石膏晶体粒度过细的原因分析及对策

菅春树

（天津大唐国际盘山发电有限责任公司，天津 301900）

1 石膏晶体颗粒偏小的现象。

石灰石-石膏湿法脱硫工艺中，石灰石浆液与烟气进行逆流洗涤，生成半水亚硫酸钙，在浆液中空气将其强制氧化成二水硫酸钙晶体。石膏排出泵将吸收塔内的浆液抽出，送往石膏旋流器进行粒径分级，含细或轻颗粒的溢流一部分作返回吸收塔一部分去废水处理系统；一部分较粗或重颗粒的底流送往对应的真空皮带机进行石膏脱水。脱水后的石膏含水率一般控制在10%wt 以下。在石膏结晶过程中，塔内浆液条件控制不好就会生成针状或层状、薄片状晶体，形成的石膏颗粒小，脱水困难且粘度大，石膏附着水质量分数也就越高。控制不好的浆液经过石膏旋流器的筛分后，一部分去到了底流直接导致下游的真空皮带脱水机无法正常脱水，阻塞了皮带机滤布的滤水通道，使浆液中的水不容易从滤布孔隙分离出来从而使真空度增加，表现为石膏变成粘稠糊状粘贴在滤布上，从皮带机落下时底部摔成稀泥无法储存和运输。与此同时，经过石膏旋流器的溢流大部分细颗粒到废水的，因浓度会远高于设计浓度。预沉池和澄清器内污泥堆积严重，清理费时费力，污泥脱水难度大甚至于整套系统进入恶性循环。为此，必须加以控制石膏晶体变小，恶化了石膏的脱水性能。图1为石膏晶体粒度分布曲线按实际取样的测试结果附上 。

图1 石膏晶体粒度分布线

由石膏的进料浆液粒度分析报告可以看出，其平均粒径为15.61μm，常规吸收塔平均粒径约为37μm，结晶粒度偏细。由于粒度较细，石膏旋流器的分选效果也不理想，石膏溢流平均粒度为5.74μm，废水溢流平均粒径为4μm左右，废水溢流固含量偏高，大于7%，造成整体脱硫系统石膏成糊状稀泥，无法运输影响现场文明。

2 石膏晶体颗粒偏小原因分析

通常造成石膏粒度过细的原因有以下几种：（1）煤中的硫份突然增大，导致设计的氧化空气量无法满足氧化需求，溶液中可溶性亚硫酸钙浓度增大，塔内产生大量的亚硫酸钙晶体，形成石膏颗粒小、粘度大，容易吸附在真空皮带机上，堵塞滤布；（2）循环浆液在吸收塔浆池停留时间的长短影响石膏的结晶效果。石膏的结晶需要一定的时间，过短的停留时间将造成石膏颗粒细小；（3）烟气中的灰分太高，经电除尘处理后的烟气中的飞灰，其颗粒度很小，进入浆液系统后，覆盖在石灰石颗粒和石膏颗粒的表面，对石灰石的溶解和石膏的结晶产生屏蔽作用，使石膏浆液中含有过多细小的石灰石颗粒，也对石膏结晶造成不利影响，另外灰分中含有的重金属汞、锌等离子也会抑制石膏晶体生产。杂质一般不参加反应, 所以这部分细小的颗粒没有通过废水系统排出，参与循环也会造成脱硫效率下降，石膏脱水困难问题；（4）石灰石浆液组分中，镁离子含量过高，在塔内反映产生絮状硫酸镁影响石膏正常结晶；（5）烟气与循环浆液逆流洗涤时，烟气中氯进入浆液中，不断增加的氯根对二氧化硫去除及石膏晶体的形成产生不利的影响。

3 解决方案

基于石膏的含水量大、石膏粘稠不成型粒径偏小问题，首先对吸收塔内的石膏浆液进行取样，分析其中的具体组分（测试镁离子含量、测试酸可溶物含量、测试铝含量等），根据结果确定造成颗粒过细原因。 根据分析的原因采取以下对应方案：

（1）当硫份增大时，启动备用风机。增大氧化空气的给入量，使亚硫酸根能够被充分氧化为硫酸根；（2）为杜绝石膏结晶时间短问题，在浆液密度允许范围内降低吸收塔排石膏的频率，促使石膏晶体能够有充分的结晶时间和条件。或者提高设定的排石膏的条件浆液密度及提高塔内液位；（3）当入口灰分含量增大时，增大电除尘数量，比如增大工作电压等，必须提高了电除尘的效率才能保证后续的工艺能够在正常条件下工作；（4）镁离子含量高，对石灰石的原料进行定期的抽检，测试其中镁离子的含量，有效控制原料中镁离子的来源；（5）当氯离子含量增大时，加大系统废水排放，控制塔内氯离子浓度在10000ppm以下不超标。

4 实施改进及效果

为了适应机组的配煤掺烧，改善脱硫系统工况。对使用多年石膏旋流器进行更换，并对沉砂嘴口径进行调整，从直径25调整到直径20，减小石膏旋流子沉砂嘴的口径来降低石膏含水率，同时增大废水旋流子的沉砂嘴直径来降低去废水系统的固含量。为了保证旋流站的分离性能，将石膏旋流器的入料浓度控制在正常范围之内18%左右，将石膏和废水旋流站的入料粒径及压力控制在正常范围之内，通过调整沉砂嘴来使得旋流站的分离性能达到设计要求；对脱硫氧化系统工艺进行优化，原设计通过氧化风公用母管对预洗塔和吸收塔进行补充氧气，因预洗塔氧化风结构为喷枪形式，吸收塔氧化风结构为管网式，结构不同造成风量分配不均。优化后一台氧化风机供吸收塔一台供预洗塔并严格控制好风温。可调悬浮风机备用，硫份增大时启动悬浮风机来增大氧化风量加快亚硫酸盐的氧化力度。经过对石膏旋流器及氧化风系统工艺优化，脱硫二次脱水系统运行稳定。石膏含水率保持10%左右。