論脫水系統(tǒng)脫水效果差原因分析及處理方案

一、引言

我廠是5×330MW火力發(fā)電機(jī)組，NO. 1~NO.5機(jī)組的煙氣脫硫采用石灰石-石膏濕法（FGD）脫硫工藝；我廠設(shè)計(jì)兩套真空皮帶脫水機(jī)以滿足脫硫工藝。

濕法石灰石-石膏煙氣脫硫工藝中，石灰石漿液在吸收塔內(nèi)與煙氣逆向接觸，生成半水亞硫酸鈣并以小顆粒狀存在漿液中，經(jīng)氧化風(fēng)機(jī)將O2鼓入吸收塔內(nèi)，強(qiáng)行氧化為二水硫酸鈣（CaSO4·2H2O）結(jié)晶。石膏排出泵將吸收塔內(nèi)的漿液抽出，送往石膏旋流器，進(jìn)行顆粒分級，稀的溢流返回吸收塔；濃縮的底流（較粗顆粒）送往真空皮帶機(jī)進(jìn)行石膏脫水。脫水后的石膏含水率要求不超10%。若石膏水分過高，不僅影響對石膏的儲存、運(yùn)輸，嚴(yán)重時，會影響脫水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，進(jìn)而造成吸收塔漿液密度持續(xù)高升、吸收塔漿液品質(zhì)差；塔內(nèi)漿液品質(zhì)差又會導(dǎo)致脫硫效率差和脫水效果差的惡性循環(huán)事件的發(fā)生。

脫水效果差之原因一:石膏漿液品質(zhì)差

此處，說到石膏漿液品質(zhì)差，主要是指漿液中小顆粒石膏晶體增多或漿液中的雜質(zhì)含量增加等引起濾布過濾通道的堵塞，使?jié){液中的水不容易從濾布孔隙分離出來,脫水效果差。

1.1石膏晶體顆粒度小

吸收塔漿液經(jīng)一級脫水后，進(jìn)入真空脫水機(jī)上的石膏漿液所含固體顆粒度分布較寬。若60um以上的大顆粒占60%以上，10um以下的小顆粒占5%以下，這樣的顆粒分布所構(gòu)成的石膏有利于脫水。

而控制石膏結(jié)晶，使其生成易于分離和脫水的石膏顆粒是非常重要的。蕞好，石膏晶體是粗顆粒；如果控制不當(dāng)，生成層狀、針狀或者非常細(xì)小的顆粒，不僅會造成系統(tǒng)結(jié)垢，而且非常難脫水；尤其是針狀晶體，形成的石膏顆粒小，粘性大，如CaSO3·1/2H2O晶體。而理想的石膏晶體應(yīng)是短柱狀，比前者顆粒大，易于脫水。所以，控制好吸收塔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)條件和結(jié)晶條件(循環(huán)泵運(yùn)行方式必須滿足液氣比規(guī)定值；吸收塔漿液液位必須足夠高，以滿足漿液在漿池內(nèi)滯留時間不低于4min，滯留時間越長越利于亞硫酸根被氧化，同時有利于晶體的長大），使之生成粗顆粒和短柱狀的石膏晶體，是脫水機(jī)能夠正常脫水的重要條件之一。1.2吸收塔漿液中其它雜質(zhì)多

(1)原煙氣中的飛灰。尤其是飛灰中含碳量高或者焦油等未燃燒盡的顆粒物進(jìn)入吸收塔，會引起吸收塔中的有機(jī)物含量增加，從而發(fā)生皂化反應(yīng)，產(chǎn)生一種油膜，加之氧化風(fēng)機(jī)給吸收塔漿池中鼓入高壓空氣，油膜會受到高壓沖擊，進(jìn)而造成漿液易冒泡，不利于脫水。

以上表格中統(tǒng)計(jì)的是，2018年8月份我廠各機(jī)組飛灰中可燃物含量所占比值。規(guī)定鍋爐燃燒后飛灰中可燃物含量應(yīng)低于5%，可見，我廠鍋爐燃燒存在燃燒不充分的現(xiàn)象，特別是NO.3機(jī)組和NO.4機(jī)組較為嚴(yán)重。在2018年9月份對各機(jī)組消泡劑添加次數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。以吸收塔溢流管開始冒泡為準(zhǔn)，對吸收塔進(jìn)行添加消泡劑。

（3）石灰石中的雜質(zhì)。石膏晶體從漿液中析出過程可分為晶核形成和晶體生長兩個階段。當(dāng)溶液表面能降低時晶核形成速率會增大，進(jìn)而導(dǎo)致漿液中晶核數(shù)量增多，石膏晶體顆粒變小；而漿液中MgO的存在會降低溶液表面能,這樣就會導(dǎo)致石膏晶體顆粒度變小，不利于脫水。

