CN113634113A - 一种用于解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法，包括以下步骤：S1判断脱硫石膏浆液脱水困难的原因：是脱硫石膏浆液的密度长期处于＞1180mg/m3的情况；S2将吸收塔内的脱硫石膏浆液密度控制到1100‑1150mg/m3；S3控制脱硫石膏浆液密度的同时降低吸收塔的液位；S4向吸收塔内加入晶体粒径＞30μm的石膏液；S5将吸收塔内处理后的脱硫石膏浆液的pH值控制在5.0～5.5；S6将处理后的脱硫石膏浆液培养一段时间，待石膏结晶长大后可进行脱硫石膏浆液的脱水工作；步骤S1‑步骤S6进行的过程中，吸收塔内持续进行脱硫工作不停运。本发明的有益效果在于：从S1到S6大约仅需5天即可恢复脱硫石膏浆液的正常脱水，且能保证脱水石膏的质量。
Description
技术领域
本发明涉及环保脱硫技术领域，具体为一种用于解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法。
背景技术
石灰石-石膏湿法脱硫工艺是我国燃煤电厂应用范围最为广泛的脱硫技术；该工艺是典型的气体化学吸收过程，在洗涤烟气时发生了复杂的化学反应；整个脱硫过程存在多个因素影响石膏结晶，使石膏结晶粒度细小，最终影响副产物石膏的生成。燃煤电厂脱硫石膏浆液常发生脱水困难的情况，且石膏脱水后难以成型，泥浆化，无法正常综合利用，还会产生大量的废渣无法处理，甚至造成环保问题，给电厂的文明生产及安全发电造成严重困扰。
目前较多电厂出现该问题时仅通过置换脱硫石膏浆液的手段进行调整，如公告号为CN102527196B的对比文件，其公开了一种改善磷化工废烟气脱硫石膏品质的工艺，包括将脱硫吸收剂与冲渣水混合，搅拌形成均匀的渣浆；旋流分离渣浆，脱除底流渣，得到溢流液；配置添加剂混合液，将其与溢流液混合，搅拌，得到均匀的浆液；浆液与磷化工烟气接触，吸收磷化工烟气中的二氧化硫及含磷化合物，再经空气氧化作用，形成石膏液；旋流分离石膏液得到顶流液和底流脱硫石膏液，顶流液回用，底流脱硫石膏液经脱水处理后得到脱硫石膏；该工艺浪费脱硫剂、耗时长，且在调整过程中也会产生大量问题石膏；为此，需要设计出既不使用脱硫剂，又能快速解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法，通过上述方法不仅可以获得的高质量的脱水石膏，而且整个处理过程中吸收塔内持续脱硫不停运，从而实现电厂的文明生产及安全发电。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种既能快速解决脱硫石膏浆液脱水困难又能保证脱水石膏质量的方法。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种用于解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法，包括以下步骤：
S1判断脱硫石膏浆液脱水困难的原因：是吸收塔内脱硫石膏浆液的密度长期处于＞1180mg/m3的情况；且分析出脱硫石膏浆液中的石膏粒径大部分＜20μm；
S2确定导致脱硫石膏浆液脱水困难是上述原因后；通过排出一部分脱硫石膏浆液，将吸收塔内的脱硫石膏浆液密度控制到1100-1150mg/m3；
S3控制脱硫石膏浆液密度的同时降低吸收塔的液位；
S4向吸收塔内加入晶体粒径＞30μm的石膏液；
S5将吸收塔内处理后的脱硫石膏浆液的pH值控制在5.0～5.5；
S6完成上述步骤后，吸收塔不再排浆，将处理后的脱硫石膏浆液培养一段时间，待石膏结晶长大后可进行脱硫石膏浆液的脱水工作；
步骤S1-步骤S6进行的过程中，吸收塔内持续进行脱硫工作不停运。
