石膏粉生产线厂家教您提高脱硫石膏生产品质的措施
点击数:次 2015-12-23 09:43
提高脱硫石膏的生产品质,就是要提高脱硫石膏的纯度,降低石膏含水率,降低石膏中杂质(如飞灰、碳酸钙、亚硫酸钙和 CI- 含量等)。在石膏质量控制措施上,一是要优化系统设计;二是要加强脱硫运行调整;三是要控制好脱硫的外部条件;四是要加大脱硫运行的监测力度;最后,要关注吸收塔内浆液反应,防止石灰石浆液的抑制和闭塞。
1、优化脱硫系统设计
脱硫系统的设计要以锅炉及烟气、石灰石等参数为依据,充分考虑脱硫效率和石膏浆液品质,确定合理的脱硫吸收塔形式、钙硫比、液气比、浆液排出时间、浆液循环停留时间、烟气流速、石灰石粒径等工艺参数,并在此基础上确定吸收塔尺寸、浆池容积、浆液排出量、浆液循环量、喷淋方式及层数、氧化风量及分布形式等工艺条件,最终进行相关设备的选型和详细设计。在进行系统设计中,应充分考虑到燃煤或烟气含硫量、烟气流量。尤其是燃煤含硫量值选择一定要大于或等于实际燃烧煤种,否则将对脱硫效率和脱硫副产品-石膏品质带来严重后患。
2、加强脱硫系统的运行调整
在脱硫系统运行过程中,要监视好脱硫系统的各种运行参数,并及时调整,以保证石膏浆液品质。需要控制的参数有石灰石粉碳酸钙含量和粒度、烟气含尘量、燃煤硫份;需要调整的参数有 pH 值、吸收塔浆液池液位、石膏浆液密度、氧化风量和浆液循环量等。
(1)提高脱硫石膏的纯度
在脱硫反应中,CA2 遇到 S042-并结晶生成二水硫酸钙晶体(CaS04.2H2O)速度慢。在吸收氧化的浆液中,脱硫石膏的结晶受浆液中二水硫酸钙晶体(CaS04.2H2O)的过饱和度、浆液的温度、酸度及搅拌方式等影响。石膏晶体的形状、大小直接影响到石膏脱水系统中石膏旋流器能否正常地工作。石膏晶体的粒径越大,越有利于石膏旋流器将二水硫酸钙晶体(CaS04.2H2O)和未反应的碳酸钙(CaCO3)分离开来,以降低石膏中碳酸钙(CaCO3)的含量。因此,控制好石膏浆液在过饱和度情况下的等温结晶过程,就可获得粗大、均匀的结晶体,从而有效地提高脱硫石膏的纯度。
(2)保持合适的 pH 值
吸收塔内石膏浆液 pH 计测量不准确,pH 值波动大,就会使得输送的石灰石浆液用量不是真正需要的量,过量的石灰石浆液导致石膏纯度下降,造成水份不易脱除。吸收塔浆液的 pH 值与其它一些信号,如锅炉负荷、FGD 入口二氧化硫(SO2)浓度值和新鲜的石灰石浆液密度综合起来用于确定需要输送到吸收塔的反应浆液的流量,随着石灰石浆液碳酸钙(CaCO3)的加入,吸收塔浆液将达到某一 pH 值。高 pH 值的浆液环境有利于二氧化硫(SO2)的吸收,而低 pH 值则有助于 Ca2 的析出,二者互相对立。在一定范围内随着吸收塔浆液 pH 值的升高,脱硫率一般呈上升趋势,但当 pH 值到达临界值时,脱硫效率不会续升高,这时再提高 pH 值,塔内石灰石浆液反应活性反而变小,脱硫效率降低,导致石膏浆液中碳酸钙(CaCO3)的含量增加,二水硫酸钙晶体(CaS04.2H2O)含量降低,即降低了石膏品质,带来石膏脱水的困难。
(3)保持循环浆液一定的密度
循环浆液密度是脱硫系统运行的重要控制参数之一。晶体的生长与浆液的过饱和度密切相关。当石膏浆液的过饱和度达到一定程度时,就会形成晶种,并逐渐生长生成石膏晶粒。但当石膏浆液的过饱和度超过一定值后,晶种的生长速率超过石膏晶粒的生长速度,晶种往往就会在未发生反应的石灰石颗粒表面生长,造成石灰石粉利用率和脱硫效率的降低。此外,对过饱和度的控制还应特别注意初始过饱和度与生成晶体的大小有关,如果初始过饱和度愈大,则所得晶体的尺寸就愈小,因此,通常在脱硫系统投运初期,采用在吸收塔循环浆液中添加二水硫酸钙晶体(CaS04.2H2O)作为晶种,使硫酸钙(CaSO4)过饱和度降至正常浓度,以确保二水物的结晶过程尽可能在过饱和度与温度都比较稳定的条件下进行,从而得到颗粒粗大而整齐的石膏晶体;当石膏排出时,还应控制好循环浆液的石膏含量排放。
(4)保持吸收塔液相停留时间
石膏结晶是一个动态平衡过程,新晶种的形成和晶体长大同时进行,石膏浆液只有在结晶到一定程度才被允许排出。因此,必须使石膏浆液在吸收塔内保持一定的停留时间。
