怎样提高石膏品质

第二代湿法石灰石FGD体系的特色是就地强迫氧化和出产商业质量的石膏副产品，当前选用这种技术的体系占已装湿法FGD设备总容量的90%，在欧洲和日本、脱硫石膏简直得到100%的使用。尽管湿法石灰FGD体系也能够描绘成能出产出商业质量的石膏副产品，但很少被选用。因而，本章仅介绍石灰石FGD体系石膏副产物的质量操控。

湿法石灰石FGD体系的特色决议了石膏副产质量量变成一项重要的描绘确保值，变成FGD设备运转操控的重要参数之一。脱硫石膏质量的凹凸和质量的安稳性直接影响石膏销售价格，要确保脱硫石膏的质量应从描绘和运转办理两方面采纳办法。下面将从这两方面评论石膏质量的操控。
榜首节       

确保石膏质量FGD体系描绘应思考的疑问

一、石膏副产质量量确保值的提出

挑选湿法石灰石强迫氧化FGD技术的电厂一般会在其技术规范中提出石膏质量确保值，当前国内对石膏质量的确保项目有两种表明办法，一种是在描绘条件下（既额外工况下的烟气条件、到达规则的脱硫率和给定的石灰石质量）需求石膏副产品的以下组成成分含量到达规则的确保值：游离水含量（wt%）、CaCO4?2H2O含量（wt%）、可溶性Cl-、F-、Mg2+含量（mg/kg干基）或总可溶性盐含量；另一种表明办法是对石膏副产品游离水、未反响的CaCO3和MgCO3（wt%）、CaCO3?1/2H2O（wt%）以及可溶性含量提出确保值需求。这两种表明办法，只需提出的确保值目标合理，并无实质的差异。 榜首种表明办法较为直观，对石膏的有用成分以及有害成分提出了清晰的目标需求。但当进行功能查核检验实验时，当石灰石质量和烟尘含量违背描绘条件时，则需对石膏纯度（含量）确保值进行批改，因而需求卖方事前提出石灰石纯度、烟尘含量对石膏线离的批改曲线。第二种表明办法因为不触及石膏有用成分含量，石灰石纯度和烟尘含量的改动（只需改动不很大）不影响对石膏质量确保的查核。卖方只需确保石灰石使用率、氧化率和对石膏滤饼的冲刷质量。石膏质量确保值的断定可依据以下已知条件猜测后提出：

（1）        单位时刻SO2脱除量（mol/h或kg/h）。

（2）        石灰石等效CaCO3含量（wt%）。

（3）        石灰石中酸不溶物含量（wt%）。

（4）        Ca/S比，可在1.02～1.06规模内取值（即ηCa94%～98%）。

（5）        烟气中飞灰含量（mg/m3）以及烟气流量（m3/h）

依据CaCO3脱除SO2的总化学反响方程式能够核算出单位时刻CaSO4?2H2O产值、石灰石耗用量，依据ηCa可得出未反响CaCO3量。假定石灰石中的酸不溶物、飞灰和未反响的CaCO3悉数进入石膏中，并假定氧化率为100%，即疏忽石膏中CaSO3?1/2H2O含量，由此可得出石膏产出量，然后核算出石膏中CaSO4?2H2O、未反响CaCO3含量（wt%），以此作为石膏质量确保值。石膏中CaSO3?1/2H2O含量确保值可取≤0.1wt%～≤0.35wt%。电厂提出石膏质量确保值后。因为细度的断定除了与石膏质量确保值有关外，还触及到研磨设备和吸收塔模块的描绘和运转pH值的挑选。若是电厂既规则石膏质量确保值又给出石灰石细度，往往会约束卖方的优化描绘。

