石膏高含水率原因分析

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1、石膏含水分高原因分析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 CaSO31/2H2O 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 CaSO31/2H2O 得不 到充分的氧化,会导致石膏中 CaSO

2、31/2H2O 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( F

3、GD) 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 CaSO31/2H2O 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

4、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)

5、 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

6、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 5.25.7 的最佳范围内, 不但石膏中 CaCO3 及 CaSO31/2H2O 的含量大幅减少, 石膏的含水率大幅降低, 而

7、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

8、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

9、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

10、, 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 结论石膏含水率的影响因素较多, 各种因素之间又相互影响, 要分析起来非常困难, 通过这次试验, 找出了一些对扬二厂来说影响非常大的因素并进行了调整, 解 决了石膏含水率超标问题, 但要把石膏脱水率长期控制在 10%以下, 就必须坚 持做到以下几点。 ( 1) 尽量减少杂质对石膏结晶及脱水的影响。 保证电除尘正常投用, 提高电场的参数, 控制烟气中的含尘量在 145 mg/m3 以下。 提高石灰石的品质, 保

11、证石灰石中 CaCO3 的含量要大于 93%。 废水系统要正常投用, 保持整个系统中的杂质及石膏中的杂质不超标。( 2) 降低煤种的含硫量, 最好将煤种的硫份控制在设计的 0.8% 以下, 保证 CaSO31/2H2O 能够充分氧化生成石膏以及石膏晶体能够正常结晶。( 3) 加强脱硫设备的维护管理, 保证 pH 计及密度计的准确性, 保证真空皮 带机运行正常, 运行人员根据运行工况将各项参数控制在最佳范围, 提高吸收 塔浆液的质量, 使石膏的生成及结晶能够顺利进行。 ( 4) 加强脱硫化学监测 分析表单的管理, 建立监测数据与运行操作的紧密联系, 使监测数据真正起到 监测、监督、指导运行的作用。