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0．序言
湿式氧化法脱硫较为完整的工艺过程可分为:脱硫、再生、硫回收与副盐回收四个控制单元，四者之间相对独立且有密切关联。从总体上看四者的发展并不同步，就其工艺技术及相应设备的配置，工艺管理及工艺要求等方面来看，硫回收特别是副盐回收，均明显滞后，这又反向影响了脱硫与再生的正常进行，因此，不少企业已将硫回收及副盐回收，做为重点控制的工艺过程。
1．氧化再生的概念与过程
从传统上讲，氧化再生单是指在催化剂的作用下，脱硫富液中的HS—被氧化析出生成单质硫。其实从过程的完整性讲，上述过程只是氧化再生的一部分，而只有将析出的单质硫从液相中分离出去，才可称过程的终结。析出硫后的高质量贫液再进入又一个吸收过程，并如此周而复始，脱硫液方可保持良性的循环，脱硫生产方可长周期的正常进行。
2．硫回收与副盐回收的重要性
氧化再生与硫回收是富液氧化成贫液并保持贫液高质量的两个重要环节。脱硫贫液质量差，悬浮硫含量高，除直接影响脱硫净化度外，其积硫以及硫盐等混合物还会造成填料脱硫塔堵塞，塔系阻力增大，塔拦液及夹带液，以及物料损耗增多等多种危害，直接影响着脱硫生产的正常进行，进而影响整个系统的安全和稳定生产。
3．几种不同的硫回收装置
3．1转鼓式真空过滤机
结构：由机座、料槽、转鼓、分配头、搅拌器、加液管、正压空气管、负压系统、冲洗管等部件构成。
工作原理：真空过滤机分配头的抽真空区间与真空泵负压系统联接，吹风区间与正压空气联接，过滤机的转鼓在料槽中转动时，其下半部分浸泡在硫悬浮液中，转鼓每运行一周，其内腔的各分室，先后与上述两区间相联通，其外表面则依次完成过滤、干燥、吹风卸料、滤布再生等工作程序，转鼓的连续不间断旋转运行，保证了过滤生产的连续进行。
3．2戈尔膜过滤器
结构：由缸体、反冲缸、管道、过滤元件、自控系统、气动控制系统及脱水器等组成，并分进液、过滤、反冲、排渣等过程。
工作原理：过滤时脱硫泡沫通过薄膜滤袋，清液经上腔排出，脱硫液中的悬浮硫及其它物理杂质被全部截留在滤芯表面形成滤饼。当其达到一定厚度时，过滤器系统进入反冲洗状态，使滤饼脱离滤袋，并沉降在过滤器锥形底部，系统重新进入工作状态。该过程脱硫液没有化学变化是纯物理过程。
3．3上悬式离心机
结构：立式主体框架、敞口内腔式转鼓、外鼓腔，变速电机、滤饼料斗、滤液收集装置、停车手闸、加液管、冲洗管等。外鼓腔焊接在立式主体框架下半部，转鼓的主轴与框架上方的电机垂直联接，吊在外鼓主腔内，转鼓内侧附着的滤布有开口的钢圈固定。
操作：起动电机待转鼓运行正常后，人工手动均匀的加液，滤液穿过滤布汇集鼓外腔流至地下槽，单质硫及其它物理杂质截留在滤布上，滤饼达一定的厚度，停车，而后人工将滤饼铲下至料斗回收。过程中一但加液不均匀或加液过快，造成晃车，主体框架晃动，硫膏飞溅，需要紧急停车。其劳动强度大，生产环境差，国内基本已停用。
3．4三足离心机半封闭或全封闭式硫回收
结构：由转鼓、外鼓腔、加料管、冲洗管、滤液收集回硫装置，料斗、控制系统、动力电机等构成。鼓外腔由弹性装置的三足固定，转鼓中心主轴由地面支撑，与电机三角带联接。
操作：转鼓运转正常后均匀加硫泡沫液至鼓内腔，滤液穿滤布收集排至地下槽，滤布截留单质硫及其它杂质，滤饼由刮刀自动卸料至料斗。滤饼可直接回收或送熔硫器，间歇式熔硫。该装置劳动强度小，工作环境干净，工作效率高。该装置脱硫液无化学变化，系纯物理过程。
3．5DS型硫泡沫专用过滤机
设备概述：DS型硫泡沫专用真空过滤机是集纳米无机膜技术、超声波技术、自动化控制为一体的新型、高效、节能、环保的固液分离设备，它依据脱硫液组分以及各组分特殊的物化性质采用不同的超微细孔在不影响溶液组分的情况下将硫泡沫中单质硫过滤出来，形成的滤饼可直接装袋销售或进熔硫器进行熔硫；因使用纳米过滤，过滤后的脱硫液含硫极低（单质硫的去除率可达99、9%以上），过滤后的溶液清亮透彻浊度低（固形物总含量〈50PPm），且由于是物理性过滤，过滤后溶液的物化性质均没有发生变化，可直接回脱硫系统使用。因此极大节约了能耗、减少了对环境的污染和对系统的危害。
