石膏脱水系统脱水效果差原因分析

夏诗洋1徐玉刚2

一、简要经过

近期我厂01B皮带机石膏脱水系统的脱水效果时好时坏，经常出现拉稀现象，石膏库中石膏稀稠，给外运和固废再利用工作带来困难。造成厂用电量上升，运维工作量增大。本文针对01B真空皮带机脱水系统近期频繁出现的拉稀情况进行分析，提供相应治理措施。

二、脱水系统脱水原理及原因分析

湿法石灰石-石膏烟气脱硫工艺中，吸收塔浆液与烟气逆向接触，生成半水亚硫酸钙并以小颗粒状存在浆液中，经氧化风机将氧气鼓入吸收塔内，强行氧化为二水硫酸钙（CaSO4·2H2O）结晶。

石膏排出泵将吸收塔内的浆液抽出，送往石膏旋流器，进行一级脱水，底流到真空皮带机进行二级脱水。脱水效果差原因一般有：

1、石膏浆液品质差

石膏浆液品质差，主要是指浆液中小颗粒石膏晶体增多或浆液中的杂质含量增加，石膏品质差时易引起滤布过滤通道的堵塞，使浆液中的水不容易从滤布孔隙分离出来,脱水效果差。

1.1石膏晶体颗粒度小

吸收塔浆液经一级脱水后，进入真空脱水机上 的石膏浆液所含固体颗粒度分布较宽。若颗粒度维持在合适范围，颗粒分布所构成的石膏有利于脱水。

而控制石膏结晶，使其生成易于分离和脱水的石膏颗粒是非常重要的。最好，石膏晶体是粗颗粒；如果控制不当，生成层状、针状或者非常细小的颗粒，不仅会造成系统结垢，而且非常难脱水；尤其是针状晶体，形成的石膏颗粒小，粘性大，如CaSO3·1/2H2O晶体。

而理想的石膏晶体应是短柱状，比前者颗粒大，易于脱水。所以，控制好吸收塔内化学反应条件和结晶条件(循环泵运行方式必须满足液气比规定值；吸收塔浆液液位必须足够高，以满足浆液在浆池内滞留时间不低于4min，滞留时间越长越利于亚硫酸根被氧化，同时有利于晶体的长大），使之生成粗颗粒和短柱状的石膏晶体，是脱水机能够正常脱水的重要条件之一。

1.2吸收塔浆液中其它杂质多

(1)原烟气中的飞灰。尤其是飞灰中含碳量高或者焦油等未燃烧尽的颗粒物进入吸收塔，会引起吸收塔中的有机物含量增加，从而发生皂化反应，产生一种油膜，加之氧化风机给吸收塔浆池中鼓入高压空气，油膜会受到高压冲击，进而造成浆液易冒泡，不利于脱水。

（2）石灰石中的杂质。石膏晶体从浆液中析出过程可分为晶核形成和晶体生长两个阶段。当溶液表面能降低时晶核形成速率会增大，进而导致浆液中晶核数量增多，石膏晶体颗粒变小；而浆液中MgO的存在会降低溶液表面能,这样就会导致石膏晶体颗粒度变小，不利于脱水。

1.3吸收塔浆液PH值偏高

pH值偏高，反应出石灰石浆液供给量过多，PH值偏高说明石灰石浆液在吸收塔浆液中占比高，在石膏排出泵运行时，所抽出的石膏浆液中石灰石含量也高；而在上述阐述过这样小粒径的颗粒会使得脱水效果不好，造成石膏脱水困难。

2.石膏旋流器粗细分离效果差

若石膏旋流器旋流筒体内石膏沉积、旋流子入口被大量杂质堵塞，或者运行人员调整不当，比如旋流子投运数目多，入口压力低，或旋流子沉沙嘴堵塞或磨损严重，石膏浆液浓缩及颗粒分级效果肯定会变差，过多的小颗粒将会进入底流，然后到脱水机，会直接影响石膏的脱水效果。

3.真空皮带脱水机故障

3.1脱水机滤布材质差

正常运行过程中易出现滤布会出现变形、撕裂和滤布易开洞等情况，或滤布接口工艺不好，接口处缝隙大等，都会导致漏真空，影响脱水效果。或者滤布材质太差，滤布孔隙大小不合理也会直接造成脱水效果差。6月24日一值白班启动01B皮带机石膏脱水系统后，出现石膏部分拉稀，分布于滤布接口处与滤布褶皱处，呈现间隔性拉稀，初步分析原因为滤布接口工艺差，滤布孔隔被堵塞。如图所示，气水分离器真空度呈波形上下摆动，石膏中的水无法脱出。导致真空上涨摆动。

