石膏脱水困难原因分析

脱硫石膏脱水困难的原因分析及解决方案

我厂脱硫采用石灰石-石膏湿法脱硫技术，一炉一塔，不设增压风机、GGH。设计入口硫≦7400mg/m3，出口硫≦200 mg/m3。石灰石浆液在吸收塔内对烟气进行逆流洗涤，通过物理、化学反映使烟气中的SO2与石灰石中钙离子发生反应，生成半水亚硫酸钙，再被鼓入浆液中的空气强制氧化生成二水硫酸钙，形成石灰石石膏浆液，由排浆泵将吸收塔内的浆液抽出，送往一级水力旋流器进行粒径╱密度分离，含固量5％左右的溢流，主要包括石灰石，灰尘等细小杂质颗粒重新返回吸收塔，含固量40％左右的底流，主要为石膏晶体送往二级真空皮带脱水机机进行脱水，形成含水量小于10％、石膏纯度90％以上的石膏饼，运送至灰厂掩埋处理，从而除去烟气中97％以上的SO2污染物。

1石膏脱水困难的现象极其原因分析

1.1现象

1）滤布成型的石膏饼中出现分层现象，上层较湿，下层较干：

2）石膏饼表面有一层湿黏，发亮的物质；

3）石膏病断层有气泡破裂后留下的小孔。

4）下料口不结块、不滑落，成稀泥状，甚至出现下部粘稠、上部成流水状。

1.2原因分析

影响石膏脱水的因素比较多，归纳起来，不外乎吸收塔物理化学反应过程的参数控制和脱水设备的运行状况。

1.2.1参数控制

参数控制因素对于吸收塔，除了粉尘，上游烟气因素已不可控，因而在运行过程中，主要要控制吸收塔本身的浆液PH值、浆液密度。吸收塔液位，粉尘含量和氧化风量，这些参数，影响石膏的结晶和水分的脱出，因为在石膏的生成过程中，如果参数控制不好，往往会生成层状、针状晶体，进一步向片状、簇状或花瓣形发展，其粘性大难以脱水，如亚硫酸钙晶体。而石膏晶体应是短柱状，比前者颗粒大，易脱水。另外，颗粒较小的物质如石灰石和粉尘等杂质，游离于石膏晶体之间，堵塞水分脱出通道，是水分难以脱出。

1.2.1.1浆液PH值。

浆液PH是控制脱硫反应过程的一个重要参数。控制PH值就是控制过程的一个重要参数。控制PH值就是控制进入吸收塔的石灰石浆液量。因为SO2溶解过程中，离解出大量的H+，高PH的控制有助于SO2的溶解，而石灰石的溶解过程中，离解出大量的OH-，低PH值的控制有助于石灰石的溶解，所以PH值得过高过低都不利于石膏的形成，必须确定一个合理的PH值，否则过高的PH值使大量的石灰石混入石膏，无论

是石灰石还是亚硫酸盐，由于其粒径比硫酸钙晶体小，不但降低石膏纯度，而且造成石膏脱水困难。

1.2.1.2浆液密度。

石膏的浆液密度反映了吸收塔中浆液的饱和情况，密度过低，则表明吸收塔石膏含量低，碳酸钙含量相对较大，此时如果将石膏浆液排除吸收塔，将导致石膏中的碳酸钙增加，浪费石灰石，由于其粒径小，既降低石膏品质又使石膏脱水困难；密度过高，则表明石膏浆中石膏和碳酸钙都过量，过量的硫酸钙抑制SO2的吸收，不利于碳酸钙溶解，此时若排除石膏，由于碳酸钙粒径小，造成石膏脱水困难。

1.2.1.3吸收塔液位

吸收塔液位影响亚硫酸盐的充分氧化和石膏在塔内的停留时间。液位低，使收塔中的氧化区缩短，亚硫酸盐得不到重复氧化，同时是储存在吸收塔中的石膏浆液相对减少，容易石浆液密度超限，使补入的石灰石浆液得不到充分的循环反映就排出吸收塔；液位高，氧化区延长，石膏纯度高，石灰石浆液循环反应充分，但密度一旦超限，由于石膏出不急，会发生密度过高使石膏出不急，会发生密度过高使石膏难于脱水的问题。