有益效果：按照上述方法对脱水困难的脱硫石膏浆液进行处理后，得到的脱硫石膏浆液快速恢复了正常脱水；如图4所示，石膏含水率降至16.8％；如图5所示，对石膏进行扫描电子显微镜分析，根据比例尺可以看出，大部分石膏晶体粒径明显＞30μm，此时脱硫石膏浆液晶体粒径与正常石膏晶体粒径基本一致，该石膏可进行综合利用；
通过上述方法能够节约大量的脱硫剂；上述方法仅针对脱硫石膏浆液密度长期处于较高水平导致的脱硫石膏浆液脱水困难的情况，建立了一种基于结晶动力学理论解决脱硫石膏浆液脱水困难问题的方法；该方法能够快速解决脱硫石膏浆液脱水困难的问题，根据多个案例显示，从S2到S6大约仅需16h(从S1到S6大约仅需5天)即可恢复脱硫石膏浆液的正常脱水，通过上述方法不仅可以获得的高质量的脱水石膏，而且整个处理过程中吸收塔内持续脱硫不停运，既能够创造一定的经济效益，又可以为燃煤电厂脱硫系统安全稳定运行保驾护航。
优选地，步骤S1中的所述判断方法为对吸收塔的氧化系统、石膏中碳酸钙含量、吸收塔入口烟尘浓度、真空皮带脱水机、方法水品质、石灰石品质、浆液品质等均进行检查、化验，得出脱硫石膏浆液的密度长期＞1180mg/m3。
优选地，将步骤S2中排出的所述脱硫石膏浆液回收起来，当回收到一定的数量以后，重复步骤S1-步骤S6进行石膏脱水。
有益效果：通过将排出的脱硫石膏浆液回收起来进行石膏脱水，可以有效避免脱硫石膏浆液的浪费。
优选地，将吸收塔内的所述脱硫石膏浆液的密度控制到1100mg/m3。
有益效果：通过将脱硫石膏浆液的密度控制到1100mg/m3，当石膏晶种投加至脱硫石膏浆液内后，需要至少12h的时间对石膏晶体进行培养，该段时间不宜排出脱硫石膏浆液，通过提前将脱硫石膏浆液的密度控制到1100mg/m3，可有效避免因无法排浆导致的脱硫石膏浆液密度过高，从而使脱硫石膏浆液可以更好的结晶。
优选地，所述吸收塔的液位降至正常液位的80％～85％。
有益效果：通过将吸收塔的液位降至正常液位的80％～85％，可以为后期添加石膏液做准备，可以有效防止后期添加石膏液后吸收塔内的脱硫石膏浆液密度过高，从而使脱硫石膏浆液可以更好的结晶。
优选地，所述吸收塔的液位降至正常液位的80％。
有益效果：通过将吸收塔的液位降至正常液位的80％，便于留出更多的空间加入更多的晶体粒径＞30μm的石膏液，从而使脱硫石膏浆液可以更好的结晶。
优选地，所述步骤S4具体包括：将晶体粒径＞30μm的石膏晶种分批次投加在地坑内，并加入方法水混合至固含量为15％-20％的石膏液，通过地坑泵输送至吸收塔中的脱硫石膏浆液内。
有益效果：通过将石膏晶种和方法水混合，制备的石膏液精度更纯，加入到脱硫石膏浆液内，石膏的结晶效果更好。
优选地，将晶体粒径＞30μm的石膏晶种分批次投加在地坑内，并加入方法水混合至固含量为20％的石膏液，通过地坑泵输送至吸收塔中的脱硫石膏浆液内。
有益效果：通过向脱硫石膏浆液中输送固含量为20％的石膏液，使得脱硫石膏浆液中具有更多的晶体粒径＞30μm的石膏晶种，从而使得石膏的结晶效果更好。
优选地，将吸收塔内处理后的石膏浆液的pH值控制在5.0。
有益效果：通过将处理后的脱硫石膏浆液的pH值控制在5.0，可以保证脱硫石膏浆液内CaCO3的溶解，同时保证脱硫石膏浆液中含有的较高浓度的SO3 2-、HSO3 -被氧化，来提供较多的Ca2+离子与SO4 2-离子，用于石膏晶种的增长，利于石膏的结晶。
优选地，所述步骤S6具体包括：将处理后的脱硫石膏浆液培养至少12h，待石膏结晶长大后可进行脱硫石膏浆液的脱水工作。
本发明的优点在于：
