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脱水系统常见故障分析及处理

关注:1169  发布时间:2013-08-08  作者:张范  来源:原创
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    在石灰石-石膏湿法脱硫中,用真空皮带脱水机对石膏浆液进行脱水。这样不仅减少了脱硫后的二次污染,脱水后的石膏也可以用作建材原材料。从吸收塔排放出来的 10%`15%的石膏浆液经过一级脱水和二级脱水后,其含水率达到 10%以下。一级脱水系统主要是旋流器,经过旋流器后的石膏浆液一般含水量在 50%左右,不能够直接排放,必须经过二级脱水系统,将含水量降至 10%以下后,可以作为建筑材料原材料出售。脱水后的石膏品质异常及脱水困难是脱水系统最为常见的故障,主要是石膏浆液中亚硫酸盐含量过高造成的。

     脱水系统石膏成分行业要求为:

         

 含水率百分比  CaCO3含量比  CaSO3.1/2H2O含量比  CaSO4.2H2O含量比
《 10%      《 10%  《 1% 《 90%

故障原因分析:

 (1)石灰石纯度不够。

       石灰石颗粒越细,其有效接触面积越大,吸收速度越快,石灰石的利用率就越高。一般要求为90%通过325目筛或250目筛,石灰石纯度一般要求大于90%,如果其中的粘土或其他杂质过多,则会抑制石膏晶体生长及氧化。通常吸收塔浆液密度控制在20%-30%、钙硫比控制在1.02-1.05时吗,吸收剂利用率最高。如果石灰石研磨后粒径不符合要求,反应就会不充分,吸收塔中就会有剩余的CaCO3CaCO3分子的粒径远小于CaSO4.2H2O(石膏)分子的粒径,由于水是通过石膏晶体之间的空隙脱去的,这样在真空皮带脱水机上就会堵塞水的通路,当CaCO3含量超过2.5%时,就会造成脱水困难。当吸收塔供给的石灰石浆液量过量时,也会造成脱水困难。

入口烟气含尘量超标。

入口烟气中的飞灰在运行中不断溶出一些金属离子且浓度会逐渐升高,不断增加的重金属离子浓度对吸收塔内SO2的去除及石膏晶体的形成会产生不利的影响。入口烟气的含量过高,将导致系统操作恶化,表现为吸收率低下、皮带机脱水困难、石膏品质下降等。

氧化空气量不足

O2参与烟气脱硫的整个化学反应过程,使HSO3-氧化为SO42-,随着烟气中O2含量的增加,CaSO4.2H2O的形成加快,降低石膏的HSO3-含量,提高石膏品质。如果氧化空气管发生堵塞,将会降低石膏的品质,当CaSO3粒径小于CaSO4.2H2O的分子粒径时,也会造成脱水困难。

旋流站石膏浆液密度

石膏浆液密度小于1050kg/m3时,浆液中CaSO4.2H2O含量较低,CaSO3含量相对较高,会导致浆液内石膏结晶困难及皮带机脱水困难,造成石膏品质下降,石灰石耗量增加,石膏浆液密度大于1150kg/m3时,CaSO4.2H2O含量趋近饱和,会压抑浆液对SO2的吸收,使脱硫率降低。

 (5)石膏旋流站的运行

 石膏旋流站是一级脱水设备,它运行的好坏直接影响石膏品质。在吸收塔浆液池中形成的石膏通过吸收塔排出泵输送到石膏浆液缓冲池,混合均匀后再输送到石膏旋流站,石膏旋流站包含多个石膏旋流子,石膏浆液通过离心旋流脱水分离后,石膏含水量从80%降至40%-50%。如果石膏旋流站不能使浆液脱水至40%-50%,多出的水分就要进入真空皮带脱水机,影响石膏真空皮带机的脱水效果,进而影响石膏质量。

 (6)真空皮带脱水机的运行

 真空皮带脱水机是石膏的二级脱水设备,预脱水石膏浆液从水力旋流站到真空皮带机后,脱水机的真空严密性、滤布的通透性、滤饼的厚度、滤饼冲洗水管的安装位置、石膏浆液在皮带机上是否均匀分布都会影响石膏的质量。

