谈谈石灰石-石膏湿法烟气脱硫石膏脱水技术.docx

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1、谈谈石灰石石膏湿法烟镯麻膏脱水技术目录目录1【摘要】1引言21 .对石膏含水率的影响因素21.1. 浆液固含量21.2. 入口烟气的含尘量31.3. 浆液的PH值31.4. 吸收塔液位31.5. 杂质含量31.6. 氧化反应效率41.7. 石膏脱水系统51.7.1. 石膏浆液旋流器51.7.2. 真空皮带机52 .脱硫石膏质量影响因素与烟气脱硫反应参数控制范围62.1. 石灰石品质62.2. 石膏浆液的固体含量82.3. 石膏浆液pH值的合理范围82.4. 吸收塔氧化空间与停留时间82.5. 入口烟气中的烟尘浓度与杂质中的FM+、Cr AP+含量93 .石膏脱水的物理系统93.1. 设备运行条

2、件与选材93.2. 常用的石膏脱水系统103.2.1. 水力旋流器脱水系统103.2.2. 真空皮带脱水系统114 .结语12【摘要】文章研究脱硫石膏质量影响因素与烟气脱硫反应参数控制范围，分析了石灰石石膏烟气脱硫反应中的石灰石品质、石膏浆液固体含量、石膏浆液pH值合理范围、吸收塔氧化空间与停留时间、烟气入口烟尘浓度等各参数的理想值，探讨了水力旋流器脱水系统与真空皮带脱水系统这两种常用的物理脱水系统的技术特点及在石膏脱水中的应用。【关键词】石灰石石膏湿法脱硫技术；石膏脱水系统；旋流器；真空皮带机引言电能生产是国民大计，环境保护是百年大计，在生产的同时，我们应当兼顾环境的保护，为解决SO2的污染

3、问题，我们必须从源头上控制其排放量，石灰石石膏湿法是一种脱硫效果好、经济成本低、业已广为应用的成熟技术。本文将对这种湿法脱硫技术与石膏脱水技术的应用展开具体探讨与研究。1 .对石膏含水率的影响因素1.1. 浆液固含量吸收塔中的石膏饱和度通过石膏浆液密度体现，如果石膏浆液密度较低，则说明吸收塔内的石膏含量也是较低，依旧存在大量的碳酸钙，这种状况下如果排出石膏浆液，就会导致石膏碳酸钙含量大量增加，既造成了石灰石的浪费，又导致石膏品质下降。另外，如果浆液密度过大，则说明碳酸钙和石膏都是过量的状态，吸收塔内存在过量的硫酸钙会影响碳酸钙的溶解。止匕外，排出的碳酸钙具备较小的粒径，会导致滤布的堵塞，致使石

4、膏脱水处理工作更加困难。经过研究和实际应用可知，浆液固体含量保持在15%.18%范围内时石膏晶体含量最高。第3页共12页1.2. 入口烟气的含尘量吸收塔的粉尘和飞灰粒径在经过除尘器净化处理后，具备的粒径会变的更小，并且远小于石膏粒径，因此真空皮带机上的石膏经过脱水处理时，由于粉尘和灰尘的存在会导致滤布细孔发生堵塞情况,并且吸收塔内二氧化硫的吸收也会受到金属离子溶出的严重影响，石膏质量可想而知。为优化这种状况，需要提升燃煤的质量，严格控制烟气含尘量，并要对滤布实施定期清理处理。浆液含灰量大沉淀的取样照片正常浆液取样沉淀后的照片1.3. 浆液的PH值在通常情况下，浆液的酸碱度也会对二氧化硫的吸收造

5、成一定程度的影响，PH值高的浆液环境卜分有利于二氧化硫的吸收，而PH值较低的浆液环境会有利于碳酸钙离子的溶解以及亚硫酸钙的氧化。总体而言，浆液的PH值过高或者过低都会导致石膏品质下降，导致二氧化硫吸收反应不完全。因此，在实际脱硫处理中，需要控制浆液的PH值控制在5.0.5.8之间。1.4. 吸收塔液位为增加氧化区容积，促进二氧化硫的吸收以及充分氧化亚硫酸亚，可以适当提高吸收塔液位，不过，由于浆液的密度增加到脱水密度的时间会延长，相应的晶体会由易于脱水的棱柱状晶体逐渐变为不易于脱水的花瓣状晶体或者片状晶体，所以运行过程中需要根据实际工况合理控制吸收塔液位。1.5.杂质含量飞灰中和石灰石中的粉尘都

