的溢流一部分作返回吸收塔一部分去廢水處理系統；一部分較粗或重顆粒的底流送往對應的真空皮帶機進行石膏脫水。脫水后的石膏含水率一般控制在10%wt 以下。在石膏結晶過程中，塔內漿液條件控制不好就會生成針狀或層狀、薄片狀晶體，形成的石膏顆粒小，脫水困難且粘度大，石膏附著水質量分數也就越高。控制不好的漿液經過石膏旋流器的篩分后，一部分去到了底流直接導致下游的真空皮帶脫水機無法正常脫水，阻塞了皮帶機濾布的濾水通道，使漿液中的水不容易從濾布孔隙分離出來從而使真空度增加，表現為石膏變成粘稠糊狀粘貼在濾布上，從皮帶機落下時底部摔成稀泥無法儲存和運輸。與此同時，經過石膏旋流器的溢流大部分細顆粒到廢水的，因濃度會遠高于設計濃度。預沉池和澄清器內污泥堆積嚴重，清理費時費力，污泥脫水難度大甚至于整套系統進入惡性循環。為此，必須加以控制石膏晶體變小，惡化了石膏的脫水性能。圖1為石膏晶體粒度分布曲線按實際取樣的測試結果附上 。

圖1 石膏晶體粒度分布線

由石膏的進料漿液粒度分析報告可以看出，其平均粒徑為15.61μm，常規吸收塔平均粒徑約為37μm，結晶粒度偏細。由于粒度較細，石膏旋流器的分選效果也不理想，石膏溢流平均粒度為5.74μm，廢水溢流平均粒徑為4μm左右，廢水溢流固含量偏高，大于7%，造成整體脫硫系統石膏成糊狀稀泥，無法運輸影響現場文明。

2 石膏晶體顆粒偏小原因分析

通常造成石膏粒度過細的原因有以下幾種：（1）煤中的硫份突然增大，導致設計的氧化空氣量無法滿足氧化需求，溶液中可溶性亞硫酸鈣濃度增大，塔內產生大量的亞硫酸鈣晶體，形成石膏顆粒小、粘度大，容易吸附在真空皮帶機上，堵塞濾布；（2）循環漿液在吸收塔漿池停留時間的長短影響石膏的結晶效果。石膏的結晶需要一定的時間，過短的停留時間將造成石膏顆粒細小；（3）煙氣中的灰分太高，經電除塵處理后的煙氣中的飛灰，其顆粒度很小，進入漿液系統后，覆蓋在石灰石顆粒和石膏顆粒的表面，對石灰石的溶解和石膏的結晶產生屏蔽作用，使石膏漿液中含有過多細小的石灰石顆粒，也對石膏結晶造成不利影響，另外灰分中含有的重金屬汞、鋅等離子也會抑制石膏晶體生產。雜質一般不參加反應, 所以這部分細小的顆粒沒有通過廢水系統排出，參與循環也會造成脫硫效率下降，石膏脫水困難問題；（4）石灰石漿液組分中，鎂離子含量過高，在塔內反映產生絮狀硫酸鎂影響石膏正常結晶；（5）煙氣與循環漿液逆流洗滌時，煙氣中氯進入漿液中，不斷增加的氯根對二氧化硫去除及石膏晶體的形成產生不利的影響。

3 解決方案

基于石膏的含水量大、石膏粘稠不成型粒徑偏小問題，首先對吸收塔內的石膏漿液進行取樣，分析其中的具體組分（測試鎂離子含量、測試酸可溶物含量、測試鋁含量等），根據結果確定造成顆粒過細原因。 根據分析的原因采取以下對應方案：

（1）當硫份增大時，啟動備用風機。增大氧化空氣的給入量，使亞硫酸根能夠被充分氧化為硫酸根；（2）為杜絕石膏結晶時間短問題，在漿液密度允許范圍內降低吸收塔排石膏的頻率，促使石膏晶體能夠有充分的結晶時間和條件。或者提高設定的排石膏的條件漿液密度及提高塔內液位；（3）當入口灰分含量增大時，增大電除塵數量，比如增大工作電壓等，必須提高了電除塵的效率才能保證后續的工藝能夠在正常條件下工作；（4）鎂離子含量高，對石灰石的原料進行定期的抽檢，測試其中鎂離子的含量，有效控制原料中鎂離子的來源；（5）當氯離子含量增大時，加大系統廢水排放，控制塔內氯離子濃度在10000ppm以下不超標。

4 實施改進及效果

為了適應機組的配煤摻燒，改善脫硫系統工況。對使用多年石膏旋流器進行更換，并對沉砂嘴口徑進行調整，從直徑25調整到直徑20，減小石膏旋流子沉砂嘴的口徑來降低石膏含水率，同時增大廢水旋流子的沉砂嘴直徑來降低去廢水系統的固含量。為了保證旋流站的分離性能，將石膏旋流器的入料濃度控制在正常范圍之內18%左右，將石膏和廢水旋流站的入料粒徑及壓力控制在正常范圍之內，通過調整沉砂嘴來使得旋流站的分離性能達到設計要求；對脫硫氧化系統工藝進行優化，原設計通過氧化風公用母管對預洗塔和吸收塔進行補充氧氣，因預洗塔氧化風結構為噴槍形式，吸收塔氧化風結構為管網式，結構不同造成風量分配不均。優化后一臺氧化風機供吸收塔一臺供預洗塔并嚴格控制好風溫。可調懸浮風機備用，硫份增大時啟動懸浮風機來增大氧化風量加快亞硫酸鹽的氧化力度。經過對石膏旋流器及氧化風系統工藝優化，脫硫二次脫水系統運行穩定。石膏含水率保持10%左右。