摘  要  濕法脫硫中石膏品質(zhì)的提升是石膏綜合利用的前題，具有良好的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益，因此通過各種途徑提高石膏品質(zhì)具有重大的意義。

關(guān)鍵詞  石膏  提升  實(shí)踐

1  前言

石灰石—石膏濕法脫硫技術(shù)具有適用范圍廣、脫硫效率高、技術(shù)成熟可靠、脫硫成本低等優(yōu)勢(shì)，是目前應(yīng)用最為廣泛的脫硫技術(shù)，但其也有明顯的缺點(diǎn)，其副產(chǎn)品石膏的處置是一個(gè)難題，一般處置方式為外銷至水泥廠做緩凝劑，但品質(zhì)不穩(wěn)定是制約脫硫石膏商業(yè)化利用的主要原因，其主要表現(xiàn)為指標(biāo)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(tuán)漢鋼公司在近年濕法脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行中，經(jīng)過不斷摸索，針對(duì)性的對(duì)整個(gè)脫硫系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)升級(jí)改造，并通過加強(qiáng)相關(guān)運(yùn)行管理，一舉解決了石膏品質(zhì)不佳的問題，實(shí)現(xiàn)了石膏商業(yè)化利用，避免了二次污染，取得了顯著的環(huán)保效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2  脫硫系統(tǒng)介紹

陜鋼集團(tuán)漢鋼公司現(xiàn)有兩臺(tái)265平米燒結(jié)機(jī)及其配套石灰石—石膏濕法脫硫系統(tǒng)，設(shè)置一機(jī)一塔兩套系統(tǒng)，單塔煙氣處理能力150萬m3/h,設(shè)計(jì)燒結(jié)煙氣二氧化硫濃度為2000㎎/m3，綜合脫硫率95％，主要由煙道系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、石灰粉儲(chǔ)存和漿液制備系統(tǒng)、氧化系統(tǒng)以及石膏排放和脫水系統(tǒng)組成。

在投運(yùn)初期，由于系統(tǒng)設(shè)計(jì)原因，石膏品質(zhì)差，無法達(dá)到外售要求，只能臨時(shí)堆放，造成現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境二次污染，給企業(yè)巨大的環(huán)保壓力。

3  必要的技術(shù)改造

針對(duì)石膏品質(zhì)不佳難以達(dá)到銷售要求的現(xiàn)狀，經(jīng)過深入研究結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，從以下兩方面進(jìn)行了升級(jí)改造。

3.1  增加強(qiáng)制氧化能力

原脫硫系統(tǒng)氧化系統(tǒng)單塔配備了2G-200型羅茨式鼓風(fēng)機(jī)，流量為流量73.6立方米/min  ，排氣壓力排氣壓力88.2kpa ，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行效果來看，該風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)不能滿足氧化要求，造成漿液中的CaSO3 ·1/2H₂O在單位時(shí)間內(nèi)無法有效轉(zhuǎn)化為CaSO₄·2H₂O，石膏品質(zhì)較低，無法滿足銷售要求。在后續(xù)的改造中在原氧化系統(tǒng)增加了一臺(tái)同型號(hào)的羅茨風(fēng)機(jī)并重新布置了氧化風(fēng)管，及滿足了風(fēng)量的要求也減輕了備件了成本，同時(shí)根據(jù)入口二氧化硫入口含量高低科學(xué)調(diào)度兩臺(tái)氧化風(fēng)機(jī)的開停，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，降低脫硫運(yùn)行成本。

3.2  增加石膏脫水系統(tǒng)

原石膏脫水系統(tǒng)為真空隔膜壓濾機(jī)，存在諸多弊端，一是石膏成型困難。當(dāng)石膏品質(zhì)較好時(shí)，其有效成分二水硫酸鈣呈結(jié)晶狀，其水分很難用普通的機(jī)械擠壓式脫除，壓榨后的石膏呈稀糊狀，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境污染嚴(yán)重車輛難以拉運(yùn)，更不要談銷售。二是運(yùn)行成本高昂。為了保證石膏成型及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，只能人為的調(diào)整脫硫塔內(nèi)漿液品質(zhì)增加脫硫劑添加量確保石膏成型，但運(yùn)行成本卻居高不下，石膏品質(zhì)仍未見明顯改觀。因此處于以上原因考慮，結(jié)合目前生產(chǎn)現(xiàn)狀在改造中增加了兩條GDT—1000型真空脫水皮帶極其配套設(shè)備，根據(jù)生產(chǎn)情況適時(shí)選擇開啟皮帶機(jī)或壓濾機(jī)，滿足生產(chǎn)需要。