6、会导致反应体系杂质含量的增加，其中对反应体系造成影响的杂质元素主要有铝元素、三价铁元素、氯离子等。其中，氯离子具备的酸性比碳酸根离子强，会对二氧化硫溶解成亚硫酸根造成一定的抑制，对石膏造成的影响程度最大，十分不利于石膏的形成。另外，氯离子和钙离子十分容易结合，结合生成的结晶水晶体导致晶体的含水量增加。止匕外，在三价铁离子和铝第3页共12页离子的影响下，与其他离子相互结合形成胶体，由于胶体具备粘性大、粒径小的特征，会对石膏脱水造成严重的影响。从石膏饼形态上可以看出杂质含量的多少，石膏饼表面有深褐色并且具备较大粘性就说明杂质含量较高。因此，在实际操作中，要确保废水系统正常运行，将杂质有效去除，提升

7、石膏的品质。1.6. 氧化反应效率在脱硫系统运行过程中，氧化反应效率是生成石膏品质的决定性因素。而影响氧化效率的因素主要有以下几点：a.当燃煤硫分增大时，极易发生氧化不充分的现象。氧化空气不足，导致生成的半水亚硫酸钙难以氧化成二水硫酸钙，而半水亚硫酸钙颗粒小、粘度大，难以脱水。氧化空气不足，除了硫份的增大,还有可能是由于氧化风管脱落、堵塞等原因造成的。b.浆液喷淋系统和氧化系统长期处于PH值较低的环境下运行，在酸性的腐蚀下，氧化风管和浆液喷淋系统管路会被腐蚀，甚至会出现断裂情况，如果出现严重腐蚀或者断裂情况时，没有及时发现其中的问题会导致气液比失调，导致脱硫反应不均匀的发生，并且相应的氧化也不

8、完全，对脱水性能造成严重的影响。c.浆液起泡溢流是伴随脱硫系统运行过程中最常见的现象，浆液起泡会在吸收塔内造成虚假液位，从而降低了氧化区容积，影响氧化效果，造成石膏脱水困难、含水率高等问题。d.在脱硫系统前端运行工况会造成脱硫吸收塔内浆液含有油污，比如煤质不好、燃烧不充分、投油助燃等情况都会导致浆液中含油。浆液中的油污在喷淋、搅拌等扰动下，会包裹亚硫酸钙，抑制进一步的氧化反应。并且油污随着石膏浆液到达真空皮带脱水机，会在滤布上附着一层油膜，加大石膏脱水困难。同时，浆液中的油污也会导致浆液起泡，从而降低氧化区容积，加剧了氧化效率下降。为了解决或预防浆液里油污对氧化效率的影响，可以投加脱硫专用除油

9、剂来去除浆液中油污，比如宏福环保公司的GS-CY01型脱硫专用除油剂。1.7. 石膏脱水系统1.7.1. 石膏浆液旋流器作为一级脱水设备，石膏旋流器运行状况决定着石膏的品质。石膏旋流器的工作原理为在离心力作用下，将小颗粒和大颗粒良好分离，将石膏浆液分为两部分。对旋流器造成影响的因素主要有：旋流子投运个数、石膏浆液旋流器入口压力、旋流器沉沙嘴尺寸。a.在实际操作中，需要适当增加旋流器入口压力，从而增大旋流器的分级效率，提升石膏品质。b.在实际运行中增加旋流子投运个数，会增加石膏脱水速度。c.旋流器沉沙嘴尺寸的确定要依据实际中的诸多因素进行设计，另外，在长时间运行中，沉沙嘴会被磨损，口径会变大，致

10、使进入脱水机的小颗粒石膏晶体增多，增加脱水困难。为避免脱水性能受到影响，需要保证尺寸合适避免旋流器底流颗粒过小情况的发生。1.7.2. 真空皮带机石膏在经过旋流器脱水处理后，会被传送到真空皮带机上实施二次脱水处理，在经过脱水处理后石膏的含水量会降低到相应的标准之下，才能流入市场实现出售。因此，通过真空皮带机实施二级脱水占据着重要的地位。在实际的运行中，会存在脱水效果不理想情况的发生，石膏含硫量达不到标准,经过相应的研究和分析，这是由于旋流器尘沙嘴磨损尺寸变大、企业分离器液位过高、浆液氧化为彻底等原因造成的。在实施相应的优化处理后，可以有效解决这一问题。在进行滤布定期冲洗时，需要保证冲洗水具备好

