CN101985073B - 一种石膏浆液真空脱水系统及脱水方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种石膏浆液真空脱水系统，包括真空脱水装置，向所述真空脱水装置提供滤饼冲洗水的第一供水装置，将所述滤饼冲洗水加热的水加热装置。本发明还提供了一种真空脱水的方法，包括：1)由所述水加热装置将所述滤饼冲洗水加热；2)将所述加热后的滤饼冲洗水供入真空脱水装置，由所述真空脱水装置对石膏浆液进行脱水。本发明将滤饼冲洗水加热，由于滤饼冲洗水温度较高，提高了石膏浆液的脱水率，从而使脱水后石膏滤饼的含水率降低。

Description

一种石膏浆液真空脱水系统及脱水方法

技术领域

本发明涉及火电厂烟气湿法脱硫工艺，特别是涉及一种石膏浆液真空脱水系统，还涉及使用该真空脱水系统对石膏浆液真空脱水的方法。

背景技术

燃煤火力发电是一种主要的发电方式，煤的燃烧会产生大量含有害物质的烟气，烟气中的主要有害物质是二氧化硫，随着电力行业的发展，二氧化硫对环境的污染日益严重。为了消除环境污染，在电厂中普遍采用了石灰石湿法脱硫技术，该技术具有较高的脱硫效率。运行时，石灰石粉与烟气中的二氧化硫在脱硫反应塔进行反应，消除了烟气中约95％的二氧化硫，从而生成了含水率为85％的石膏浆液。为了能使石膏浆液用于其他领域，如建筑领域等，需要对石膏浆液进行脱水，使其变成含水率低于10％的干石膏。

目前主要的脱水方式是采用真空脱水方式，其设备就是真空皮带脱水机，在脱硫反应塔中反应生成的约含85％水分的石膏浆液首先经过水力旋流器，变成含水率为50％的石膏浆液，然后被送到真空皮带脱水机上，采用真空脱水的方法，使含水率为50％的石膏浆液变成含水率低于10％的石膏产品。

请参考图1，图1为现有的石膏浆液真空脱水系统示意图。为了降低石膏浆液中的氯离子含量，采用水冲洗的方式对石膏滤饼进行冲洗。工艺水管路第一分支直接与滤饼冲洗水箱3相连，向滤饼冲洗水箱3中提供工艺水1作为滤饼冲洗水的补充水，滤饼冲洗水箱3后接滤饼冲洗水泵31，滤饼冲洗水泵31的出口端通向真空皮带脱水机6。真空脱水装置中，气液分离罐7与真空皮带脱水机6的冲洗滤饼出水口相连，气液分离罐7的出水口连接密封水箱71，气液分离罐7的出气口连接真空泵2，真空泵2将分离出的气体抽出排放，使真空皮带脱水机6形成真空。

工艺水管路第二分支与真空泵2相连，向真空泵2提供工艺水1作为密封水，真空泵2的密封水出水口与滤布冲洗水箱4连接，向滤布冲洗水箱4提供真空泵的密封水作为滤布冲洗水，真空泵2和滤布冲洗水箱4之间的管路分成两支：填料密封水管路21和泵密封水管路22。滤布冲洗水箱4后接滤布冲洗水泵41，由滤布冲洗水泵41出来的管路分成两路，分别为第一冲洗管路421和第二冲洗管路422，第一冲洗管路421通向真空皮带脱水机6的滤布，向真空皮带脱水机6提供滤布冲洗水，滤布冲洗出水管路与滤饼冲洗水箱3连接，冲洗完滤布的水沿滤布冲洗出水管路流入滤饼冲洗水箱3中进行二次利用，对滤饼进行冲洗；第二冲洗管路422通向真空皮带脱水机6的皮带滑台和真空箱，提供润滑皮带滑台和真空箱密封的水，地面上设有地沟61，以排放飞溅的以及润滑后的水。

在实际运行中发现，石膏浆液真空脱水系统的脱水率较低，经过脱水后的石膏滤饼含水率较高，一般维持在12％左右。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种石膏浆液真空脱水系统，能提高石膏浆液的脱水率，降低脱水后石膏滤饼的含水率。本发明还提供了使用该真空脱水系统对石膏浆液真空脱水的方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种石膏浆液的真空脱水系统，包括真空脱水装置，向所述真空脱水装置提供滤饼冲洗水的第一供水装置，将所述滤饼冲洗水加热的水加热装置。