本发明通过上述方法能够节约大量的脱硫剂；上述方法仅针对脱硫石膏浆液密度长期处于较高水平导致的脱硫石膏浆液脱水困难的情况，建立了一种基于结晶动力学理论解决脱硫石膏浆液脱水困难问题的方法；该方法能够快速解决脱硫石膏浆液脱水困难的问题，根据多个案例显示，从S2到S6大约仅需16h即可恢复脱硫石膏浆液的正常脱水，通过上述方法不仅可以获得的高质量的脱水石膏，而且整个处理过程中吸收塔内持续脱硫不停运，既能够创造一定的经济效益，又可以为燃煤电厂脱硫系统安全稳定运行保驾护航。
本发明通过将吸收塔的液位降至正常液位的80％，便于留出更多的空间加入更多的晶体粒径＞30μm的石膏液，从而使脱硫石膏浆液可以更好的结晶。
本发明通过将排出的脱硫石膏浆液回收起来进行石膏脱水，可以有效避免脱硫石膏浆液的浪费。
本发明通过将脱硫石膏浆液的密度控制到1100mg/m3，当石膏晶种投加至脱硫石膏浆液内后，需要至少12h的时间对石膏晶体进行培养，该段时间不宜排出脱硫石膏浆液，通过提前将脱硫石膏浆液的密度控制到1100mg/m3，可有效避免因无法排浆导致的脱硫石膏浆液密度过高，从而使脱硫石膏浆液可以更好的结晶。
本发明通过将吸收塔的液位降至正常液位的80％～85％，可以为后期添加石膏液做准备，可以有效防止后期添加石膏液后吸收塔内的脱硫石膏浆液密度过高，从而使脱硫石膏浆液可以更好的结晶。
本发明通过将石膏晶种和方法水混合，制备的石膏液精度更纯，加入到脱硫石膏浆液内，石膏的结晶效果更好。
本发明通过向脱硫石膏浆液中输送固含量为20％的石膏液，使得脱硫石膏浆液中具有更多的晶体粒径＞30μm的石膏晶种，从而使得石膏的结晶效果更好。
本发明通过将处理后的脱硫石膏浆液的pH值控制在5.0，可以保证脱硫石膏浆液内CaCO3的溶解，同时保证脱硫石膏浆液中含有的较高浓度的SO3 2-、HSO3 -被氧化，来提供较多的Ca2+离子与SO4 2-离子，用于石膏晶种的增长，利于石膏的结晶。
附图说明
图1为石膏结晶过程示意图；
图2为石膏晶体尺寸与晶核成长趋势的关系示意图；
图3为本发明实施例的解决脱硫石膏浆液脱水困难方法的整体流程图；
图4为本发明按实施例1的解决脱硫石膏浆液脱水困难方法调整后石膏的扫描电子显微镜照片(放大1000倍)；
图5为本发明按实施例1的解决脱硫石膏浆液脱水困难方法调整后的石膏脱水后的外观；
图6为本发明对比例1中问题石膏脱水后的外观；
图7为本发明对比例1中问题石膏的扫描电子显微镜照片(放大1000倍)。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
如图1所示，湿法脱硫方法中石膏结晶过程通常包括成核和生长两个阶段：成核是指形成具有临界尺寸的、稳定的石膏晶核的过程，生长是指当过饱和度超过了一个临界值，也就是临界过饱和度，石膏晶核生长成为石膏晶体的过程。
在结晶成核大量出现和石膏的快速生长之前有一段时间，系统的宏观特征不会发生大的变化，这一现象称之为诱导现象，体现了石膏晶体在实现全面快速生长之前所需等待的时间，可以用诱导时间来描述；诱导现象是出现在大量临界晶核形成之前，而不是一个一个临界晶核的产生。
如图1所示，在A点之前，溶液中存在着Ca2+、SO4 2-、CO3 2-离子，并且到达了成核结晶的过饱和度；A-B是上述提到的诱导时间，在这个过程中，石膏晶核开始慢慢出现，但并没有快速长大，此时的晶核粒径较小；当诱导时间结束，即B点以后，小晶体会骤然生长为大晶体。
根据国内外研究，高过饱和条件下，结晶诱导时间短，晶核数量较多，但晶体成长不充分，此时为均相成核；当浆液密度过高，即浆液中Ca2+浓度及SO4 2-浓度较大，对应浆液的过饱和度大，将导致石膏结晶诱导时间的大幅下降；所以浆液密度过高，将导致石膏晶体粒径小。
如图2所示，在石膏晶核形成的过程中，从过饱和溶液中析出石膏晶体是自发的体相能(△GV)下降的过程；但是由于固相作为一个新相在原先单一的液相中出现，产生了新的固相和液相之间的界面，此时产生一种新的能量，称为表面能(△GS)。