二、循环吸收浆液在吸收塔中的停留时刻对石膏质量的影响

因为石膏中CaSO3?1/2H2O的含量一般在0.4%以下，因而关于特定的石灰石，特定的烟气条件，进步石膏纯度的首要办法是降低石膏中未反响的CaCO3含量。可是，如本篇第三章第三节所述，循环吸收浆液pH值、浆液中CaCO3浓度与脱硫功率有亲近的联系。进步pH值和浆液中CaCO3浓度，脱硫功率增大。而进步浆液中CaCO3浓度则会降低石灰石的使用率和石膏纯度。处理这一对立的办法之一是增大吸收塔吸收塔的有用体积，即进步循环浆液固体物在吸收塔的停留时刻τt，亦即进步浆液循环一次在吸收塔中的停留时刻τc。据核算，循环吸收浆液经过吸收塔吸收区一次，浆液中仅约1%的CaCO3参加了反响，绝大多数CaCO3在吸收塔中进行反响。从式（2-24）也可得出，关于给定的石灰石，KCa值为必定值，τt大，ηCa高；τt小，ηCa和石膏纯度降低。例如某电厂FGD设备，在描绘工况下，为了到达规则的脱硫率，需在较高的pH值（5.6左右）运转，因为τc、τt值描绘得过小（分别为2～3min和9.6～10.8h），石膏纯度降低，石膏中未反响的CaCO3高达5.4%～9.7%。如降低pH值运转，石膏质量得到进步，脱硫功率又低于确保值。因而，为了进步ηCa，确保石膏质量和有利吸收塔中石膏结晶体的长大，一般在技术规范中规则τt不低于15h，τc大概不低于5min。

三、强迫氧化程度对石膏质量的影响

影响强迫氧化率的要素许多，当强迫氧化设备描绘不其时，很能够形成氧化率达不到挨近100%的需求，这关于高硫煤是较易发作的疑问。当氧化率降低时，循环浆液中的可溶液性亚硫酸盐浓度增大，严峻时石膏中会呈现较高含量的固体CaSO3?1/2H2O。浆液中可溶液性亚硫酸盐浓度的增大将按捺CaCO3的溶解，使ηCa降低，使浆液中未反响CaCO3的浓度增大，然后致使石膏纯度降低。因而彻底氧化不只有利进步脱硫功率，并且是确保石膏质量的重要要素。一般氧化率每降低1.4%，石膏纯度将降低1%。 形成氧化不充分的首要缘由有，氧化设备描绘不合理和氧化区体积过小。关于搅拌器和空气喷枪组合式强迫氧化设备来说，描绘不合理多体现于：

①安置的喷枪数缺乏；

②氧化空气流量缺乏或各喷枪氧化空气流量不均衡；

③搅拌器输出功率缺乏或氧化罐体直径过大，使氧化空气泡散布不均匀；

④喷嘴浸没深度缺乏，氧化空气泡在浆液中停留时刻过短；

⑤吸收塔循环泵吸收入浆体对罐体浆液流态的影响，使氧化空气泡散布不均，乃至很多被吸入循环泵中。 关于高硫煤WLFGD体系，强迫氧化量较大，易发作氧化不彻底表象，国内有些高硫煤FGD体系已呈现程度纷歧的氧化不彻底的状况。因而，在技术规范中规则循环浆液中可溶液性SO2-3浓度低于1～2mmol/L，关于防止因为描绘不妥形成氧化不彻底是有优点的。 四、水力旋流别离器别离功率对石膏质量的影响

一般从吸收塔吸收塔排出的浆液送至榜首级脱水设备—水力旋流别离器，浓缩到含固量40～60wt%，然后再经真空皮带过滤机脱水。旋流器不只有浓缩浆液的作用，因为石灰石和飞灰较石膏结晶粒度小，易富集在旋流器的溢流稀浆中，降低了底流浓浆中石灰石和飞灰的含量，因而具有进步石膏质量的作用。旋流器溢流稀浆中富集的石灰石回来吸收塔，有利于进步石灰石使用率。
分级作用较好的液力旋流器大致可进步石膏纯度1%左右。