   当滤饼的厚度在10-30mm范围内增长时,石膏滤饼的含水量会随之下降,当滤饼厚度不小于30mm时,会阻碍石膏滤饼中水分的脱除,石膏的含水量会呈上升的趋势。在二级脱水环节去除石膏中氯离子主要是采用滤布冲洗水对石膏的冲洗,滤饼冲洗水管应安放在石膏滤饼绝大部分水分已吸出后到达的位置,若安装靠前,则洗涤水可达到降低氯离子含量的目的,但由于安装位置靠近皮带机头部,会导致洗涤后滤饼析水段变短,这样石膏在滤饼中氯离子含量降低的同时含水量也会增加;若安装靠后,则洗涤水只能冲淡滤饼表面浆液中的氯离子,无法达到通过洗涤降低石膏中氯离子的含量的效果。在滤饼冲洗水管位置安装合适的前提下,还要考虑滤饼冲洗水均布器是否完好,均布器起到阻止上一区域高氯离子含量浆液进入下一区域的作用,如果均布器受损,则会导致上一区域高氯离子含量浆液进入下一区域,影响洗涤小效果。

7)浆液中杂质对石膏品质的影响

   A,粉煤灰对石膏的影响。首先,F进入吸收塔与水接触,生成F离子, 碳   酸钙中的CaF离子发生反应生成CaF2 ;另外,灰中的Al离子溶解到吸收塔内的浆液中,由于这些AlFn多核络合物阻碍Ca的离子化,使得SO2 的吸收反应无法正常进行,形成钙的供给量不足,脱硫浆液的PH值降低,脱硫效率降低,进一步影响石膏的生成,影响最终石膏中的硫酸钙的含量。

  B,Cl-的影响。氯离子影响石膏脱水的机理,主要有三点:1,石膏在石膏浆液中由于过饱和,逐渐由小晶粒结晶为大的石膏颗粒。结晶的过程中,由于存在着大量的氯离子,结晶会受到一定的影响。氯离子被晶体包裹,留在晶体内部。溶液中存在一定量的钙离子,留在晶体内部的氯离子会与钙离子结合形成稳定的带有四个结晶水的氯化钙,把一定量的水留在了石膏晶体内部,造成石膏含水率的上升。2,氯离子还会留在石膏晶体和晶体之间,同样与浆液中少量的钙离子形成氯化钙。虽然脱水的过程中会有大量的氯离子随水离开石膏,但仍然会残留一部分的氯离子形成氯化钙留在石膏晶体和晶体之间,堵塞了游离水在结晶之间的通道,使石膏脱水变得困难,同时石膏含水量的增加也会导致石膏中的氯离子含量无法达到正常标准。3,氯离子的存在也会影响石膏结晶过程,使得石膏晶体发生改变,产生更多的晶核,而晶核的多样化会阻碍脱水,通常情况下,石膏的含水率随氯离子含量的增加而上升。

针对上述故障相关解决措施:

将石灰石颗粒90%通过325目筛或250目筛,保证其纯度大于90%

将入口烟气含量控制在标准状况200mg/m3以下,方可进行脱硫,并进行石膏脱出;当高于200mg/m3时应开旁路,增压风机开度尽量调小,使含有高粉尘浓度的烟气尽量少地进入吸收塔,防止污染浆液。

脱硫投运时要确保脱硫废水系统投运,及时地控制Cl-和重金属离子的含量,以有效地控制吸收塔里浆液的品质,防止吸收塔发生溢流现象。

实际运行中石膏浆液的相对饱和度一般维持在0.25-0.30(即饱和度为1.25-1.30),石膏终产物浓度超过浆液的吸收极限时,石膏就会以晶体的形式开始沉积,当饱和度大于1250kg/m3时,就会形成结晶。

通常根据浆液中亚硫酸盐的含量,先计算所需的理论空气量,然后乘以一个大于1的系数。根据经验,此系数一般为1.8-2.5,以确保氧气供应量。

运行过程中如已经出现石膏脱水困难、石膏品质下降的现象,应通过及时地运行调整,消除不利影响。总结石膏脱水异常解决方法,可分为常规处理、大流量浆液置换、参数预控三种。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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