作为优选，所述水加热装置设置在所述第一供水装置的入水口前。

作为优选，所述真空脱水装置包括真空泵，所述水加热装置为所述真空泵，所述真空泵的密封水出水口与所述第一供水装置的入水口相连。

作为优选，所述滤饼冲洗水供水装置还包括一个向真空泵回流第一路滤饼冲洗水的出水通路。

作为优选，还包括向真空泵提供密封水的储水装置，所述出水通路与第一路工艺水管路的出水口均与所述储水装置的入水口相连，所述储水装置的出水口与所述真空泵的密封水入水口相连。

作为优选，还包括控制装置，所述控制装置用来控制所述储水装置中密封水的温度。

作为优选，所述控制装置包括测量所述储水装置的入水温度的第一测温器、测量所述储水装置的出水温度的第二测温器、调整所述第一路滤饼冲洗水流量的流量开关和控制器，所述控制器根据所述入水温度和所述出水温度的温度差值，通过调整所述流量开关调节所述第一路滤饼冲洗水的流量，以控制所述储水装置中密封水的温度。

一种使用所述的真空脱水系统对石膏浆液进行真空脱水的方法，包括：

1)由所述水加热装置将所述滤饼冲洗水加热；

2)将所述加热后的滤饼冲洗水供入真空脱水装置，由所述真空脱水装置对石膏浆液进行脱水。

作为优选，所述步骤1)为由所述水加热装置将所述滤饼冲洗水加热到至少50℃。

作为优选，所述水加热装置为真空泵。

作为优选，所述步骤1)中真空泵将所述滤饼冲洗水加热后，滤饼冲洗水被分成第一路滤饼冲洗水和第二路滤饼冲洗水，所述第一路滤饼冲洗水与来自第一部分工艺水管路的工艺水混合后供入储水装置作为真空泵密封水；

所述步骤2)具体为：

将所述加热后的第二路滤饼冲洗水供入真空脱水装置，由所述真空脱水装置对石膏浆液进行脱水。

作为优选，所述步骤1)中还包括：

比较储水装置的入水温度与出水温度；

调整第一路滤饼冲洗水的流量控制储水装置中的出水温度，以将真空泵中的密封水加热到至少50℃。

发明人经过多次实验后发现，提高石膏滤饼冲洗水的温度后，石膏浆液的脱水率得到提高。优选的，将滤饼冲洗水加热到至少50℃，使脱水后石膏滤饼的含水率低于10％。

发明人经过对现有系统的观察，发现系统中的真空泵的密封水在真空腔体内经高速转动并与叶轮摩擦后产生热量，密封水从真空泵排出后的温度要高于真空泵入水口处的温度。在又一种优选的实施方式中，本发明改变滤饼冲洗水的管路，将从真空泵流出的温度较高的密封水直接作为滤饼冲洗水，用于对石膏滤饼进行冲洗，由于冲洗水的温度较高，提高了真空皮带脱水机的脱水率。

在又一种优选的实施方式中，进一步将真空泵出水口的密封水的一部分进行循环，再一次进入真空泵，这样再次出来的密封水温度会更高。作为优选，多次循环后，真空泵出水口密封水的温度可以控制在50℃左右，将此密封水作为滤饼冲洗水对滤饼进行冲洗，能够增加真空皮带脱水的脱水率，得到含水率低于10％的石膏滤饼。

附图说明

图1为现有的石膏浆液真空脱水系统示意图；

图2为滤饼冲洗水的温度与石膏含水率的关系曲线图；

图3为本发明提供的石膏浆液真空脱水系统示意图。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。

经过多次实验后，发明人发现脱水后石膏滤饼的含水率随着滤饼冲洗水温度的变化呈现出一定规律，做出滤饼冲洗水的温度与石膏含水率的关系曲线图，请参考图2。

从图2显示的实验结果可以看出，随着滤饼冲洗水温度的升高，经过真空皮带脱水机脱水后的石膏滤饼的含水率逐渐下降，可见提高滤饼冲洗水的温度，能够提高真空皮带脱水机的脱水率。尤其是当滤饼冲洗水的温度达到50℃时，石膏浆液的脱水率可以提高1％一2％左右，脱水后石膏滤饼含水率低于10％以下。

