田 永

（華電國(guó)際十里泉發(fā)電廠,山東 棗莊 277103）

1 前言

在石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)中，石膏漿液的pH值大約為5～6，溫度為40～50℃。石膏漿液中包含的主要成分由石膏、鹽類(lèi)混合物(MgSO4，CaCl2)、石灰石、CaF2和灰粒組成。石膏脫水系統(tǒng)的主要任務(wù)是保證最終產(chǎn)物石膏的含水量和其中的可溶性成分含量符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。

2 皮帶脫水機(jī)的工作原理

工作原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是進(jìn)行過(guò)濾。把需要分離的液體混合物放在濾布的一側(cè)，在壓力作用下，流過(guò)濾布達(dá)到到另一側(cè)，固體留下來(lái)，達(dá)到液體和固體顆粒分離的目的。

3 石膏含水率的影響因素

影響因素主要是石膏漿液的物理特性、真空皮帶機(jī)運(yùn)行狀況和工藝因素。

3.1 漿液物理特性

石膏漿液的物理特性影響它的脫水性能。多項(xiàng)分析表明，影響石膏脫水的主要特性有：顆粒度的大小、漿液中雜質(zhì)、漿液內(nèi)氯離子含量等。

3.1.1 顆粒度的影響

石膏顆粒度的分布主要受整個(gè)工藝流程的影響。石膏的結(jié)晶受漿液中CaSO4·2H2O的飽和度、漿液的溫度、酸度、攪拌方式等控制。石膏晶體的形狀、大小直接影響到石膏處理系統(tǒng)能否正常地工作。通常希望得到粗柱狀(短棒狀)、結(jié)構(gòu)致密、粒徑分布合理、抗壓強(qiáng)度高的石膏，因?yàn)槭嗑w的粒徑越粗大，越有利于石膏漿液中水的脫除，同時(shí)越有利于處理系統(tǒng)中的水力旋流器將CaSO4·2H2O和末反應(yīng)的CaCO3分離開(kāi)來(lái)，提高石膏的品位。

3.1.2 石膏中雜質(zhì)

雜質(zhì)來(lái)源主要是兩個(gè)：煙氣中攜帶的飛灰和石子或石粉的雜質(zhì)。雜質(zhì)不能參加脫硫反應(yīng)，但含量增加會(huì)導(dǎo)致石膏脫水性能明顯下降。特別是分散存放的石灰石可能受到存放及貨源條件的限制存在質(zhì)量問(wèn)題，若含二氧化硅為主的雜質(zhì)多，不僅增加真空皮帶濾布負(fù)擔(dān)，而且加劇了設(shè)備磨蝕。

表1 不同雜質(zhì)含量下的石膏含水率數(shù)據(jù)

從上表可看出，當(dāng)雜質(zhì)增加時(shí)，石膏含水率明顯上升，影響了石膏的品質(zhì)。

圖1 石灰石粉（上）和石膏（下）粉對(duì)比

圖1中兩張照片是在相同倍數(shù)高倍體視顯微鏡下，石灰石粉（左）和石膏（右）粉末，由照片可以看出細(xì)小的石灰石顆粒吸收二氧化硫而形成大顆粒透明水合石膏晶體。石膏晶體純度越高，具有合適的通透性，便于石膏脫水。反之，石膏中含有泥土（二氧化硅）、水泥（二氧化硅） 、沒(méi)有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的石灰石粉末、氧化反應(yīng)不完全粘性大的亞硫酸鈣等雜質(zhì)，由于不能生長(zhǎng)成大分子晶體，在真空皮帶濾布吸濾過(guò)程中，首先下沉至濾布表面，甚至在濾布縫細(xì)中永久殘留。