1.3吸收塔漿液PH值偏高

pH值偏高，反應(yīng)出石灰石漿液供給量過多，而合格的石灰石漿液細(xì)度要求90%以上通過325目（44um），且平均值控制在22um；若PH值偏高說明石灰石漿液在吸收塔漿液中占比高，在石膏排出泵運(yùn)行時，所抽出的石膏漿液中石灰石含量也高；而在上述闡述過這樣小粒徑的顆粒會使得脫水效果不好，造成石膏脫水困難。NO.3機(jī)組和NO.4機(jī)組參數(shù)統(tǒng)計(jì)（表三）

2.脫水效果差之原因二:石膏旋流器粗細(xì)分離效果差

石膏旋流器號稱是一級脫水，承擔(dān)著石膏漿液的濃縮和分離作用。石膏旋流器的溢流含固量一般控制在1%～3%（質(zhì)量含量）左右，固體顆粒細(xì)小，主要為未完全反應(yīng)的吸收劑和石膏小結(jié)晶等；脫硫劑返回吸收塔繼續(xù)參加反應(yīng)，而石膏小結(jié)晶作為漿池中結(jié)晶長大的晶核，影響著下一階段石膏大晶體的形成。旋流的底流含固量一般在50%～60%（質(zhì)量含量）左右，固體顆粒主要為長大的石膏晶體，真空皮帶脫水機(jī)的目的就是要脫除這些大結(jié)晶顆粒之間的游離水，上述已經(jīng)詳細(xì)的說到大顆粒晶體占比多的話是非常有利于脫水機(jī)正常脫水的。

若石膏旋流器旋流筒體內(nèi)石膏沉積、旋流子入口被大量雜質(zhì)堵塞，或者運(yùn)行人員調(diào)整不當(dāng)，比如旋流子投運(yùn)數(shù)目多，入口壓力低，石膏漿液濃縮及顆粒分級效果肯定會變差，過多的小顆粒將會進(jìn)入底流，然后到脫水機(jī)，會直接影響石膏的脫水效果.

2018年09月29日——09月30日對NO. 1~NO.4機(jī)組提取石膏旋流器底流漿液，送化驗(yàn)室化驗(yàn)石膏旋流器底流漿液的固含量（NO.2、NO.3在29號14:40分取漿；NO. 1、NO.4在30號早上07:10分取漿）。見下表：

石膏旋流器參數(shù)（表四）

化驗(yàn)所得結(jié)果顯示4臺機(jī)組的石膏旋流器底流含固量遠(yuǎn)低于要求值，這樣就會造成二級脫水系統(tǒng)真空皮帶脫水機(jī)脫水負(fù)擔(dān)加重；也會使得石膏旋流器底流漿液中小顆粒CaCO₃含量增加，即影響脫水效果，又會造成石灰石的浪費(fèi)。

3.脫水效果差之原因三:真空皮帶脫水機(jī)故障

3.1脫水機(jī)濾布材質(zhì)差

濾布材質(zhì)采用聚酯材料的蕞好，有聚丙烯的話易出現(xiàn)濾布變形、撕裂和濾布易開洞，或?yàn)V布接口工藝是否良好，工藝不好，接口處縫隙大等，都會導(dǎo)致漏真空，影響脫水效果?；蛘邽V布材質(zhì)太差，濾布孔隙大小不合理也會直接造成脫水效果差。

我廠在2018年08月低對#2真空皮帶機(jī)濾布進(jìn)行了更換，在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)根本無法將石膏漿液脫干，與之前濾布材質(zhì)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)該濾布較之前所用濾布材質(zhì)要硬，而且面光滑；為了保證脫水效果良好，2018年09月08日，重新更換了和之前一致的新濾布，最終#2脫水系統(tǒng)可正常投運(yùn)。

3.2氣液分離器至脫水機(jī)間真空管路是否堵塞

2013年中旬，脫水機(jī)A、B脫水效果差，我廠對氣液分離器至脫水機(jī)之間的真空管路進(jìn)行過拆解檢查，發(fā)現(xiàn)管路中有大量漿液沉積，部分管路接近堵塞狀態(tài)，嚴(yán)重影響到脫水機(jī)的脫水效果，待積漿清理后，恢復(fù)運(yùn)行時，發(fā)現(xiàn)脫水效果明顯好轉(zhuǎn)。

4.脫水效果差之原因四：運(yùn)行人員運(yùn)行調(diào)整不當(dāng)4.1石膏旋流器旋流子投運(yùn)數(shù)目多

若，石膏旋流器旋流子投運(yùn)數(shù)目多時，石膏旋流器入口壓力會下降，壓力過低時，漿液流入旋流器的流速會下降；而石膏旋流器的工作原理就是離心沉積，如果漿液在切向進(jìn)入旋流器筒體的流速過低時，石膏漿液中的小顆?；蚋嗟乃疅o法在旋流子內(nèi)向上旋流，而最終成為底流漿液；這樣進(jìn)入石膏底流分配箱中的石膏漿液含的小顆粒物質(zhì)多，而且含水量也大，這樣非常不利于脫水。