工作原理:DS脱硫真空过滤机过滤介质利用纳米陶瓷技术，在真空力的作用下，只能让脱硫液通过超微陶瓷膜孔，而溶液中的机械杂质和单质硫以及气泡却无法通过，保证无真空损失的原理，极大地降低了真空过滤机能耗和过滤液的固形物含量。
工作流程：DS脱硫真空过滤机主要包括过滤板、转子、料浆斗、真空系统、清洗系统、控制系统。工作时浸没在料斗的过滤板在真空力和毛细作用下，表面吸附成一层物料，滤液通过滤板至排液罐，干燥区滤饼继续在真空力的作用下脱水。滤饼干燥后通过刮刀卸料，卸料后进入反洗区，通过循环水清洗滤板，从而完成一个工作循环。在过滤机运行7小时后采用超声波和碱水清洗，以保持过滤机的高效运行。形成的滤饼装袋处理或去熔硫釜熔硫。滤饼含水量30%左右。
3．6格栅板过滤
此外也有些小企业或脱硫量少的装置，直接将再生槽的硫泡沫溢流至格栅板上铺设的麻袋上回收硫膏，格栅下槽内的滤液再循环送至脱硫塔，该方法从上世纪60年代延用至今，可称我国的硫回收装置原始之最。
3．7熔硫釜
作用与结构：熔硫釜是硫回收装置中的关键设备，它对回收系统硫膏，避免硫堵降低阻力，减少设备管线腐蚀，起到了积极作用。主要包括进料口、脱硫液出口、釜体、加热套、蒸汽进口、冷凝水出口，其结构为：釜体的底部装有管状加热器，加热器外套管上装有高压蒸汽进口、蒸汽出口，加热器末端装有保温截止阀。釜体和夹套两个压力容器腔体上，均配置压力表、安全阀、温度计等安全附件，以便于操作控制。制造及安装均符合一类受压容器的安全要求。
操作：将压力P≤0.45MPa的低压饱和水蒸汽，引入到熔硫釜的夹套及盘管内作为热源，加热釜体及盘管，再传热给釜内硫膏，当温度140℃—150℃熔融成硫黄，因釜内硫膏含水，当液温达到140℃—150℃也将产生饱和水蒸气。设备在此条件下运行安全正常。过段时间后开熔硫釜下部的排液阀，连续排液，而后排渣。此过程可连续进行，也可间歇式进行，过程结束后停蒸汽，而后卸压，待用。
总之，采用何种方法进行硫回收，应因厂而置，不搞一个模式。但戈尔膜过滤器工艺复杂，操作环境差也有不少企业弃用。连续熔硫蒸汽消耗量大，大量残液需进行冷却降温，沉淀处理，且高温熔硫，负反应加快，副盐成倍增长（在某厂分析Na2S2O3结果：硫泡沫液采样Na2S2O3分析含量：15.3g/1，熔硫残液采样Na2S2O3分析含量:31.8g/1），所以是选择连续熔硫还是间断熔硫，也应根据各厂的实际工况而定。
4．副盐回收装置
湿式氧化法脱硫工艺过程，在脱除工艺气体中硫化氢的同时，也伴随着Na2S2O3Na2SO4NaCNS三种副盐的生成。副盐总量的增长，不但直接影响气液传质过程，影响单质硫的浮选，使贫液质量下降，最终导致脱硫效率下降，且物料损耗增多。所造成盐类混合物堵塔也时常发生。
在基本相同的工艺条件下，要达到基本相同的脱硫效果，如果Na2S2O3含量60—120g/1则碱耗增加8%左右；如果Na2S2O3含量为120—160g/1，则碱耗增加10%左右。不仅如此，随着Na2S2O3含量的增长，Na2SO4含量也会增加，装置腐蚀也会加快。因此，对过量副盐的回收，也应在脱硫工艺装置的配备之列。以保持三盐的总量在200g/1之内。
在实际生产中，如何更好的控制副盐的产生，有关文献中多有报道，这儿不再讨论。对于溶液中已经很高的副盐，以前多采取以下两种方法：一是直接排放部分脱硫液，进行溶液置换；二是引旁路对脱硫液加热析盐。前者不仅会造成一定的浪费，而且由于环保的压力越来越大，大多企业已不允许排放；后者多采用蒸汽间接加热，使脱硫贫液蒸发而增浓，而后再降温冷却，脱硫液中的副盐含量过饱和而结晶析出，再进行过滤回收。电加热对副盐回收的原理也基本相同，但装置需要大量投资。总之，为保持脱硫贫液的高质量，脱硫工艺的正常运行，不管采用何种方法对超量副盐的回收都是必要的，唯独简单的排放脱硫液的方法不可取。
5.结语
1，滤布使用寿命足够长了(比如1-3年)，那就没办法了2，滤布没有冲洗干净，滤机停车.
