脱硫石膏含水率偏高的原因及控制方法

陈贵方

摘要：脱硫石膏含水率超标，直接影响其利用率，本文从人员的调整，运行方式、原材料质量等几个方面的因素分析石膏含水率超标的原因，制定出相应控制措施及方法，从多方面控制解决了石膏含水率高的问题。

关键词：石膏；含水率；原因分析；控制方法

1前言

我国电厂烟气脱硫过程中基本采取石灰石-石膏湿法脱硫工艺，工艺最后将石膏脱水后进行综合利用，国内脱水机采取水平式胶带真空脱水机，对石膏含水率有严格要求，但在实际运行中往往有超标现象。

石灰石-石膏湿式脱硫工艺中，石灰石浆液在吸收塔中对烟气进行逆流洗涤，生成半水硫酸钙并以小颗粒状进入浆液中，在浆液中经过氧化空气的强制氧化生成二水硫酸钙晶体，经过石膏排出泵到旋流站进行一级脱水分离，高浓度的石膏浆液再到脱水机进行脱水。根据用户需求，要求石膏含水率在15%以下为达标。如含水率高不仅会影响石膏的利用，还会增加电厂灰坝库容的压力及石膏运输，因此必须进行控制，通过合格石膏品质来保证其达到零库存的目的。

2影响石膏含水率的因素

2.1石膏含水率高后的表现

在真空脱水机运行的过程当中，如果石膏含水率升高，它会从各个方面反映出来。主要表现在：第一，石膏表面的温度会迅速上升，石膏含水率低于15%的要比高于15%的低15℃以上；第二、石膏颜色发生明显的变化，较低含水率的石膏颜色为灰白色且比较纯净，而含水率高的石膏表面为暗黑色且看上去杂质较多；第三、在滤饼上明显的感受到石膏表面散发的水汽明显增多，能见度都会跟着降低；第四，用手揉捏块状石膏后松开为团状，且在表面还有可能看到水份的析出，特别是抓取靠滤布层的非块状石膏后明显的感觉到石膏已为粘稠状。第五、观察真空脱水机的真空度后发现基本上都维持在45kPa以上或者30kPa以下，这一点可以肯定滤布堵塞或者石膏没有达到脱水条件（密度过低、亚硫酸钙含量高）。第六、在石膏库观察下落的石膏明显的成块状或团状，未能成正常的粉末状。以上六种现象为石膏含水率升高后的表现。

2.2影响石膏含水率的因素

（1）设计存在缺陷，真空泵出力不足及滤布过滤效果差。

（2）烟气脱硫过程中工艺设计及控制不当，进入真空皮带机的固相石膏晶体不符合工艺要求，如晶体粒径达不到要求、石膏旋流站分离效果差，底流含固量低。

（3）废水系统投入不正常，浆液中杂质多。

（4）PH值未控制在合理范围内，石膏中碳酸钙含量超标。

（5）吸收塔液位控制过低、氧化风量过小，亚硫酸钙超标。

（6）脱硫石料品质达不到要求，碳酸钙含量低。

3.控制石膏含水率原因分析

3.1吸收塔浆液浓度的控制

脱硫吸收塔石膏浆液排出的浓度的控制对石膏品质的影响主要表现浓度高，石膏中杂质会增加，滤饼增厚，水分增加。

3.2脱水机滤布堵塞或皮带中心不正

脱水机是石膏脱水的重要设备，脱水效果与浆液的性质，滤布的清洁程度有较大的关系，液气分离器的真空直观反应脱水机的真空，真空越高，石膏含水率越大。真空增加，反应滤液水通过滤布压降增加。脱水不正常主要反映为一是滤布冲洗不干净或滤布长时间使用，脱水效果变差，透气性能差；二是石膏浆液品质发生变化，浆液中小颗粒晶体增加或杂质增加，引起滤布堵塞，必然真空度增加。三是脱水机橡胶皮带跑偏，脱水机皮带与真空盒未对正，表现真空度高，但石膏含水率高。