4.2脫水機(jī)頻率調(diào)整不當(dāng)

脫水機(jī)頻率過低時，濾餅厚度高，不利于水分被吸出；如果，頻率過快，濾餅厚度薄，但濾布運(yùn)行快，濾餅中水分被吸干的時間短，同樣也不利于脫水。

4.3脫水機(jī)下漿量過大

脫水機(jī)下漿量大，超出了脫水機(jī)的承載與處理能力。

5.石膏漿液脫水效果差處理方案

5.1保證吸收塔漿液品質(zhì)合格

    石膏漿液品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（表五）

5.11保證吸收塔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)必須充分

根據(jù)SO₂在水溶液中氧化動力學(xué)的研究，HSO₃^-在PH值為4.5時氧化速率蕞大，但實(shí)際濕法石灰石FGD工藝中，將吸收塔漿液PH值控制在4.8~5.8，并保證氧化風(fēng)機(jī)出力足夠，確保CaSO3·1/2H2O占比小于1%；同時，保證石膏結(jié)晶時間足夠，這樣能形成較大顆粒的石膏晶體。

5.12保證廢水正常排放，維持吸收塔內(nèi)CL-濃度小于13000mg/L

吸收塔內(nèi)氯離子濃度過高，說明脫硫系統(tǒng)沒有按照設(shè)計(jì)要求定期對廢水外排，如此，吸收塔內(nèi)惰性物質(zhì)（如不參加反應(yīng)的灰、雜質(zhì)等）也會富集過多，而這部分物質(zhì)會包裹在石灰石小顆粒表面，而阻止石灰石和SO2₂的接觸與反應(yīng)，造成石灰石消耗的增加，同樣會造成脫硫效率的下降。因此，會有氯離子濃度過高，就伴隨著脫硫效率降低，或者供漿時間長的現(xiàn)象。

5.13保證鍋爐燃燒充分

若，鍋爐燃燒不充分，煙氣帶著含有大量的碳顆粒或者焦油等未燃燒盡的飛灰進(jìn)入吸收塔中，一方面會引起吸收塔內(nèi)惰性物質(zhì)的增加，另一方面也會引起吸收塔漿液中的有機(jī)物含量增加，從而發(fā)生皂化反應(yīng)，產(chǎn)生一種油膜，最終，吸收塔漿液會冒泡溢流。

5.14嚴(yán)格控制脫硫用水水質(zhì)和石灰石料質(zhì)量

盡量降低脫硫用水中所含有的COD；同時嚴(yán)格控制石灰石原料，尤其是其中的MgO含量，保證其指標(biāo)正常（< 1%）。

5.2運(yùn)行人員應(yīng)該勤于調(diào)整運(yùn)行方式、加強(qiáng)對運(yùn)行參數(shù)的監(jiān)測和分析

脫硫?qū)I(yè)需要化驗(yàn)的項(xiàng)目和各項(xiàng)目指標(biāo)（表六）

5.21嚴(yán)密監(jiān)測石膏旋流器的入口壓力

我廠所用的石膏旋流器各有四個旋流子，對旋流子投運(yùn)數(shù)目進(jìn)行調(diào)整，原則上是入口壓力越大石膏旋流器底流含固量就越高，而且石膏漿液中大顆粒固體占比高；但旋流子投運(yùn)數(shù)目太少，會影響對吸收塔漿液的置換效率，不利于對吸收塔漿液密度的控制。對石膏旋流器投運(yùn)兩個旋流子時和投運(yùn)三個旋流子時，進(jìn)行化驗(yàn)旋流子的底流含固量和溢流含固量，看是否達(dá)標(biāo)，若不達(dá)標(biāo)，聯(lián)系檢修檢查旋流子，有必要時要更換旋流子或沉沙嘴。對化驗(yàn)數(shù)據(jù)和入口壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，有利于分析和解決脫水機(jī)脫水效果差的問題。

5.22嚴(yán)密監(jiān)視脫水機(jī)運(yùn)行狀態(tài)

監(jiān)盤人員要勤于調(diào)整脫水機(jī)頻率以及下漿量。巡檢人員應(yīng)檢查脫水機(jī)運(yùn)行狀態(tài)良好、濾布完好無破損或跑偏等現(xiàn)象，特別要檢查濾布沖洗水量是否正常，發(fā)現(xiàn)問題及時聯(lián)系檢修處理。

6. 結(jié)論

沒有解決不了的問題，只需要我們能“對癥下藥”！

脫水效果差原因復(fù)雜，而且各因素之間又會相互影響。以上清楚地闡述了造成脫水機(jī)脫水效果差的各方面因素，在脫水效果差時，為了確切的找準(zhǔn)具體因素，就需要對所有可能涉及到的因素進(jìn)行逐一排查和篩選，同時要特別注意對吸收塔漿液進(jìn)行取樣化驗(yàn)，并制定詳細(xì)的定期化驗(yàn)與數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)制度，這樣有利于分析，也有助于切實(shí)地解決問題。