石膏含水分高原因分析
( 1) 石膏浆液中杂质过多。杂质主要指飞灰以及石灰石中带来的杂质等, 这些杂质干扰了吸收塔内化学反应的正常进行, 影响了石膏的结晶和大颗粒石膏晶体的生成; 另一方面杂质夹在石膏晶体之间, 堵塞了游离水在石膏晶体之间的通道, 使石膏脱水变得困难。
( 2) 石膏浆液中CaCO3 或CaSO3•1/2H2O 过多。这是吸收塔内pH 值控制不好以及氧化不充分所致。若pH 值过高, 则石膏中的CaCO3 就会增加, 一方面导致浆液品质恶化脱水困难, 一方面又不经济。如果生成的CaSO3•1/2H2O 得不到充分的氧化,会导致石膏中CaSO3•1/2H2O 含量过高, 脱水困难。 ( 3) 废水系统不能正常投用, 系统中杂质无法排出。脱硫系统中排出的废水取自废水旋流器的溢流, 主要为飞灰、石灰石中带来的杂质以及未溶的石灰石。由于这些杂质大多质量相对较轻, 当石膏浆液流到皮带机滤布上时, 较轻的杂质漂浮在浆液的上部, 并且颗粒较石膏颗粒细且粘性大, 因此石膏饼表面常被一层呈深褐色物质覆盖, 这层物质手感很黏,且很快会析出水分。如果废水系统不能正常投用, 系统中杂质就会累积, 导致石膏脱水越来越困难。
( 4) 石膏浆液过饱和度控制不好, 导致结晶颗粒过细或出现针状及层状晶体。( 5) 煤种硫分偏高导致烟气脱硫装置( FGD) 进口烟气中含硫量超标。如果进口烟气中SO2 的含量严重超标, 会带来两方面负面影响: 一方面导致CaSO3•1/2H2O 氧化不充分; 另一方面也导致石膏晶体结晶的时间过短, 不能生成大颗粒的石膏晶体, 从而脱水因难。
( 6) 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。而如果石膏浆液含固量达不到要求, 则直接影响脱水效果。
( 7) 真空皮带机真空达不到要求。具体原因有真空皮带机处管道漏真空、气液分离罐到真空泵的管道结垢堵塞或滤布孔径过小等。如果真空泵及皮带机的管道漏真空、气液分离罐到真空泵的管道结垢堵塞,那么真空泵的抽吸能力就会减弱, 就不能将皮带机上石膏滤饼中的游离水吸出, 导致石膏含水率超标。另外滤布孔径过小则可能被杂质堵住, 也会影响脱水效果。
3 石膏含水率高的解决过程
对照石膏含水率高的主要因素并结合扬二厂脱硫系统的实际情况, 对从石灰石至石膏整个生产流程进行充分分析, 找出生产流程中存在的各种问题,尤其发现石膏中杂质及CaCO3 含量偏高、石膏浆液的含固量偏低、真空皮带机工作参数不正常等影响石膏脱水的因素, 有针对性地采取下列措施。
3.1 降低系统中杂质含量以提高石膏浆液的纯度
( 1) 提高静电除尘器各电场的参数, 降低电除尘出口的烟尘含量。
( 2) 提高石灰石的品质, 使石灰石CaCO3 含量大于93% , 从而减少吸收塔中杂质, 保证石膏晶体的结晶能正常进行, 使晶体颗粒的形状趋于规则化。
( 3) 对石膏浆液进行抛弃, 在经过连续3 天的彻底抛弃后石膏浆液的品质得到了大幅度提高, 石膏脱水时滤饼表面看不到深褐色物质覆盖, 石膏的颜色也变白了。
( 4) 对废水进行改造, 实现废水的正常排放。
采取以上措施后, 系统中的杂质大幅度减少, 吸收塔中浆液的品质得到了提高, 这从吸收塔中氯离子的含量可以看出, 以 1 号炉为例, 采取措施前后氯离子含
量见表1。
3.2 对表计进行校正
由于表计的准确性时刻影响着整个脱硫系统的正常运行, 影响着石膏的脱水效果, 因此对偏差较大的表计全部进行了校正及整改。
( 1) 对pH 计进行了校正, 将偏差范围控制在0.2 内, 使pH 计能及时准确地反映吸收塔内的真实pH 值;
( 2) 对吸收塔的密度计进行改造, 在主管道上加装了节流孔板, 提高了密度计前后的压差。改造之后显示值和便携式相比误差均在40 kg/m3 以内, 在线密度计误差明显减小。pH 计及密度计准确性提高后, pH 值大幅波动的情况减少了, 运行人员将参数调整在 5.2～5.7 的最佳范围内, 不但石膏中CaCO3 及CaSO3•1/2H2O 的含量大幅减少, 石膏的含水率大幅降低, 而且也提高了石膏品质。表计校验前后参数见表2。
3.3 提高吸收塔内浆液的含固量
由于密度计校验后比较准确, 通过取样分析, 将含固量和密度对应起来, 再根据浆液密度很好地将吸收塔的含固量保持在20%左右。
3.4 提高石膏旋流器底流的含固量
石膏旋流器底流的含固量高低对脱水来说至关重要, 因此提高石膏旋流器底流的含固量也是这次试验一个重点, 从2 个方面着手进行了整改。
( 1) 提高石膏旋流器进口的压力, 根据理论研究, 旋流器进口的压力越高分离效果越好, 把旋流器的进口压力从130 kPa 提高到150 kPa。
( 2) 对石膏旋流器的沉砂嘴尺寸进行了调整,将原来的直径由D20 mm 调整到D17.5 mm, 提高了旋流器的分离效果。
通过以上两方面的工作, 把原来的30% 的含固量提高达到50%左右, 达到了设计要求。以1 号炉为例, 具体数据见表3。
3.5 对真空皮带机进行检查
通过检查发现皮带机下方的塑料真空管有漏点, 全部更换后真空皮带机的真空达到正常水平。在真空泵及皮带机运行正常的情况下, 真空泵的真空度及电流是脱水效果好坏的一个重要表征, 平常可以通过真空度和电流大致判断石膏的含水率。
3.6 控制石膏的结晶时间
石膏结晶需要一定的时间, 如果时间过短, 则生成的石膏颗粒过小, 不易脱水, 如果结晶时间过长,则生成针状或者层状的晶体, 如果进一步向片状、簇状或花瓣形发展, 其黏性大难以脱水, 所以控制石膏的结晶时间非常关键。针对石膏结晶时间不够、脱水困难这个问题, 采取了以下3 个措施。
( 1) 提高吸收塔内的液位, 让浆液达到脱水密度的时间变长, 延长石膏的结晶时间。
( 2) 提高吸收塔内浆液的密度, 这实际上也是变相地延长石膏的结晶时间。( 3) 在采取上面2 个措施未取得明显效果后,又对1 号炉的石膏浆液进行了彻底地抛弃, 将吸收塔浆液的密度降到1 020 kg/m3。然后让石膏慢慢生长满足其结晶时间, 待达到脱水密度后再进行脱水。满足晶体生长时间后的晶体从形状来看明显比抛弃之前规则, 见图1、2。从达到脱水密度后的几天取样数据来看, 石膏含水率平均在10% 以内, 达到了设计要求, 具体数据见表4。对3、4 号炉吸收塔浆液的抛弃也取得了同样理想的效果。
4 结论