1.2.1.4粉尘含量

原烟气中的飞灰进入吸收塔浆液中在一定程度上阻碍了SO2与脱硫剂

的接触，降低了石灰石中Ca2＋的溶解速率，同时飞灰中不断溶出的一些重金属如Hg、Mg、Cd、Zn等离子会抑制Ca2＋与HSO3－的反应，“封闭”了吸收剂的活性。一般要求吸收塔入口的烟尘含量不能超过200mg/m3，如果超过300 mg/m3以上就容易出现这种现象。如果烟尘含量测量仪表不准，最直接的方法可以取样沉淀，如果沉淀的固体物质中上部的黑色灰状物质超过总量的1/3（正常的应在1/4以下），就说明入口的烟尘含量太大了（如下图）。

现在由于电除尘器效率不是很好，吸收塔变成了吸尘器，吸收塔浆液发黑，起泡，脱水时在石膏表明有一层黑色物质，在这种状况下再坚持运行可想而知。吸收塔浆液极易“中毒”。一旦发生“中毒”现象，就需要将浆液全部排出置换新鲜的浆液，造成很大的浪费，并影响脱硫系统的正常投入。吸收塔浆液“中毒”后，需要半月时间纠正才能彻底改善，在此期间会浪费大量石灰石粉，排放大量浆液，提高了运行成本。

图片：左侧为浆液含灰量大沉淀的取样照片，右侧为正常浆液取样沉淀后的照片

1.2.1.5氧化风量

氧化风量影响亚硫酸盐的氧化，风量足则氧化充分，生成粗壮的石膏晶体，极易脱水，则，生成粘度较大的、颜色发黑，晶格不规则的小粒径亚硫酸盐的晶体，不利于石膏脱水。同时，可溶性亚硫酸盐能提供可溶性碱量，当亚硫酸盐相对饱和度较高时，亚硫酸盐形成的碱性环境控制碳酸钙的溶解，从而导致浆液中的碳酸钙含量增大，使石膏纯度降低并难以脱水。燃煤含硫量突然增大，而鼓入吸收塔的氧化空气量并未随之增加，特别当SO2浓度超过设计值，氧化风量也是无法改变，由于严重氧化不足，会造成石膏结晶困难，增加脱水的难度。氧化率下降时，浆液中的可溶性亚硫酸盐浓度增大，将拟制CaCO3的溶解，石膏纯度也将下降，其中的CaCO3将增大，由于CaCO3的粒径较小，容易吸附到真空皮带机的滤布上，从而造成脱水困难。这时若从吸收塔取样可以发现，浆液成灰白色，沉淀速度较慢，正常石膏浆液完全沉淀时间越20分钟，此时需要1小时左右。

1.2.1.6灰分等杂质含量

一方面，由于氯根离子较碳酸根离子强，氯根极易与钙离子结合，并以氯化钙的形式存在于浆液中，从而使浆液中的钙离子浓度增

大，由于氯离子效应，将抑制碳酸钙的离解，同时由于氯根较亚硫酸氢根离子强，因而抑制SO2溶解生成亚硫酸氢根，不利于石膏晶体的形成。另一方面，杂质夹杂在石膏结晶之间，堵塞了游离水在结晶之间的通道，是石膏脱水变得困难，吸收塔内杂质含量的高低，可从皮带机上的石膏滤饼表面颜色间接了解，吸收塔内杂质的含量高时，石膏饼表面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，这是因为杂质大多为烟气中的飞灰，质量相对较轻，当石膏浆液流入皮带机滤布上时，轻轻的杂质漂浮的将也得上部，而杂质颗粒较石膏颗粒细且粘性的，水分不易脱除。

1.2.2设备原因

1.2.2.1石膏旋流器出现异常

判断旋流器工作是否正常，可以采取检查及测量的方法。测量的方法十分简单，分别取进石膏旋流器进口、出口的浆液，沉淀30分钟，对比一下含固量的差别，如果入口的含固量为出口的40-60%说明旋流子运行正常，如果高于60%以上就要检查更换旋流子了。可想而知，如果进入真空皮带机的石膏浆液过稀，负压析出的水量过大。脱水过程中形成不了真空，从而脱水效果也就变差。

1.2.2.2 真空皮带机异常

真空皮带机是石膏二次脱水的重要设备，脱水效果与浆液的性质、滤