3.1.3 石膏漿液中氯離子的含量

氯離子主要來(lái)源于煙氣內(nèi)氯化氫及工藝水，氯離子的多少直接影響著石膏的脫水效果。

由數(shù)據(jù)中看出，氯離子過(guò)多時(shí)，石膏脫水效果變差。

3.2 皮帶機(jī)運(yùn)行狀況

表2 漿液不同氯離子濃度時(shí)的石膏含水率

3.2.1 設(shè)備故障致使真空下降

設(shè)備故障致使真空下降，造成石膏的含水率上升。主要原因?yàn)椋簽V布破損、真空泵故障、密封水路失控、真空部分泄露、真空箱與皮帶間產(chǎn)生裂縫等。

3.2.2 濾餅的厚度

在漿液量恒定時(shí)，皮帶機(jī)轉(zhuǎn)速降低，濾餅的厚度會(huì)增加；相反，濾餅厚度降低。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)證明，需要把濾餅厚度調(diào)整到20～25mm范圍內(nèi)，才能得到好的脫水效果。

3.3 工藝因素

石膏的結(jié)晶是否控制良好直接影響到晶體的形狀和大小，反應(yīng)程度則影響石膏成分。影響其脫水性能的工藝因素主要有以下幾點(diǎn)：

3.3.1 煙氣的飛灰含量

飛灰過(guò)高會(huì)影響石灰石粉的溶解性。進(jìn)入吸收塔的煙氣，都經(jīng)過(guò)了電除塵的處理，其飛灰顆粒直徑很小。細(xì)灰進(jìn)入漿液內(nèi)，會(huì)包裹在石灰石粉的表面，降低了石灰石粉的溶解，并造成漿液pH值降低，影響石膏結(jié)晶的形成，并造成石膏含水率升高。

3.3.2 吸收塔內(nèi)漿液停留時(shí)間

吸收塔內(nèi)漿液停留的時(shí)間，影響著石膏的結(jié)晶效果，漿液停留時(shí)間太短會(huì)造成石膏的顆粒很細(xì)小，致使濾餅比較細(xì)密而不易脫水，石膏的含水率會(huì)增大。

3.3.3 氧化風(fēng)流量

氧化風(fēng)流量過(guò)低會(huì)造成氧化過(guò)程不充分，漿液中含有過(guò)多的半水硫酸鈣，對(duì)石膏質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生較大的影響。

3.3.4 吸收塔內(nèi)漿液攪拌效果

攪拌器工作不正常或攪拌效果不好時(shí)，會(huì)出現(xiàn)片狀和針狀的石膏晶體，影響到石膏脫水效果。

4 結(jié)語(yǔ)

在石灰石-石膏濕法脫硫的系統(tǒng)中，皮帶脫水機(jī)主要作用是濃縮石膏的漿液，產(chǎn)生石膏。經(jīng)過(guò)對(duì)不同的皮帶脫水機(jī)大量調(diào)查表明：石膏含水率主要影響因素為石膏漿液的物理特性、真空皮帶機(jī)運(yùn)行狀況和工藝因素；石膏結(jié)晶的粒徑越大、漿液氯離子越少、煙氣中飛灰量越低，便越利于提高石膏的脫水性能，提高石膏產(chǎn)品的質(zhì)量；在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，需要綜合考慮以上眾多因素，為獲得更好的石膏品質(zhì)，可從下面幾個(gè)方面著手運(yùn)行調(diào)整：（1）提高電除塵器的除塵效果，使進(jìn)入吸收塔內(nèi)的煙氣飛灰含量盡可能降低； （2）確保足夠的漿液停留時(shí)間；（3）確保系統(tǒng)內(nèi)提供的氧化風(fēng)量足夠，保證氧化效果；（4）加強(qiáng)攪拌器的維護(hù)和保養(yǎng)，確保有良好的攪拌效果和攪拌強(qiáng)度；（5）嚴(yán)格控制漿液的pH值在規(guī)程規(guī)定的合理范圍內(nèi)，減少氯離子含量；（6）保證濾餅厚度在合理范圍內(nèi)運(yùn)行。

[1]《石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)設(shè)計(jì)》北京國(guó)電龍?jiān)喘h(huán)保工程有限公司.