3，结晶不够好，如颗粒太小，或结晶含杂多.
3采用了品质差的过滤布，结构，丝线，孔，透气率等不合理二，清洗
采用高压水枪10-20bars，采用洗衣粉水，手工清刷(弱碱性，pH7-9).3，或采用稀盐酸，但是作用不大!
三，改进方案1，提高冲洗水压力，3-5bars，并连续冲洗，停机前一定要冲洗干净.2，检查喷嘴工作状况，保证每个都正常工作，喷水扇型角度90度为佳.
冲洗喷嘴，与滤布的夹角也很重要，这个需要根据滤布的结构选择4，滤布冲洗，一般采用2排管(先背面，后正面).也有的采用3排，效果会更佳.
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北极星水处理网讯:摘要:石膏脱水困难是湿法脱硫装置普遍存在的问题，严重时影响其正常产出和商业应用。结合某电厂实际生产中出现的案例，对湿法脱硫石膏脱水困难的原因进行了分析，表明锅炉投油稳燃、入口烟尘浓度、浆液密度、浆液氧化程度、浆液中杂质含量、石膏脱水系统及废水处理系统设备的运行均影响石膏脱水的效果，并提出了一系列控制措施。
关键词:脱硫石膏;脱水困难;原因分析;控制措施
0引言
石灰石－石膏湿法脱硫(wetfluegasdesulfurization，WFGD)是世界范围内烟气脱硫的主流技术。该技术以石灰石(石灰)作为吸收剂吸收烟气中的SO2，经过一系列反应生成副产物石膏。随着湿法脱硫技术的不断推广，其副产物石膏的排放量也与日俱增，预计2020年我国脱硫石膏的排放量将达到1亿吨。脱硫石膏具有广泛的商业用途，商业上对脱硫石膏的要求是:颗粒度在100μm左右，含水率10%，纯度高。然而，在实际调研中发现很多电厂一定程度上均存在石膏脱水困难的问题，影响其质量及商业应用。本文将结合某电厂实际生产中出现的案例，对造成石膏脱水困难的主要影响因素进行分析并提出控制措施。
1设备概况
某电厂一期为2×330MW亚临界燃煤机组，同步建设脱硫装置。烟气脱硫采用石灰石－石膏湿法脱硫工艺，一炉双塔，设置增压风机，吸收塔浆液搅拌采用脉冲悬浮方式，石膏脱水利用石膏旋流器和真空皮带脱水机。机组在近两年的运行中多次出现石膏脱水困难的情况，石膏含水率一直偏高，落入石膏库的石膏团结成块状，严重时甚至出现石膏成稀泥状无法脱水成型的情况，而正常石膏脱水后较为松散，颗粒分明。
2石膏脱水困难原因分析
2.1锅炉投油稳燃及入口烟尘浓度的影响
2.1.1锅炉投油稳燃
燃煤发电锅炉在启动、停运、低负荷稳燃及深度调峰阶段由于设计、燃煤等原因均需耗用大量的燃油助燃，由于工况运行不稳定、锅炉燃烧不充分，会有相当一部分未燃尽的油污或油粉混合物随烟气进入吸收塔浆液内，在吸收塔内强烈的扰动作用下，极易形成细碎的泡沫，在浆液表面大量聚集。表1为该电厂吸收塔浆液表面泡沫的成分分析。
油污在浆液表面聚集的同时也有一部分在搅拌、喷淋等相互作用下快速分散在吸收塔浆液内，并在浆液中石灰石、亚硫酸钙等颗粒表面形成一层薄薄的油膜，对石灰石等颗粒形成包裹，阻碍石灰石的溶解和亚硫酸钙的氧化，进而影响脱硫效率和石膏的生成。含油的吸收塔浆液通过石膏排出泵进入石膏脱水系统，由于油污及未完全氧化的亚硫酸产物等的存在，容易造成真空皮带机滤布空隙的堵塞，进而导致石膏脱水困难。
2.1.2入口烟尘浓度