因此，本发明提供的真空脱水系统的一个实施方案包括：真空脱水装置，向所述真空脱水装置提供滤饼冲洗水的第一供水装置，一个将所述滤饼冲洗水加热的水加热装置。优选的，将滤饼冲洗水加热到至少50℃。

发明人经过对现有系统的观察，发现系统中的真空泵的密封水在真空泵腔体内经高速转动并与叶轮摩擦后产生热量，密封水从真空泵排出后的温度要高于真空泵入水口处的温度。经过对真空泵入水口和出水口处密封水温度的测量，得出入水口密封水温度和出水口密封水温度的关系，见表1：

表1真空泵入水口密封水温度和出水口密封水温度的关系

入水口密封水温度(℃)	出水口密封水温度(℃)
		10	37
15	41
		25	47.9
27	49.2

从表1中的数据可以看到，真空泵出水口密封水的温度高于入水口密封水的温度，入水口密封水的温度越高，出水口密封水的温度也就越高，因此可以利用真空泵的密封水作为石膏滤饼冲洗水，优选的，可以进一步将真空泵出水口的一部分密封水循环，再一次进入真空泵，这样再次出来的密封水温度会更高。由于滤饼冲洗水的温度较高，脱水后石膏滤饼的含水率也较低。

因为现有的石膏浆液脱水系统中，滤饼冲洗水来自工艺水或者冲洗完滤布的水，所以本发明对系统进行改进，改变滤饼的冲洗管路，利用真空泵固有特性，来提高滤饼冲洗水的温度，从而提高真空皮带脱水机的脱水率。

请参考图3，图3为本发明的石膏浆液真空脱水系统示意图。

本发明的石膏浆液真空脱水系统包括真空脱水装置、滤饼冲洗水箱3、滤布冲洗水箱4以及真空泵密封水水箱5，真空脱水装置包括气液分离罐7、真空泵2和真空皮带脱水机6。这里滤饼冲洗水箱3作为第一供水装置，向真空脱水装置提供滤饼冲洗水；滤布冲洗水箱4向真空脱水装置提供滤布冲洗水；真空泵密封水水箱5作为储水装置，向真空泵提供密封水。

真空泵2的密封水出水口与滤饼冲洗水箱3相连，真空泵2向滤饼冲洗水箱3提供密封水作为滤饼冲洗水。真空泵2和滤饼冲洗水箱3之间的管路分成两支：填料密封水管路21和泵密封水管路22。滤饼冲洗水箱3后接滤饼冲洗水泵31，由滤饼冲洗水泵31出来的管路分成两路，分别为第一出水通路321和第二出水通路322。第二出水通路322与真空皮带脱水机6相连接，用来向真空皮带脱水机6提供滤饼冲洗水，由于滤饼冲洗水来自真空泵2的密封水，温度较高，因此满足了滤饼冲洗水的温度要求。当然也可以在滤饼冲洗水箱3的入水口前或真空皮带脱水机6的滤饼冲洗水入水口前或滤饼冲洗水箱3中设置将滤饼冲洗水加热的水加热装置，优选加热到至少50℃，如采用蒸汽加热或电加热方法。但是在脱硫岛的现场，不易取到如蒸汽等热源，如果采用电加热方式将滤饼冲洗水加热至50℃，则所需要的电功率约为2000kW甚至需要更高的电功率，消耗电量较大，使成本增加，而本发明利用现有的设备，只是改变管路，通过控制真空泵的出水温度便能提高石膏浆液的脱水率，因此更加合适。

第一出水通路321与真空泵密封水水箱5连接，用来将第一路滤饼冲洗水回流至真空泵密封水水箱5，另外真空泵密封水水箱5的入水口还与第一部分工艺水管路11连接，该第一部分工艺水管路11将第一部分工艺水供入真空泵密封水水箱5。

