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濕法脫硫石膏品質提升生產實踐

時間:2019-09-25 03:08來源:陜鋼集團漢中鋼鐵有限責 作者:郭國華 魯 飛 點擊:
  •    濕法脫硫中石膏品質的提升是石膏綜合利用的前題,具有良好的環保效益和經濟效益,因此通過各種途徑提高石膏品質具有重大的意義。

    關鍵詞  石膏  提升  實踐

     

    前言

    石灰石石膏濕法脫硫技術具有適用范圍廣、脫硫效率高、技術成熟可靠、脫硫成本低等優勢,是目前應用最為廣泛的脫硫技術,但其也有明顯的缺點,其副產品石膏的處置是一個難題,一般處置方式為外銷至水泥廠做緩凝劑,但品質不穩定是制約脫硫石膏商業化利用的主要原因,其主要表現為指標上亞硫酸鈣偏高,三氧化硫偏低,水分偏高從而影響其銷售。

    陜鋼集團漢鋼公司在近年濕法脫硫系統的運行中,經過不斷摸索,針對性的對整個脫硫系統進行了技術升級改造,并通過加強相關運行管理,一舉解決了石膏品質不佳的問題,實現了石膏商業化利用,避免了二次污染,取得了顯著的環保效益和經濟效益。

    脫硫系統介紹

    陜鋼集團漢鋼公司現有兩臺265平米燒結機及其配套石灰石石膏濕法脫硫系統,設置一機一塔兩套系統,單塔煙氣處理能力150m3/h,設計燒結煙氣二氧化硫濃度為2000/m3,綜合脫硫率95%,主要由煙道系統、吸收塔系統、石灰粉儲存和漿液制備系統、氧化系統以及石膏排放和脫水系統組成。

    在投運初期,由于系統設計原因,石膏品質差,無法達到外售要求,只能臨時堆放,造成現場環境二次污染,給企業巨大的環保壓力。

    必要的技術改造

    針對石膏品質不佳難以達到銷售要求的現狀,經過深入研究結合現場實際,從以下兩方面進行了升級改造。

    3.1  增加強制氧化能力

    原脫硫系統氧化系統單塔配備了2G-200型羅茨式鼓風機,流量為流量73.6立方米/min  ,排氣壓力排氣壓力88.2kpa ,根據實際運行效果來看,該風機遠不能滿足氧化要求,造成漿液中的CaSO3 ·1/2H2O在單位時間內無法有效轉化為CaSO4·2H2O,石膏品質較低,無法滿足銷售要求。在后續的改造中在原氧化系統增加了一臺同型號的羅茨風機并重新布置了氧化風管,及滿足了風量的要求也減輕了備件了成本,同時根據入口二氧化硫入口含量高低科學調度兩臺氧化風機的開停,實現節能降耗,降低脫硫運行成本。

    3.2  增加石膏脫水系統

    原石膏脫水系統為真空隔膜壓濾機,存在諸多弊端,一是石膏成型困難。當石膏品質較好時,其有效成分二水硫酸鈣呈結晶狀,其水分很難用普通的機械擠壓式脫除,壓榨后的石膏呈稀糊狀,現場環境污染嚴重車輛難以拉運,更不要談銷售。二是運行成本高昂。為了保證石膏成型及現場環境,只能人為的調整脫硫塔內漿液品質增加脫硫劑添加量確保石膏成型,但運行成本卻居高不下,石膏品質仍未見明顯改觀。因此處于以上原因考慮,結合目前生產現狀在改造中增加了兩條GDT—1000型真空脫水皮帶極其配套設備,根據生產情況適時選擇開啟皮帶機或壓濾機,滿足生產需要。

    改造后的工藝調整

    4.1  漿液品質的調整

    要想獲得高符合銷售要求的高品質石膏,必須要從石膏生成的機理出發,分析影響石膏生成的主要原因,從而有針對性的調整工藝確保石膏生成。

    1)加強漿液循環,確保吸收反應充分

    根據生成機理和實踐摸索可知,在濕法脫硫運行過程中加強漿液的循環可有效提高漿液中二水硫酸鈣的生成,降低亞硫酸鈣的含量,但同時帶來了吸收塔內氯離子的富集問題,針對以上問題結合實踐經驗,我們摸索出了一套相對完善的相關要求。一是在控制成本的前提下盡可能的加大漿液噴淋量,使脫硫劑漿液在單位時間內充分與含硫氣體反應,確保二水硫酸鈣的生成。二是保持合理的漿液密度,漿液密度是濕法脫硫的一項重要控制參數,因為二水硫酸鈣晶粒的生成與漿液的過飽和度有直接關系,過高或過低都影響著石膏的生成,因此合理的密度是石膏生成的重要條件,根據摸索一般密度控制在1.1 t/m3—1.16t/m3之間。