湿法脱硫吸收塔具有一定的协同除尘效果，其除尘效率可达到70%左右。该电厂设计除尘器出口(脱硫入口)烟尘浓度20mg/m3，出于节能减少厂用电考虑，除尘器出口实际控制烟尘浓度在30mg/m3左右，过多的烟尘进入吸收塔依靠脱硫系统的协同除尘作用进行脱除。经电除尘净化后进入吸收塔的烟尘粒径绝大部分小于10μm，甚至小于2.5μm，远远小于石膏浆液的粒径。图1为该电厂石膏含水率正常时排出石膏浆液中的平均粒径分布，86.9%的物质粒径在10μm以上，69.2%的物质粒径在20μm以上。烟尘随石膏浆液进入真空皮带机后同样堵塞滤布，导致滤布透气性能变差，石膏脱水困难。
2.2石膏浆液品质的影响
2.2.1浆液密度
浆液密度的大小说明了吸收塔中浆液的密集程度，若密度过小，说明浆液中CaSO4含量较低，CaCO3含量较高，直接造成CaCO3的浪费，同时由于CaCO3颗粒较小，易导致石膏脱水困难;若浆液密度过大，则说明浆液中CaSO4含量较高，较高的CaSO4会阻碍CaCO3的溶解，抑制SO2的吸收，CaCO3随石膏浆液进入真空脱水系统同样影响石膏的脱水效果。湿法脱硫双塔双循环系统，为了充分发挥其优势，一般一级塔pH值宜控制在5.0±0.2范围内，浆液密度控制在1100±20kg/m3范围内，而实际运行中该厂一级塔浆液密度在1200kg/m3左右，高时甚至达到1300kg/m3，始终控制较高。图2为该电厂制浆用石灰石粉平均粒径分布，81.0%的物质粒径在10μm以下，小于正常石膏的物质粒径，浆液密度高时其CaCO3易造成石膏脱水困难。
2.2.2浆液强制氧化程度
浆液强制氧化是向浆液中通入足量的空气，使亚硫酸钙氧化为硫酸钙反应趋于完全，氧化率高于95%，保证浆液中有足够的石膏品种用于晶体成长，若氧化不充分，则会生成亚硫酸钙与硫酸钙的混合晶体，造成结垢现象。浆液强制氧化程度取决于氧化空气量、浆液停留时间、浆液搅拌效果等因素，氧化空气量不足、浆液停留时间过短、浆液分布不均、搅拌效果不佳等均会造成塔内CaSO3·1/2H2O含量过高。
图3为该电厂一级吸收塔石膏排出泵入口处塔壁的结晶物，由于吸收塔浆液脉冲悬浮母管断裂，导致塔内浆液搅拌不充分，局部区域内亚硫酸钙氧化不足，生成混合结晶体Ca(SO3)0.8(SO4)0.21/2H2O即CSS垢，其脱硫石膏与运行正常期间石膏对比见表2。可见，由于局部氧化不足，浆液内CaSO3·1/2H2O含量明显偏高，导致石膏脱水困难，含水率也较高。
2.2.3浆液中的杂质含量
浆液中的杂质主要来源于烟气和石灰石，这些杂质在浆液中形成杂质离子，影响石膏的晶格结构。烟尘中不断溶出的重金属会抑制Ca2+与HSO3－的反应，浆液中的F－和Al3+含量较高时会生成氟铝络合物AlFn，覆盖在石灰石颗粒表面，造成浆液中毒，使脱硫效率降低，细小的石灰石颗粒夹杂在未完全反应的石膏晶体中，使石膏脱水困难。浆液中的Cl－主要来自烟气中的HCl和工艺水，工艺水中的Cl－含量相对较少，因此浆液中的Cl－主要来自烟气携带。当浆液中存在大量的Cl－时，Cl－会被晶体包裹，并于浆液中存在的一定量的Ca2+结合生成稳定的CaCl2，将一定量的水留在晶体内，同时浆液中一定量的CaCl2会留在石膏晶体之间，堵塞晶体之间游离水的通道，造成石膏含水率升高。
2.3设备运行状况的影响
2.3.1石膏脱水系统