真空泵密封水水箱5的出水口与真空泵2的密封水入水口连通，真空泵密封水水箱5向真空泵2提供密封水。当然滤饼冲洗水泵31出来的管路不分成两路，只有一路通向真空皮带脱水机6也是可以的，但本发明分成两路后，第一出水通路321中已经加热的水与第一部分工艺水混合后再作为密封水，具有比单一工艺水要高的温度，由表1知道，较高温度的混合水进入真空泵2作为密封水后，真空泵2出水口的密封水温度会更高，然后密封水再一次进入滤饼冲洗水箱3，作为滤饼冲洗水对滤饼进行冲洗，多次循环后，真空泵出水口密封水的温度可以控制在50℃左右，从而增加真空皮带脱水的脱水率，因此将滤饼冲洗水泵31出来的管路分成两路是更为合适的。

此外滤饼冲洗水箱3的入水口还连接有第三部分工艺水管路122，该第三部分工艺水管路122作为备用，用于向滤饼冲洗水箱3提供滤饼冲洗水。通常第三部分工艺水管路122的阀门处于关闭状态，但当增加滤饼冲洗水量或真空泵2不运行，例如清洗设备时，需要运行其它设备时才开启此管路的阀门，使工艺水直接流入滤饼冲洗水箱3中。

在第一出水通路321上设有入水温度变送器33和流量开关34，真空泵密封水水箱5出水口的管路上设有出水温度变送器52，通过入水温度变送器33和出水温度变送器52，分别测出第一出水通路321中水的温度和真空泵密封水水箱5出水口的管路中水的温度，控制器(未示出)获得两点温度差值后，通过调整流量开关34调节第一出水通路321中的水量以控制真空泵密封水水箱5中密封水的温度，从而使得真空泵中密封水的温度被加热到至少50℃。

真空脱水装置中，气液分离罐7与真空皮带脱水机6的冲洗滤饼出水口相连，气液分离罐7的出水口连接密封水箱71，气液分离罐7的出气口连接真空泵2，真空泵2将分离出的气体抽出排放，使真空皮带脱水机6形成真空。

滤布冲洗水箱4的入水口与第二部分工艺水管路121连接，由所述第二工艺水管路121提供滤布冲洗水。滤布冲洗水箱4后接滤布冲洗水泵41，由滤布冲洗水泵41出来的管路分成两路，分别为第一冲洗管路421和第二冲洗管路422，第一冲洗管路421通向真空皮带脱水机6的滤布，用来向真空皮带脱水机6提供滤布冲洗水，滤布冲洗出水管路通向密封水箱71，使冲洗完滤布的水流至密封水箱71；第二冲洗管路422通向真空皮带脱水机6的皮带滑台和真空箱，用来提供润滑皮带滑台和真空箱密封的水，地面上设有地沟61，以排放飞溅的和润滑后的水。

在使用上述石膏浆液真空脱水系统对石膏浆液进行脱水时，具体脱水方法如下：

本发明中的滤饼冲洗水源于真空泵2的密封水，这里真空泵2的密封水包括真空泵填料的密封水和泵的密封水。真空泵2的密封水沿管路流进滤饼冲洗水箱3，滤饼冲洗水经过滤饼冲洗水泵31抽出后分成两路，一路滤饼冲洗水沿第二出水通路322流入真空皮带脱水机6中，对滤饼进行冲洗；另外一路滤饼冲洗水沿第一出水通路321流至真空泵密封水水箱5作为密封水。当真空泵2不运行，而需要运行其它设备时，开启第三部分工艺水管路122上的阀门，工艺水直接流入滤饼冲洗水箱3中。

除了第一出水通路321中的滤饼冲洗水，还有第一部分工艺水沿第一部分工艺水管路11作为补充一起流入真空泵密封水水箱5中，两部分水在真空泵密封水水箱5中混合，再通过密封水泵51抽入真空泵2中作为真空泵2的密封水，利用入水温度变送器33、出水温度变送器52测出第一出水通路321中水的温度和在真空密封水水箱5中混合后水的温度，控制系统获得两点温度差值后，通过调节流量开关34调节第一出水通路321中的水量以控制混合后密封水的温度，密封水从真空泵2中流出后再流入滤饼冲洗水箱作为滤饼冲洗水，如此循环可以将真空泵2出水口的密封水的温度控制在50℃左右。