3.3废水排放量不足

在原烟气进入吸收塔与浆液接触脱除SO2的同时，烟气中的飞灰、氯化物、氟化物及石灰石中的杂质都会进入浆液中，这些杂质长期积累而不断升高，金属离子及氯离子对浆液吸收SO2产生一定的影响，并且会吸收大量钙离子，增加石灰石消耗，造成脱水困难。如浆液中杂质增加，石膏滤饼的颜色发黑，粘度增加，含水率增加。

3.4石膏浆液底流含固量低

一是吸收塔浆液或石膏浆液的含固量达不到要求。吸收塔浆液的含固量达不到要求则直接导致石膏旋流器底流出来的石膏浆液含固量偏低。二是旋流站分离效果差，导致底流含固量偏低，直接影响脱水效果。三是旋流站压力低，旋流站未达到分离效果。四是旋流站沉沙嘴磨损严重或脱落，分离效果差。

3.5烟气含尘浓度高

进入吸收塔的烟气含尘浓度高，造成浆液中含灰量增加，进入脱水系统后会造成脱水机滤布堵塞，造成堵塞困难，增加石膏含水率。

3.6吸收塔浆液PH值的控制

吸收塔浆液PH值是参与反应控制的一个重要参数，它与锅炉负荷、入口硫份及石灰石浆液浓度综合起来确定石灰石补浆量，PH高、低反应浆液供应量的增减，在线PH计显示测量不准，补入吸收塔石灰石浆液就不正确，过量补浆会导致石膏纯度降低，造成脱水困难。

3.7石灰石碳酸钙含量低，杂质多

石灰石中碳酸钙含量低于88%，对于其他杂质偏多，通过对石灰石进行化验，若碳酸钙含量低，则其中的二氧化硅、氧化铁、氧化铝含量偏多，酸不溶物增加，这些杂质进入浆液后必然会影响石膏的纯度及含水率，且杂质会对滤布进行堵塞，石膏及滤布透气性能差，导致石膏含水率上升。

4控制石膏含水率原因分析

4.1加强运行参数监测分析

参数不正常要及时查找原因调整，多参数发生变化（密度、PH值、真空度、旋流站压力等）会给问题处理造成困难。

4.2加强运行管理及定期分析

及时了解运行、维护及化验人员对FGD的各参数指标的分析与跟踪，不正常的及时进行干预与纠正，对发现异常制定相关的反措。

4.3加强对浆液PH值及密度的分析

按照吸收塔中反应物的计量和生成品质的要求，吸收塔浆液的密度和PH值与脱硫效率有直接关系，必须保证吸收塔PH值及密度在合格范围内。

4.4加强对废水系统维护，确保系统正常投运

为了保证吸收塔内反应支持进行及石膏质量，废水系统必须正常投入运行，以降低吸收塔内氯离子及、重金属离子及各种杂质的含量，保证吸收塔内化学反应及石膏晶体生成和长大正常进行，并控制吸收塔内氯离子在5000mg/l以下运行。

4.5定期对旋流站的检查与维护

运行检查发现石膏旋流站底流含固量低于40%，及时查找原因，吸收塔浆液密度过低要及时调整脱水运行；如是旋流站压力不够或低于额定压力，及时提高旋流站的压力；旋流站分离效果差要联系检修对旋流站进行检查，沉沙嘴进行更换。

4.6加强对石灰石品质的控制

加强石灰石品质的验收及化验，以保证石灰石含量在88%以上，从而保证石膏含水率在15%以下。

5.结论

脱硫吸收塔工艺系统复杂，影响石膏含水率因素多，各因素也有相互影响，通过分析找出超标的主要原因，目前影响的主要因素为石料中碳酸钙含量过低，酸不容物太高，颗粒太细后，堵塞石膏晶体之间的间隙，颗粒细使颗粒间表面张力大，阻力大，水分不容易吸出，造成石膏含水率过高。为此，要降低石膏含水率，目前必须提高石料碳酸钙的含量和减少浆液中氯离子及其他杂质的含量。

必须加强对流石灰石验收管理及石灰石的化学分析管理，以便运行及时调整提供科学依据

作者简介：

陈贵方（1973-），男，助理工程师，大学专科，现任黔北发电厂燃运除灰脱硫部脱硫专责，从事运行管理工作.