第二节       

进步石膏质量运转办理的办法

一、对石灰石吸收剂的办理
石膏中由石灰石酸不溶物带入的杂质所占的份额**大，挨近5%。石灰石中的酸不溶物一有些是石灰石矿的伴生物，一有些是采矿时带入的黏土、泥沙。经过冲刷、分筛能够很多削减后一有些。因而选用较高纯度的石灰石，降低石灰石原材料中夹藏的黏土、石英、砂石是进步石膏质量的重要手法。按物料平衡核算，石灰石纯度与石膏纯度的联系大致是石灰石纯度进步1.7个百分点，石膏纯度可上升1%。例如，在某工况下，选用纯度为90%石灰石，可获得纯度为90%的石膏。若是工况不改动，要想经过进步石灰石纯度使石膏纯度进步到93%，那么需选用纯度为95.1%的石灰石。 如前所述，石灰石研磨细度对石灰石的反响活性影响很大，当吸收体系的运转条件未发作大的改动，若是呈现石膏中CaCO3含量不正常的添加，而循环浆液可溶液性亚硫酸盐浓度不高，那么很能够石灰石研磨工序呈现了反常，石灰石粒径变粗。因而，守时检测石灰石浆液的粒度和测定石灰石CaCO3和酸不溶物含量是运转办理确保石膏质量的重要办法。 此外，当石灰石浆液浓度动摇较大，关于未选用石灰石浆液密度来批改按化学计量断定石灰石供浆流量的体系来说，能够形成供浆量的失调，吸收塔浆液pH值呈现不正常的动摇，从而使得浆液中过剩CaCO3浓度大大超越预订值，影响石膏质量。

二、对烟尘的操控

从烟气中脱出的飞灰能够经过“关闭”石灰石的活性来直接影响石膏质量。飞灰的直接影响是飞灰的大多数将进入石膏，一般变成石膏中含量居第三位的杂质成分。烟尘对石膏纯度的影响程度与烟尘浓度和脱除SO2的相对量有关。也就是说，烟尘含量越高，脱除的SO2量越低（或燃煤含硫量越低，或进口SO2浓度越低），烟尘对石膏质量的影响越大。能够依据灰/硫比来预算烟尘浓度对石膏质量的影响，现介绍两种预算办法： 一种办法是，规范状态下，依据FGD体系进口烟尘浓度（mg/m3干基）与SO2脱除量（mg/m3干基）的比值，即灰硫比（灰/SO2%）来预算石膏副产物中飞灰含量（wt%）
 

另一种办法是依据FGD体系进口烟尘浓度、燃煤含硫量与石膏中飞灰含量的联系（见
1-10-2）来预估。当煤中含硫量超越1.2%时可按灰（g/m3干基）/S（%）来核算，此处的灰/S比取无量纲，而灰/S比与石膏中飞灰含量（wt%）的比值为一常数，等于6.9。因而，晓得了灰/S比便可预算出石膏中飞灰含量。

现举例说明：某电厂燃煤描绘煤种含硫量4.02%，燃用描绘煤种FGD设备进口SO2浓度为1000g/m3(标态、5.59%H2O、4.94%O2)，进口烟尘浓度213mg/m3(标态、5.59%H2O、4.94%O2)，描绘脱硫功率为95%。 按榜首种办法：
 

所以，石膏中飞灰含量（wt%）＝2.24/3%＝0.75%
按第二种办法：灰/S＝（0.213/（1-5.59%）/4.02）＝0.056 那么，石膏中飞灰含量（wt%）＝0.056/6.9×100%＝0.81% 从上式能够看出FGD体系进口烟尘浓度添加一倍，石膏中飞灰含量也添加一倍。因而，FGD体系上游侧除尘设备的正常运转是坚持FGD设备安稳运转不行无视的条件之一。

中国大多数电厂中锅炉电除尘器和FGD设备分属不一样的有些办理，电除尘器投运状况不能及时为FGD运转人员所晓得，石膏中飞灰含量又非常规剖析项目，当FGD体系出则石灰石“关闭”表象或石膏纯度降低时，无法及时精确地判别形成的缘由。因而在FGD体系进口设备在线烟气监测仪或经过其他办法让FGD运转人员及时知道电除尘器的运转状况，有利于FGD体系的运转办理。 三、对氧化功率的操控

因为FGD体系无在线检测循环浆液和石膏成分的剖析仪，运转操作人员无法及时知道体系氧化功率。为了确保氧化功率，运转人员应依据进口SO2浓度，烟气流量及时合理地调整氧化空气流量，在这种状况下，经历往往起到首要作用。关于可调理流量的氧化鼓风机，当增大氧化风机进口风门开度，风机电流并不随之升高或升高程度偏低，而风机出口风压降低，则有能够是风机进口空气滤网被飞尘阻塞，应及时替换滤网以确保氧化空气流量。吸收塔液位和浆液浓度会影响风机出口风压，但当风机出口风压不正常的增大，相同，当增大风机进口风门开度，电机电流增大不显着时，有能够雾化空气喷嘴有些被阻塞，这种状况关于固定管网式氧化设备特别易于发作，严峻时乃至形成风机喘振。有些喷嘴被阻塞将形成氧化空气散布不均匀，使氧化功率降低，呈现这种状况应停机疏通喷嘴。
前面已说到，在低pH值下运转有利进步氧化率。因而，在确保脱硫率的前提下应尽量降低运转pH值，防止高pH运转。 四、对水力旋流别离器的办理

