楊鴻鵠

摘 要：本文圍繞火電廠濕法煙氣脫硫工藝中脫硫石膏脫水的議題進行了探討，文章概述了石膏生成及脫水工藝流程，分析了脫硫石膏脫水現(xiàn)狀，結(jié)合濕法煙氣脫硫工藝中脫硫石膏脫水異常的問題提出了改進方案，供相關(guān)人士參考。

關(guān)鍵詞：濕法脫硫;煙氣脫硫;石膏脫水

1引言

利用石灰石或石灰漿對吸收塔內(nèi)的煙氣進行吸收，促進煙氣中的硫氧化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽和亞硫酸鹽，從而達(dá)到凈化煙氣的效果。在上述濕法脫硫工藝中，石膏作為主要的產(chǎn)物，石膏產(chǎn)品質(zhì)量是該工藝優(yōu)化的重要考量因素。從實際工藝情況來看，石膏產(chǎn)品品質(zhì)不僅與吸收劑的質(zhì)量息息相關(guān)，而且還與吸收塔內(nèi)的理化反應(yīng)條件及過程緊密相關(guān)。通過優(yōu)化條件或因素，提高石膏脫水率是保障石膏產(chǎn)品品質(zhì)的有效途徑。

2石膏的生成及脫水工藝流程

火電廠燃煤煙氣中產(chǎn)生較多的二氧化硫，這些二氧化硫在吸收塔內(nèi)與石灰石漿液中的碳酸鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成水合碳酸鈣晶體，然后這些晶體隨著漿液進入到石膏旋流器中進行過濾脫水，過濾后底部石膏漿液再次經(jīng)過脫水得到石膏產(chǎn)品。

3脫硫工藝中石膏脫水現(xiàn)狀

濕法脫硫工藝中經(jīng)過脫水的石膏對于火電廠而言是重要的產(chǎn)物，可作為化工原料出售。由于脫硫石膏是以二水合硫酸鈣為主要成分，因此在用途上可以代替天然石膏，用于制備石膏產(chǎn)品。對于火電廠而言如果能夠優(yōu)化石膏脫水工藝，那么生產(chǎn)得到的石膏將為火電廠增加收益提供更有利的條件。在脫硫石膏產(chǎn)品中，含水率是衡量石膏產(chǎn)品的重要指標(biāo)。石膏脫水工藝水平的高低在很大程度上影響著石膏產(chǎn)品質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計，由于石膏脫水處理較為困難，濕法脫硫工藝中得到的石膏產(chǎn)品大多品質(zhì)不合格，導(dǎo)致我國每年待處理的脫硫石膏達(dá)到千萬噸以上，最終只能當(dāng)做廢棄物處置，不僅無法物盡其用，而且給企業(yè)帶來很高的處理成本。為了提高脫硫石膏利用率，火電廠對石膏脫水系統(tǒng)進行了完善升級，配備了石膏旋流器、石膏漿液罐、壓力泵、真空泵、皮帶機。實際脫水工藝中，石膏旋流器的濃縮效果不理想，真空皮帶脫水石膏的含水率不穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)過稀狀態(tài)，影響石膏產(chǎn)品品質(zhì)。

4石膏脫水異常分析

石膏顆粒分析：對預(yù)洗塔的漿液顆粒進行檢測，檢測結(jié)果顯示：石膏旋流器入口處漿液中的石膏顆粒粒徑D50的值為14.29μm。由于石膏顆粒粒徑的正常D50范圍在35μm以上，因此，石膏顆粒粒徑的值不滿足石膏產(chǎn)品顆粒粒徑的要求，需要提高石膏顆粒粒徑。由于石膏顆粒粒徑大小主要受到漿液停留時間的影響，因此可通過漿液停留時間的改善來增大石膏顆粒粒徑。通常情況下，石膏漿液的停留時間至少要15小時，在進行石膏脫水工藝的設(shè)計過程中，吸收塔、預(yù)洗塔的漿液停留時間設(shè)定為15小時，理論上應(yīng)該滿足石膏顆粒粒徑大小。實際生產(chǎn)中，由于預(yù)洗塔和吸收塔容易出現(xiàn)漿液倒流的現(xiàn)象，因此，預(yù)洗塔實際運行液位比設(shè)計值偏低，在低液位運行情況下，漿液停留在預(yù)洗塔內(nèi)的時間小于15小時，從而導(dǎo)致石膏顆粒粒徑偏小。

石膏旋流器工況分析：對預(yù)洗塔旋流器入口位置的漿液進行檢測分析，檢測結(jié)果顯示：漿液固含量為27.5%，而漿液固含量的設(shè)計值為15%。因此，從檢測結(jié)果看，石膏旋流器無法滿足石膏生產(chǎn)的實際需求。要降低漿液固含量，可從兩方面入手，一方面是調(diào)整漿液的固含量，使固含量與石膏旋流器型號性能相匹配，另一方面是根據(jù)實際漿液固含量情況更換旋流器，重新選型，滿足實際生產(chǎn)需求。

