石膏高含水率原因分析.doc

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CaSO31/2H2O 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( FGD) 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) 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, 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)