石膏浆液通过石膏排出泵送至石膏旋流器进行一级脱水，底流浆液浓缩到含固量达到50%左右时自流到真空皮带机进行二级脱水。影响石膏旋流器分离效果的主要因素有旋流器入口压力和沉砂嘴尺寸。旋流器入口压力过低，则固液分离效果变差，底流浆液含固量较少，影响石膏的脱水效果，导致含水率升高;若旋流器入口压力过高，则分离效果较好，但影响旋流器的分级效率，同时对设备的磨损较严重。沉砂嘴尺寸过大，同样会造成底流浆液含固量较少，颗粒物较小，影响真空皮带机脱水效果。该电厂正常石膏脱水时要求石膏旋流器入口压力为0.17MPa，而实际运行中旋流器入口压力介于0.08～0.14MPa，与运行要求值相比偏低，且入口压力波动较大，图4、图5分别为该厂石膏旋流器运行正常与异常的沉砂嘴工作状况，异常沉砂嘴喷射出的浆液形状不满足固液分离线型的要求，旋流子及沉砂嘴存在磨损及堵塞，实测底流浆液含固量仅有30%～40%。影响真空皮带机脱水效果的主要因素有真空度、滤布透气性及滤饼厚度。真空度过高或过低都会影响石膏脱水效果，真空度过低，则对石膏中水分的抽吸能力降低，石膏脱水效果变差;真空度过高，则滤布空隙可能存在堵塞或皮带存在跑偏，同样导致石膏脱水效果变差。在同样的工况条件下，滤布的透气性越好，则石膏的脱水效果越好;滤布的透气性差，过滤通道被堵塞，则石膏的脱水效果变差。滤饼厚度对石膏脱水同样有显著影响，皮带机转速降低时，滤饼厚度增加，真空泵对滤饼上层的抽吸能力减弱，导致石膏含水率升高;皮带机转速升高时，滤饼厚度减薄，容易造成局部滤饼漏气，破坏真空，也会导致石膏含水率升高。
2.3.2脱硫废水处理系统
脱硫废水处理系统运行不正常或废水处理量小均会影响脱硫废水的正常外排，长期运行下烟尘等杂质不断进入浆液，浆液中重金属、Cl－、F－、Al－等不断富集，导致浆液品质不断恶化，影响脱硫反应的正常进行、石膏的生成以及脱水。以浆液中的Cl－为例，该电厂一级吸收塔浆液中Cl－含量高时达到22000mg/L，石膏中的Cl－含量达到0.37%。浆液中的Cl－含量在4300mg/L左右时，石膏的脱水效果较好，随着氯离子含量的升高，石膏的脱水效果逐渐变差。
3控制措施
1)加强锅炉运行燃烧调整，减少锅炉启停阶段或低负荷运行时投油稳燃对脱硫系统的影响，控制浆液循环泵的投运数量，减少未燃尽油粉混合物对浆液的污染。
2)从对脱硫系统长期稳定运行和整体经济性方面考虑，加强除尘器运行调整，采用高参数运行，控制除尘器出口(脱硫入口)烟尘浓度在设计值以内。
3)对浆液密度、氧化空气量、吸收塔液位、浆液搅拌装置等进行实时监控，确保脱硫反应在正常条件下进行。
4)加强石膏旋流器和真空皮带机的维护和调整，控制石膏旋流器入口压力和皮带机真空度在合理范围内，对旋流子、沉砂嘴和滤布定期检查，确保设备在最佳状态下运行。
5)确保脱硫废水处理系统正常运行，脱硫废水定期外排，减少吸收塔浆液中的杂质含量。
4结束语
石膏脱水困难是湿法脱硫装置普遍存在的问题，其影响因素众多，需要从外部介质、反应条件及设备运行状况等多个方面进行综合分析及调整。深入了解脱硫反应机理和设备运行特性，合理控制系统主要运行参数，才能保障脱硫石膏的脱水效果。
原标题:湿法脱硫石膏脱水困难原因分析及控制
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