如图2所示，当浆液中石膏晶核的半径小于晶体长大所需的临界晶核尺寸(r*)时，新界面的形成和增大使晶体的表面能(△GS)成长占优势，从而使体系中成核总能量(△GN＝△GV+△GS)增大，因此导致其石膏成核成为热力学上非自发的过程，抑制了结晶。
如图2所示，当浆液中石膏晶核的半径大于临界晶核尺寸(r*)时，过饱和溶液中析出石膏晶体的体相能(△GV)占优势，从而使体系中成核总能量(△GN＝△GV+△GS)减小，因此石膏成核成为热力学上自发的过程，从而实现石膏晶体的自发生长；当石膏晶体粒径小于临界晶核尺寸(r*)时，小晶体将不会进一步自发长大为大晶体。
综上，解决石膏脱水困难问题的关键点为增大石膏浆液内的晶核尺寸，使石膏浆液内的晶核尺寸大于临界晶核尺寸；在脱硫塔内自身无法生成临界尺寸晶核时，通过向吸收塔内添加大于临界尺寸的石膏晶种，使得石膏浆液中出现粒径大于临界晶核尺寸(r*)的石膏晶体，过饱和石膏浆液中析出石膏晶体的体相能(△GV)将占优势，从而使体系中成核总能量(△GN＝△GV+△GS)减小，使得石膏结晶成为热力学上自发的过程，从而实现石膏晶体的自发生长。
实施例1
如图3所示，一种用于解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法，包括以下步骤：
S1判断脱硫石膏浆液脱水困难的原因是：脱硫石膏浆液密度长期处于较高水平，如脱硫石膏浆液密度存在至少1个月(包含间断但多次出现)密度＞1180mg/m3，并通过石膏粒径分析或者扫描电子显微镜分析等方法，分析出脱硫石膏浆液中的石膏粒径大部分＜20μm，则可以判断出石膏脱水困难的主要原因为脱硫石膏浆液密度上升导致石膏粒径减小，最终引起石膏脱水困难；其中判断方法为对吸收塔的氧化系统、石膏中碳酸钙含量、吸收塔入口烟尘浓度、真空皮带脱水机、方法水品质、石灰石品质、浆液品质等均进行检查、化验，可得出脱硫石膏浆液的密度长期处于较高水平；本实施例示例为吸收塔内脱硫石膏浆液的密度长期处于＞1180mg/m3的情况；
S2确定导致脱硫石膏浆液脱水困难是上述原因后；通过排出一部分脱硫石膏浆液，将吸收塔内脱硫石膏浆液的密度控制到1100mg/m3；保证石膏结晶环境正常，不会发生由于过饱和度高，而导致石膏结晶诱导时间短、石膏晶体数量多、单个石膏晶体粒径小的问题；当石膏晶种投加至脱硫石膏浆液内后，需要至少12h的时间对石膏晶体进行培养，该段时间不宜排出脱硫石膏浆液，因此需提前控制脱硫石膏浆液的密度，避免因无法排浆而导致密度过高；
S3控制脱硫石膏浆液密度的同时降低吸收塔的液位至正常液位的80％，为后续添加石膏晶种做准备；本实施例示例吸收塔浆池容量，正常的石膏液需要添加200m3左右，而添加石膏晶种需添加30t，换算成溶液也需约200m3，所以应提前控制吸收塔液位，避免在操作过程中出现浆液溢流，吸收塔液位一般控制在10m左右，通过计算，添加石膏液引起的液位上升约2.0m，因此应将液位降至8.0m；
S4可向吸收塔内加入晶体粒径＞30μm的石膏液或者是干燥的晶体粒径＞30μm的石膏晶种配置得到的石膏液；石膏液的添加质量为吸收塔内正常液位时总固含量的20％；优选为将晶体粒径＞30μm的石膏晶种分批次投加在地坑内，并加入方法水混合至固含量为20％的石膏液，通过地坑泵输送至吸收塔中的脱硫石膏浆液内；且石膏晶种的品质越高越好；本实施例示例为晶体粒径是40μm；
S5将吸收塔内处理后的脱硫石膏浆液的pH值控制在5.0，保证脱硫石膏浆液内CaCO3的溶解，同时保证脱硫石膏浆液中含有的较高浓度的SO3 2-、HSO3 -被氧化，从而可提供较多的Ca2+离子与SO4 2-离子，用于石膏晶种的增长，利于石膏的结晶；