4  改造后的工藝調(diào)整

4.1  漿液品質(zhì)的調(diào)整

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

（1）加強(qiáng)漿液循環(huán)，確保吸收反應(yīng)充分

根據(jù)生成機(jī)理和實(shí)踐摸索可知，在濕法脫硫運(yùn)行過程中加強(qiáng)漿液的循環(huán)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(shí)帶來了吸收塔內(nèi)氯離子的富集問題，針對(duì)以上問題結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們摸索出了一套相對(duì)完善的相關(guān)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(shí)間內(nèi)充分與含硫氣體反應(yīng)，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(xiàng)重要控制參數(shù)，因?yàn)槎蛩徕}晶粒的生成與漿液的過飽和度有直接關(guān)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(jù)摸索一般密度控制在1.1 t/m3—1.16t/m³之間。

（2）加強(qiáng)氧化風(fēng)量，確保氧化反應(yīng)充分

亞硫酸鈣轉(zhuǎn)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(fēng)量必須滿足要求，因此一是要根據(jù)運(yùn)行狀況科學(xué)的調(diào)度氧化風(fēng)機(jī)的開機(jī)數(shù)量，確保風(fēng)量滿足要求。二是要?jiǎng)?chuàng)造合理的氧化條件確保氧化風(fēng)量的利用率，如：氧化風(fēng)管的布置及保持合理的漿液PH值等，因?yàn)閬喠蛩徕}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(duì)SO₂的比率、漿液的循環(huán)率、漿液的黏度和密度等綜合因素有關(guān)。HSO₃與O₂反應(yīng)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(kuò)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(dāng)pH值＜6時(shí)，SO₂在水中主要以HSO₂形態(tài)存在，pH值在3.5-4.5之間，幾乎全部為HSO₂形態(tài)存在。根據(jù)氧化速率與pH值的關(guān)系，當(dāng)pH值＞5.5時(shí)，氧化速率急劇下降。因此，控制pH值在適當(dāng)?shù)椭捣秶鷥?nèi)對(duì)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(chǔ)。

（3）保持吸收塔內(nèi)合理的氯離子含量

由于真空脫水皮帶的投運(yùn)不可避免的將引起塔內(nèi)氯離子的富集，富集的氯離子不但嚴(yán)重腐蝕設(shè)備還會(huì)引起脫硫效率的下降。因此如何控制吸收塔內(nèi)氯離子含量是個(gè)難題。根據(jù)氯離子只能由水帶走的原理我們做了如下調(diào)整。在正常運(yùn)行期間我們使用脫水皮帶進(jìn)行石膏脫水，當(dāng)氯離子達(dá)到警戒值時(shí)我們開啟板框壓濾機(jī)，將濾出的濾液水輸送至煉鋼燜渣使用，確保塔內(nèi)氯離子長(zhǎng)期處于合理范圍。

（4）確保電除塵高效運(yùn)行

電除塵的高效運(yùn)行是獲得高品質(zhì)脫硫石膏的前提條件，一般應(yīng)控制電除塵出口粉塵在50mg/m³以下。煙氣中過多飛灰進(jìn)入脫硫塔內(nèi)會(huì)嚴(yán)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(shí)飛灰會(huì)溶出的一些重金屬，如汞、鎂、鎘、鋅等會(huì)抑制Ca2-與HSO₃的反應(yīng)。因此加強(qiáng)電除塵的管理是必不可少的。

4.2  脫水皮帶及的運(yùn)行控制

脫水皮帶機(jī)是生產(chǎn)出合格石膏的理想設(shè)備，要想獲得良好的運(yùn)行效果就必須要“勤觀察、勤調(diào)整”。如發(fā)現(xiàn)運(yùn)行異常時(shí)要果斷處置防止造成生產(chǎn)事故。在運(yùn)行過程中我們總結(jié)出一下經(jīng)驗(yàn)：

（1）當(dāng)料餅上出現(xiàn)細(xì)小的裂紋時(shí)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(diào)整加強(qiáng)漿液循環(huán)

（2）當(dāng)脫水效果較好時(shí)，料餅表面的水分應(yīng)在布料盒前方3米內(nèi)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(shè)備未出力、能源浪費(fèi)，過厚負(fù)壓高、水分高，可通過調(diào)整皮帶的速度獲得理想的料餅厚度。

5  結(jié)語 

脫硫石膏的品質(zhì)提升是實(shí)現(xiàn)商業(yè)化利用的前題，但影響脫硫石膏品質(zhì)的因素較多，如漿液中的密度、pH值、氧化風(fēng)量、石膏晶體的顆粒形狀和大小、石膏脫水設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及參與反應(yīng)控制過程參數(shù)等。如果工藝條件控制不好，石膏品質(zhì)就難以達(dá)到理想狀態(tài)，因此必要的技術(shù)改造和精心的生產(chǎn)工藝是控制與提高脫硫石膏品質(zhì)的有效途徑。