氧化分析：對預(yù)洗塔旋流器入口位置的漿液進行檢測分析，檢測結(jié)果顯示：漿液中含有的亞硫酸鈣含量為0.04%～0.05%，符合脫水工藝中亞硫酸鈣含量的正常接受范圍（0.4%以下）。因此氧化效果沒有異常。

碳酸鈣含量分析：對預(yù)洗塔旋流器入口位置的漿液進行檢測分析，檢測結(jié)果顯示：漿液中含有的碳酸鈣含量為4.12%～5.70%，與脫水工藝中碳酸鈣含量的正常接受范圍（3.0%以下）相比偏高。一旦碳酸鈣含量偏高就會增加石灰石消耗量，同時降低石膏中石膏含量。單碳酸鈣含量偏高對石膏顆粒粒徑大小幾乎沒有影響。

水平衡分析：濕法脫硫工藝中的石膏脫水采用的是一級塔二級塔串聯(lián)方式，因此脫硫反應(yīng)主要在一級塔進行，二級塔中主要去除粉塵和部分二氧化硫。一級塔和二級塔中的石膏均進入到脫水系統(tǒng)，除了系統(tǒng)中的補充水以及冷卻水以外，還有一部分水是來自除霧器沖洗水。系統(tǒng)水分蒸發(fā)主要發(fā)生在一級塔，系統(tǒng)水分補給主要發(fā)生在二級塔，因此，要保持系統(tǒng)水平衡就要使二級塔水分補給和一級塔水分蒸發(fā)盡量平衡。已知脫硫工藝中二級吸收塔的液位和一級預(yù)洗塔的液位，同時測量得到兩塔之間的直線距離，聯(lián)通管道內(nèi)徑DN500。根據(jù)伯努利方程可以極端出聯(lián)通管道內(nèi)石膏漿液的流動速度。計算公式如下：

通過計算得到聯(lián)通管道內(nèi)石膏漿液的流動速度與理論設(shè)置的流動速度相比偏小。而且吸收塔內(nèi)因除霧器沖洗水量大，同時蒸發(fā)量小，因此吸收塔液位會發(fā)生較大變化，而聯(lián)通管道內(nèi)石膏漿液流動速度慢，導(dǎo)致吸收塔液位無法通過聯(lián)通管道及時調(diào)整好。再加上吸收塔持續(xù)運行，內(nèi)部漿液會隨著水量的增加而密度逐漸降低，從而降低石膏脫水效率，影響產(chǎn)品品質(zhì)。

5石膏脫水整改方案

結(jié)合上述石膏脫水中的異常，提出如下改進方案：

一是升級石膏旋流器。由于石膏旋流器內(nèi)的石膏漿液檢測結(jié)果顯示石膏固含量偏高，同時石膏顆粒粒徑偏小，因此，對石膏旋流器進行更換，新的石膏旋流器中增加旋流子數(shù)量，使石膏旋流器出力值增大，使石膏旋流器滿足石膏脫水工藝的實際需求。二是更換過濾沖洗水泵。石膏脫水工藝中的濾布沖洗經(jīng)常出現(xiàn)噴嘴堵塞的情況，影響沖洗效率，導(dǎo)致石膏脫水質(zhì)量不高。對過濾沖洗水泵進行更換，提高水泵的沖洗水量。每臺沖洗水泵對應(yīng)一臺皮帶機，備用一臺。同時根據(jù)沖洗水泵的流量要求對水箱容積進行擴容，滿足過濾沖洗要求。三是增設(shè)石膏倒?jié){泵。由于吸收塔和預(yù)洗塔之間漿液的流動速度較小，因此會影響到兩塔之間漿液的混合程度和混合效率。為了使?jié){液再短時間內(nèi)充分混合，確保整個脫硫系統(tǒng)的水平衡系統(tǒng)保持正常水平，采用增設(shè)石膏倒?jié){泵的辦法。在吸收塔擴容排漿泵區(qū)域設(shè)置倒?jié){變頻泵，在預(yù)洗塔石膏排出泵區(qū)域設(shè)置倒?jié){變頻泵

兩個機組共設(shè)置四臺倒?jié){變頻泵，用于加快兩塔之間漿液混合。

6結(jié)語

綜上所述，在濕法煙氣脫硫工藝中，石膏脫水的質(zhì)量和效率對于石膏產(chǎn)品質(zhì)量有著十分緊密的關(guān)系。本文從石膏顆粒、石膏旋流器工況、氧化情況、碳酸鈣含量、水平衡情況等幾個方面對石膏脫水的異常情況進行了分析，并結(jié)合檢測分析的結(jié)果提出了石膏脫水工藝的改進方案和解決辦法，為業(yè)內(nèi)人員提供參考。在實際生產(chǎn)過程中，石膏產(chǎn)品的質(zhì)量不僅受到含水率的影響，還受到其他方面因素的影響，如石膏漿液酸堿度、環(huán)境空氣含量等等，因此，在火電廠技術(shù)人員提高石膏產(chǎn)品質(zhì)量的過程中還需要綜合考慮多方面因素，以更好地優(yōu)化工藝條件，完善工藝方案。

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（貴州西電電力股份有限公司習(xí)水發(fā)電廠 ?貴州 遵義 ?564600）