S6完成上述步骤后，吸收塔不再排浆，将处理后的脱硫石膏浆液培养至少12h，待石膏结晶长大后可进行脱硫石膏浆液的脱水工作；
根据多个案例显示，步骤S1-步骤S6进行的过程中，吸收塔内持续进行脱硫工作不停运，均不会影响脱硫石膏浆液的结晶。
按照上述方法对脱水困难的脱硫石膏浆液进行处理后，得到的脱硫石膏浆液快速恢复了正常脱水；如图4所示，石膏含水率降至16.8％，且含水率持续下降；如图5所示，对石膏进行扫描电子显微镜分析，根据比例尺可以看出，大部分石膏晶体粒径明显＞30μm，此时脱硫石膏浆液晶体粒径与正常石膏晶体粒径基本一致，该石膏可进行综合利用。
实施例2
如图3所示，一种用于解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法，包括以下步骤：
S1判断脱硫石膏浆液脱水困难的原因是：脱硫石膏浆液密度长期处于较高水平，如脱硫石膏浆液密度存在至少1个月(包含间断但多次出现)密度＞1180mg/m3，并通过石膏粒径分析或者扫描电子显微镜分析等方法，分析出脱硫石膏浆液中的石膏粒径大部分＜20μm，则可以判断出石膏脱水困难的主要原因为脱硫石膏浆液密度上升导致石膏粒径减小，最终引起石膏脱水困难；其中判断方法为对吸收塔的氧化系统、石膏中碳酸钙含量、吸收塔入口烟尘浓度、真空皮带脱水机、方法水品质、石灰石品质、浆液品质等均进行检查、化验，可得出脱硫石膏浆液的密度长期处于较高水平；本实施例示例为吸收塔内脱硫石膏浆液的密度长期处于＞1180mg/m3的情况；
S2确定导致脱硫石膏浆液脱水困难是上述原因后；通过排出一部分脱硫石膏浆液，将吸收塔内脱硫石膏浆液的密度控制到1150mg/m3；保证石膏结晶环境正常，不会发生由于过饱和度高，而导致石膏结晶诱导时间短、石膏晶体数量多、单个石膏晶体粒径小的问题；当石膏晶种投加至脱硫石膏浆液内后，需要至少12h的时间对石膏晶体进行培养，该段时间不宜排出脱硫石膏浆液，因此需提前控制脱硫石膏浆液的密度，避免因无法排浆而导致密度过高；
S3控制脱硫石膏浆液密度的同时降低吸收塔的液位至正常液位的85％，为后续添加石膏晶种做准备；本实施例示例吸收塔浆池容量，正常的石膏液需要添加200m3左右，而添加石膏晶种需添加30t，换算成溶液也需约200m3，所以应提前控制吸收塔液位，避免在操作过程中出现浆液溢流，吸收塔液位一般控制在10m左右，通过计算，添加石膏液引起的液位上升约1.5m，因此应将液位降至8.5m；
S4可向吸收塔内加入晶体粒径＞30μm的石膏液或者是干燥的晶体粒径＞30μm的石膏晶种配置得到的石膏液；石膏液的添加质量为吸收塔内正常液位时总固含量的15％；优选为将晶体粒径＞30μm的石膏晶种分批次投加在地坑内，并加入方法水混合至固含量为15％的石膏液，通过地坑泵输送至吸收塔中的脱硫石膏浆液内；且石膏晶种的品质越高越好；本实施例示例为晶体粒径是40μm；
S5将吸收塔内处理后的脱硫石膏浆液的pH值控制在5.5，保证脱硫石膏浆液内CaCO3的溶解，同时保证脱硫石膏浆液中含有的较高浓度的SO3 2-、HSO3 -被氧化，从而可提供较多的Ca2+离子与SO4 2-离子，用于石膏晶种的增长，利于石膏的结晶；
S6完成上述步骤后，吸收塔不再排浆，将处理后的脱硫石膏浆液培养至少12h，待石膏结晶长大后可进行脱硫石膏浆液的脱水工作；
根据多个案例显示，步骤S1-步骤S6进行的过程中，吸收塔内持续进行脱硫工作不停运，均不会影响脱硫石膏浆液的结晶。
按照上述方法对脱水困难的脱硫石膏浆液进行处理后，得到的脱硫石膏浆液快速恢复了正常脱水；石膏含水率降至17.3％，且含水率持续下降；对石膏进行扫描电子显微镜分析，大部分石膏晶体粒径明显＞30μm，此时脱硫石膏浆液晶体粒径与正常石膏晶体粒径基本一致，该石膏可进行综合利用。