关于水力旋流站，需求运转人员操作的作业不多，除了调整旋流站投入运转的旋流子数外，还要注意监督旋流器进口浆液压力，当压力降低或动摇较大时会影响别离作用。压力动摇往往是供浆泵形成的，例如浆泵叶轮磨损、吸入较多的氧化空气气泡、管道有些阻塞等。守时测定底流和溢流浆液的浓度也是查看别离作用的手法。 五、运转pH值的操控

运转pH对石膏纯度有**显着、**直接的影响。当进口烟气条件不变时，降低运转pH值即可降低浆液中过剩CaCO3含量，有利进步石膏纯度，但将以丢失脱硫率作价值。过火降低pH值能够对石膏质量发生负面影响，过低pH值将添加浆液中有害离子浓度，有能够形成“关闭”石灰石活。因而，一般运转pH值不宜低于5.0。进步pH值，脱硫功率增大，石膏纯度降低。当pH值超越5.7后不只脱硫功率进步不多，未反响石灰石浓度却添加较多，石膏纯度将显着降低。因而，运转人员合理pH值是进步石膏质量的重要确保。 六、吸收塔浆液含固浓度的操控

吸收塔浆液含固浓度是FGD设备运转操控的重要参数之一。当浆液pH值和固体物浓度必守时，浆液固体物中CaCO3与CaSO4?2H2O有必定的质量比，此刻出产出来的石膏纯度相对安稳。当浆液浓度降低时，比值增大，石膏副产品中的CaCO3含量将增大。相反，进步浆液固体物浓度则有利进步石膏副产品的质量，可是，在实践运转中一般并不以进步浆液浓度作为进步石膏副产质量量的手法，坚持浆液浓度的安稳将有助于安稳石膏副产质量量。 七、运转操控办法对石膏副产质量量的影响

关于FGD体系脱硫功率，一般有三种运转操控办法，选用不一样的运转操控办法对石膏纯度的影响不一样。暗示地表明了三种操控办法时浆液中CaCO3浓度、pH值、脱硫功率以及石膏纯度的改动状况。图中的实线代表安稳操控浆液中CaCO3浓度的运转办法，当FGD设备进口SO2浓度降低时（上升时的状况，读者能够类比）一直保持吸收塔浆液中CaCO3浓度不变(a）中的实线]。保持CaCO3浓度安稳的办法是经过调理回路主动设定脱硫功率，使之随进口的SO2降低略高于描绘点的脱硫功率，这是一种按预订程序主动调理的运转办法，这种运转操控办法能够获得居中的脱硫功能，安稳而不低于确保值的石膏纯度。

中的虚线表明安稳pH值操控的运转办法，即当进口SO2浓度在描绘值规模以内时，pH值取定值运转，这样跟着进口SO2浓度的降低，脱硫率上升，这种运转办法可获得较高的脱硫功率。浆液中CaCO3浓度亦随进口SO2浓度的降低后上升，石膏纯度则降低。
中的点划线代表主动操控安稳脱硫率运转办法，在这种运转办法下，脱硫率为定值，依据进口SO2浓度和脱硫率主动设定出进口SO2浓度设定值，pH值将随进口SO2浓度的降低而降低，浆液中CaCO3浓度也随pH值降低而降低。因而，能够获得三种运转办法中**高石膏纯度。

FGD体系实践上选用何种运转操控办法，取决于供货商的描绘。榜首、二种办法只需设置合理都能确保石膏纯度不低于确保值。当操作人员用手动操控办法运转时，则是采纳第二种操控运转办法，即只需脱硫率不低于规则值则以固定pH值运转。在这种状况下，当进口SO2浓度改动时，石膏纯度难以得到确保。从进步石膏质量的视点来说，应选用第三种操控运转办法，即安稳脱硫功率操控办法，跟着FGD设备进口SO2的降低，石膏纯度进步。

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