3.2气液分离器至脱水机间真空管路是否堵塞

我厂曾经对气液分离器至脱水机之间的真空管路进行过拆解检查，发现管路中有大量浆液沉积，部分管路接近堵塞状态，严重影响到脱水机的脱水效果，待积浆清理后，恢复运行时，发现脱水效果明显好转。

3.3 皮带机滤布冲洗效果差。

4.运行人员运行调整不当

4.1石膏旋流器旋流子投运数目多

石膏旋流器旋流子投运数目多时，石膏旋流器入口压力会下降，浆液流入旋流器的流速会下降；而石膏旋流器的工作原理就是离心沉积，如果浆液在切向进入旋流器筒体的流速过低时，石膏浆液中的小颗粒或更多的水无法在旋流子内向上旋流，而最终成为底流浆液；这样进入石膏底流分配箱中的石膏浆液含的小颗粒物质多，而且含水量也大，这样非常不利于脱水。

4.2脱水机频率调整不当

脱水机频率过低时，滤饼厚度高，不利于水分被吸出；如果，频率过快，滤饼厚度薄，但滤布运行快，滤饼中水分被吸干的时间短，同样也不利于脱水。

4.3脱水机下浆量过大

脱水机下浆量大，超出了脱水机的承载与处理能力。

三、防范措施

3.1保证吸收塔浆液品质合格

3.11保证吸收塔内化学反应必须充分

根据SO2在水溶液中氧化动力学的研究，HSO3-在PH值为4.5时氧化速率最大，但实际湿法石灰石FGD工艺中，将吸收塔浆液PH值控制在4.8~5.8，并保证氧化风机出力足够，确保CaSO3·1/2H2O占比小于1%；同时，保证石膏结晶时间足够，这样能形成较大颗粒的石膏晶体。

3.12保证废水正常排放，维持吸收塔内CL-浓度小于20000mg/L

吸收塔内氯离子浓度过高，说明脱硫系统没有按照设计要求定期对废水外排，如此，吸收塔内惰性物质（如不参加反应的灰、杂质等）也会富集过多，而这部分物质会包裹在石灰石小颗粒表面，而阻止石灰石和SO2的接触与反应，造成石灰石消耗的增加，同样会造成脱硫效率的下降。因此，会有氯离子浓度过高，就伴随着脱硫效率降低，或者供浆时间长的现象。

3.13保证锅炉燃烧充分

若锅炉燃烧不充分，烟气带着含有大量的碳颗粒或者焦油等未燃烧尽的飞灰进入吸收塔中，一方面会引起吸收塔内惰性物质的增加，另一方面也会引起吸收塔浆液中的有机物含量增加，从而发生皂化反应，产生一种油膜，最终吸收塔浆液会冒泡溢流。

3.14严格控制脱硫用水水质和石灰石料质量

尽量降低脱硫用水中所含有的COD；同时严格控制石灰石原料，尤其是其中的MgO含量，保证其指标正常（< 1%）。

3.2运行人员应该勤于调整运行方式、加强对运行参数的监测和分析

3.2.1严密监测石膏旋流器的入口压力

我厂所用的石膏旋流器投入数量有严格要求，对旋流子投运数目进行调整，原则上是入口压力越大石膏旋流器底流含固量就越高，而且石膏浆液中大颗粒固体占比高；但旋流子投运数目太少，会影响对吸收塔浆液的置换效率，不利于对吸收塔浆液密度的控制。

真空皮带机脱水效果差时，及时检查旋流子并联系清堵、更换旋流子或沉沙嘴、清堵冲洗水喷嘴。对化验数据和入口压力监测数据进行统计，有利于分析和解决脱水机脱水效果差的问题。

3.2.2严密监视脱水机运行状态

监盘人员要勤于调整脱水机频率以及下浆量。巡检人员应检查脱水机运行状态良好、滤布完好无破损或跑偏等现象，特别要检查滤布冲洗水量是否正常，发现问题及时联系检修处理。

四、参数曲线