11、的质量，避免冲洗水中含有较多的杂质导致冲洗喷嘴堵塞情况的发生。为全面优化冲洗嘴堵塞情况，可以将系统的喷水管引到箱体外部，在发生堵塞情况时可以很容易的清理。第13页共12页2 .脱硫石膏质量影响因素与烟气脱硫反应参数控制范围2.1. 石灰石品质石灰石作为脱硫吸收剂原料，其品质不仅直接影响脱硫效率，也影响着石膏浆液的品质,石灰石纯度与石膏成分的关系见图lo由于白云石(MgC03CaC03)比方解石CaCO3的溶解速率低310倍，当石灰石纯度较低(CaCO3含量85%)或者要求对石灰石要有较高的利用率时，白云石等杂质会大大降低石灰石的溶解。MgCO3含量过高容易阻碍石灰石的溶解从而降低脱硫效率，这主

12、要是因为Mg2+的存在对氟一铝钝化膜的形成有很强的促进作用，这种钝化膜的包裹引起石灰石的溶解速率降低，也就降低了石灰石的利用率。另一方面，易溶的镁盐在吸收塔内累积，浆液中高浓度的镁离子和亚硫酸根离子将降低石灰石的溶解速率，减小SO2气相扩散的化学反应推动力，严重影响石灰石化学活性，从而增加石灰石耗量。氧化镁含量越高，石灰石的活性越低，影响石膏生成的品质。100() HZgo*R未反应CaCO3：4.0%959085751IlI|7580859095100石灰石CaCCh含景()图1 FGD装置石灰石纯度与石膏成分的关系石灰石中二氧化硅含量高，影响脱硫工艺设备的耐磨性。Fez。?与AI2O3进入

13、吸收塔浆液循环生成易溶的铁、铝盐类，浆液中富集的非Ca2+离子，将弱化CaC03在溶液体系中的溶解和电离。石灰石粉的粒径越小，其比表面积越大，液固接触越充分，从而能有效降低液相阻力，石灰石溶解性越好，反应效率高；相反，如果粒径大，必须在很低的pH值下才能充分溶解，但这样又影响了脱硫效率。石灰石的品质对石膏脱水结果即石膏的品质有决定性的影响。在选择脱硫吸收剂时，石灰石中的碳酸钙含量应大于90%,燃用中低硫份煤种时，石灰石细度要保证250目90%以上的过筛率，燃用高硫分煤种时，石灰石细度要保证325目90%以上的过筛率。2.2. 石膏浆液的固体含量石膏浆液的密度对直接表明了吸收塔内石膏的饱和度，浆

14、液密度与塔内石膏含量成正比。浆液密度过低，石膏饱和度低，CaC()3含量大，若将石膏浆液排除吸收塔外，则石膏中的CaC()3含量增加，不仅浪费了大量石灰石，而且降低了石膏的品质。浆液密度过高，CaC03含量与石膏含量均过高，硫酸钙含量过高，制约着SO?的吸收与CaC()3的溶解。此外，由于石灰石粒径小于石膏粒径，石膏脱水中容易堵塞滤布，影响脱水效果，降低石膏品质。相关实验与研究表明，为得到最高石膏结晶含量，应当将石膏浆液中的CaO)3与硫酸钙等固体含量控制在15至18%之间。2.3. 石膏浆液pH值的合理范围浆液的pH值是石灰石石膏脱硫系统的重要运行控制参数。浆液pH值从吸收与氧化两个方面影响

15、吸收塔内的脱硫过程：pH值越高，传质系数越大，SO?吸收速度就越快，但系统设备结垢严重；pH值越低，吸收速度就下降，当pH值下降到4时，几乎失去吸收SO2功能。总的来说，吸收液的pH值越高，SO?的吸收效果越好，吸收液的pH值越低，CaC03离子的溶解和CaS03的氧化反应越充分。因此，应控制吸收塔内浆液pH值既不能过高，也不能过低，否则都会降低石膏的品质，使反应不充分。一般而言，吸收液的PH值应当控制在5.0至5.8这一合理范围内。2.4. 吸收塔氧化空间与停留时间吸收塔内，为将石灰石与烟气中SO2反应生成的CaS03中间产物转化成CaS04，通常采用强制曝气氧化装置。氧化反应的结果，使大量HSO,转化成SO；，生成的SO；一与Ca2+发生反应，生成溶解度相对较小的CaSO正加大了 SO2溶解的推动力，从而使SO?不断地由气相转移到液相，最终转化成可利用的石膏。当氧化率下降时，循环浆液中的可溶性亚硫酸盐浓度增大，严重时石膏中会出现较高含量的固体