石膏浆液停留时间为吸收塔氧化池浆液最大容积与单位时间排出石膏量之比。浆池容积与石膏排出时间决定了晶体形成空间以及浆液在吸收塔形成晶体及停留的总时间。浆池容积大,石膏排出时间长,亚硫酸盐更易氧化,有利于石膏晶体长大。但石膏排出时间过长,会增大循环泵对已有晶体的破坏。一般石膏浆液过饱和度所需停留时间为 5~16 min,单循环回路脱硫塔浆液池的大小应能提供 ≮8 min 的停留时间,双循环回路 ≮5 min。浆液池提供给石膏结晶时间为 10~25 h(与晶粒大小有关),提供给石灰石溶解时间为 10~16 min(与石灰石粒度、活性、浆液 pH 值等有关),这两者的时间计算为浆液池中的固含量除以排石膏量。
(5) 保持氧化风量及其利用率
进入吸收塔的氧化空气是提供亚硫酸盐氧化成硫酸盐所必须的氧气。因此,氧化风量必须能够满足系统要求,且要求分布均匀并达到一定的利用率。否则,石膏浆液中的亚硫酸盐就会超标,最终无法形成合格的石膏晶体。 亚硫酸盐的氧化速率与 HSO3-的浓度、氧气(O2)的浓度、pH 值、温度、烟气中氧气对二氧化硫(SO2)的比率、液体的循环率、液体的黏度和密度等综合因素有关。HSO32-/HSO3-与氧气(O2)的反应速率很快,但氧气(O2)在浆液中的溶解度非常有限,氧化速率常受氧气(O2)在液膜中的扩散能力的影响。pH 值的大小影响浆液中 HSO3-的浓度。pH 值越低,浆液中的 HSO3-浓度越高,SO3-浓度就越低。实验证明,当 pH<6 时,二氧化硫(SO2)在水中主要以 HSO3-形态存在,pH 在 3.5~5.4 之间,几乎全部为 HSO3-。根据氧化速率与 pH 值的关系,当 PH>5.5时,氧化速率急剧下降。因此,控制 pH 值在适当低值范围内对亚硫酸盐的氧化是有利的,这就为形成合格的石膏晶体奠定了基础。提高脱硫浆液的浓度,脱硫效率有所降低,但氧化效率略有下降。但当脱硫浆液浓度 > 20% 时,不利于亚硫酸盐氧化反应的进行。
(6)保持石膏脱水设备和系统的正常运行在石膏旋流器运行过程中,应检查旋流站压力是否控制在设计范围,同时对顶流和底流取样分析,确定旋流子分配比。对石膏旋流器的溢流含固量一般应控制在 1.00%~3.00%(质量含量)左右,旋流器的底流含固量一般在 45%~50%(质量含量)左右,发现偏离正常值时应通过运行分析及时查明原因。对石膏浆液旋流器应定期进行清洗维护并检查旋流子是否磨损。
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、滤布的清洁程度有较大的关系。皮带机滤水收集箱真空表计直观地反映了皮带机的真空,真空皮带机的真空与石膏含水率呈有规律的变化。
脱水皮带机真空升高,反映出滤水通过滤布时的压降增加,其结果为所出石膏含水率增大。真空增加的原因,一是脱水设备运行不正常,如滤布冲洗不干净或滤布使用周期过长都会使皮带机脱水效果变差,脱水不畅;二是石膏浆液本身性质的变化,如浆液中小颗粒石膏晶体增多或浆液中的杂质含量增加等引起滤布过滤通道的堵塞,使浆液中的水不容易从滤布孔隙分离出来。脱水皮带机真空低于正常值,其可能原因为真空槽与皮带孔相对位置偏移、真空系统泄漏、滤饼厚度不足、滤布破损等;另外,真空室下部法兰连接处可能泄漏,通常伴有哨音,需检查真空室垫片正常与否和泄漏处法兰螺栓有否松动。对石膏皮带脱水机、真空泵等设备应定期进行清洗维护,保证设备的效率。滤布和真空系统是重点检查维护对象。
3、控制好脱硫外部条件
所控制的脱硫外部条件为锅炉燃煤硫份、脱硫石灰石粉品质、工艺水质、锅炉燃烧情况及锅炉电除尘出口粉尘含量等。
保持燃煤硫份在脱硫设计值之内燃煤硫份或烟气中二氧化硫(SO2)含量是影响脱硫系统是否正常运行的重要参数。在运行中,如果烟气中 二氧化硫(SO2)含量高于设计值,超出吸收塔处理能力,则脱硫效率将会显著下降,而且石膏品质也得不到保证。 燃煤硫份或或烟气中二氧化硫(SO2)含量高于脱硫系统设计值时,一方面,二氧化硫(SO2)含量升高会加大石灰石浆液给料量,导致吸收塔石膏浆液中碳酸盐含量超标;另一方面,亚硫酸钙转化为硫酸钙所需氧量超出氧化风量设计值,由于氧化不足和氧气分布不均,将会造成亚硫酸钙(CaSO3.2H2O)超标,最终导致石膏浆液无法脱水,石膏含湿量增加。
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