    2)加強氧化風量,確保氧化反應充分

    亞硫酸鈣轉化二水硫酸鈣的的必要充分條件就是氧化,因此在濕法脫硫中氧化風量必須滿足要求,因此一是要根據運行狀況科學的調度氧化風機的開機數量,確保風量滿足要求。二是要創造合理的氧化條件確保氧化風量的利用率,如:氧化風管的布置及保持合理的漿液PH值等,因為亞硫酸鈣的氧化速率與亞硫酸氫根(HSO3)濃度、氧氣(O2)濃度、pH值、溫度、煙氣中氧氣對SO2的比率、漿液的循環率、漿液的黏度和密度等綜合因素有關。HSO3O2反應速率很快,但在漿液中O2的溶解度非常有限,因此氧化速率常常受O2在液膜中的擴散能力的影響。pH值的高低影響漿液中HSO2的濃度,pH值越低,漿液中HSO2的濃度越高,當pH值<6時,SO2在水中主要以HSO2形態存在,pH值在3.5-4.5之間,幾乎全部為HSO2形態存在。根據氧化速率與pH值的關系,當pH值>5.5時,氧化速率急劇下降。因此,控制pH值在適當低值范圍內對亞硫酸鈣氧化是有利的,這就為形成合格的石膏晶體奠定了基礎。

    3)保持吸收塔內合理的氯離子含量

    由于真空脫水皮帶的投運不可避免的將引起塔內氯離子的富集,富集的氯離子不但嚴重腐蝕設備還會引起脫硫效率的下降。因此如何控制吸收塔內氯離子含量是個難題。根據氯離子只能由水帶走的原理我們做了如下調整。在正常運行期間我們使用脫水皮帶進行石膏脫水,當氯離子達到警戒值時我們開啟板框壓濾機,將濾出的濾液水輸送至煉鋼燜渣使用,確保塔內氯離子長期處于合理范圍。

    4)確保電除塵高效運行

    電除塵的高效運行是獲得高品質脫硫石膏的前提條件,一般應控制電除塵出口粉塵在50mg/m3以下。煙氣中過多飛灰進入脫硫塔內會嚴重阻礙煙氣中的SO2與漿液的接觸,降低了脫硫劑漿液中Ca2-的溶解速率,同時飛灰會溶出的一些重金屬,如汞、鎂、鎘、鋅等會抑制Ca2-HSO3的反應。因此加強電除塵的管理是必不可少的。

    4.2  脫水皮帶及的運行控制

    脫水皮帶機是生產出合格石膏的理想設備,要想獲得良好的運行效果就必須要勤觀察、勤調整。如發現運行異常時要果斷處置防止造成生產事故。在運行過程中我們總結出一下經驗:

    1)當料餅上出現細小的裂紋時一般水分偏大且真空度較高,說明漿液中亞硫酸高偏高,需盡快調整加強漿液循環

    2)當脫水效果較好時,料餅表面的水分應在布料盒前方3米內被抽干且真空度一般偏低,說明料餅透氣性較好,水分低。

    3)控制合理的料餅厚度,一般要求料餅厚度20mm-30mm之間,過薄造成設備未出力、能源浪費,過厚負壓高、水分高,可通過調整皮帶的速度獲得理想的料餅厚度。

    結語 

    脫硫石膏的品質提升是實現商業化利用的前題,但影響脫硫石膏品質的因素較多,如漿液中的密度、pH值、氧化風量、石膏晶體的顆粒形狀和大小、石膏脫水設備的運行狀態及參與反應控制過程參數等。如果工藝條件控制不好,石膏品質就難以達到理想狀態,因此必要的技術改造和精心的生產工藝是控制與提高脫硫石膏品質的有效途徑。

    (責任編輯:zgltw)
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