沿第二出水通路322流出的滤饼冲洗水流至真空皮带脱水机6对石膏滤饼进行冲洗，冲洗后的水流经气液分离罐7，经过气液分离后流入密封水箱71，排出系统；气液分离罐7与真空泵2连接，真空泵2将气液分离罐7分离出的气体抽出排放，使真空皮带脱水机6形成真空。

滤布冲洗水是直接来自第二部分工艺水管路121中的工艺水，工艺水1中的第二部分工艺水沿第二工艺水管路121流入滤布冲洗水箱4中，滤布冲洗水通过滤布冲洗水泵41分成两路流入真空皮带脱水机6中，其中一路冲洗水沿第一冲洗管路421流向真空皮带脱水机6的滤布，对滤布进行冲洗，冲洗后的水流至密封水箱71排放；另外一路冲洗水沿第二冲洗管路422流向真空皮带脱水机6的皮带滑台和真空箱，用以皮带润滑和真空箱密封，润滑后的水以及飞溅出的水不易收集，沿地沟61排出。

本发明改变了现有技术的滤饼冲洗水管路，将真空泵2的密封水温度控制在50℃左右，将其作为滤饼冲洗水，对滤饼进行冲洗，提高了真空皮带脱水机对石膏浆液的脱水率，使脱水后石膏滤饼的含水率低于10％。

以上对本发明所提供的石膏浆液真空脱水装置及脱水方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种石膏浆液的真空脱水系统，包括真空脱水装置，向所述真空脱水装置提供滤饼冲洗水的第一供水装置，其特征在于，还包括将所述滤饼冲洗水加热的水加热装置；所述水加热装置设置在所述第一供水装置的入水口前；

所述真空脱水装置包括真空泵，所述水加热装置为所述真空泵，所述真空泵的密封水出水口与所述第一供水装置的入水口相连；

所述第一供水装置还包括一个向真空泵回流第一路滤饼冲洗水的出水通路，以及向真空泵提供密封水的储水装置，所述出水通路与第一部分工艺水管路的出水口均与所述储水装置的入水口相连，所述储水装置的出水口与所述真空泵的密封水入水口相连。

2.根据权利要求1所述的真空脱水系统，其特征在于，还包括控制装置，所述控制装置用来控制所述储水装置中密封水的温度。

3.根据权利要求2所述的真空脱水系统，其特征在于，所述控制装置包括测量所述储水装置的入水温度的第一测温器、测量所述储水装置的出水温度的第二测温器、调整所述第一路滤饼冲洗水流量的流量开关和控制器，所述控制器根据所述入水温度和所述出水温度的温度差值，通过调整所述流量开关调节所述第一路滤饼冲洗水的流量，以控制所述储水装置中密封水的温度。

4.一种使用权利要求1所述的真空脱水系统对石膏浆液进行真空脱水的方法，其特征在于，包括：

1）由所述水加热装置将所述滤饼冲洗水加热；所述水加热装置为真空泵；

2）将所述加热后的滤饼冲洗水供入真空脱水装置，由所述真空脱水装置对石膏浆液进行脱水；

所述步骤1）中真空泵将所述滤饼冲洗水加热后，滤饼冲洗水被分成第一路滤饼冲洗水和第二路滤饼冲洗水，所述第一路滤饼冲洗水与来自第一部分工艺水管路的工艺水混合后供入储水装置作为真空泵密封水；

所述步骤2）具体为：

将所述加热后的第二路滤饼冲洗水供入真空脱水装置，由所述真空脱水装置对石膏浆液进行脱水。

5.根据权利要求4所述的真空脱水的方法，其特征在于，所述步骤1）为由所述水加热装置将所述滤饼冲洗水加热到至少50℃。

6.根据权利要求4所述的真空脱水的方法，其特征在于，所述步骤1）中还包括：

比较储水装置的入水温度与出水温度；

调整第一路滤饼冲洗水的流量控制储水装置中的出水温度，以将真空泵中的密封水加热到至少50℃。

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