实施例3
如图3所示，一种用于解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法，包括以下步骤：
S1判断脱硫石膏浆液脱水困难的原因是：脱硫石膏浆液密度长期处于较高水平，如脱硫石膏浆液密度存在至少1个月(包含间断但多次出现)密度＞1180mg/m3，并通过石膏粒径分析或者扫描电子显微镜分析等方法，分析出脱硫石膏浆液中的石膏粒径大部分＜20μm，则可以判断出石膏脱水困难的主要原因为脱硫石膏浆液密度上升导致石膏粒径减小，最终引起石膏脱水困难；其中判断方法为对吸收塔的氧化系统、石膏中碳酸钙含量、吸收塔入口烟尘浓度、真空皮带脱水机、方法水品质、石灰石品质、浆液品质等均进行检查、化验，可得出脱硫石膏浆液的密度长期处于较高水平；本实施例示例为吸收塔内脱硫石膏浆液的密度长期处于＞1180mg/m3的情况；
S2确定导致脱硫石膏浆液脱水困难是上述原因后；通过排出一部分脱硫石膏浆液，将吸收塔内脱硫石膏浆液的密度控制到1130mg/m3；保证石膏结晶环境正常，不会发生由于过饱和度高，而导致石膏结晶诱导时间短、石膏晶体数量多、单个石膏晶体粒径小的问题；当石膏晶种投加至脱硫石膏浆液内后，需要至少12h的时间对石膏晶体进行培养，该段时间不宜排出脱硫石膏浆液，因此需提前控制脱硫石膏浆液的密度，避免因无法排浆而导致密度过高；
S3控制脱硫石膏浆液密度的同时降低吸收塔的液位至正常液位的83％，为后续添加石膏晶种做准备；本实施例示例吸收塔浆池容量，正常的石膏液需要添加200m3左右，而添加石膏晶种需添加30t，换算成溶液也需约200m3，所以应提前控制吸收塔液位，避免在操作过程中出现浆液溢流，吸收塔液位一般控制在10m左右，通过计算，添加石膏液引起的液位上升约1.7m，因此应将液位降至8.3m；
S4可向吸收塔内加入晶体粒径＞30μm的石膏液或者是干燥的晶体粒径＞30μm的石膏晶种配置得到的石膏液；石膏液的添加质量为吸收塔内正常液位时总固含量的17％；优选为将晶体粒径＞30μm的石膏晶种分批次投加在地坑内，并加入方法水混合至固含量为17％的石膏液，通过地坑泵输送至吸收塔中的脱硫石膏浆液内；且石膏晶种的品质越高越好；本实施例示例为晶体粒径是40μm；
S5将吸收塔内处理后的脱硫石膏浆液的pH值控制在5.3，保证脱硫石膏浆液内CaCO3的溶解，同时保证脱硫石膏浆液中含有的较高浓度的SO3 2-、HSO3 -被氧化，从而可提供较多的Ca2+离子与SO4 2-离子，用于石膏晶种的增长，利于石膏的结晶；
S6完成上述步骤后，吸收塔不再排浆，将处理后的脱硫石膏浆液培养至少12h，待石膏结晶长大后可进行脱硫石膏浆液的脱水工作；
根据多个案例显示，步骤S1-步骤S6进行的过程中，吸收塔内持续进行脱硫工作不停运，均不会影响脱硫石膏浆液的结晶。
按照上述方法对脱水困难的脱硫石膏浆液进行处理后，得到的脱硫石膏浆液快速恢复了正常脱水；石膏含水率降至17％，且含水率持续下降；对石膏进行扫描电子显微镜分析，大部分石膏晶体粒径明显＞30μm，此时脱硫石膏浆液晶体粒径与正常石膏晶体粒径基本一致，该石膏可进行综合利用。
对比例1
本对比例与实施例1的区别之处在于：没有实行实施例1中步骤S2-步骤S6的方法。
如图6所示，脱硫石膏浆液脱水后呈现泥浆状，含水率达到50％以上，无法综合利用；石膏日产生量大，导致大量泥状石膏无法有效处置和综合利用，这给电厂造成一定的经济损失，同时也给电厂的文明生产及安全发电造成困扰；
如图7所示，对石膏进行扫描电子显微镜分析，石膏的扫描电子显微镜照片中间部分是石膏晶体平铺的形态，呈现小颗粒状或条状，根据比例尺(图中左下角，为10μm)可知，小颗粒石膏晶体远小于10μm，条状石膏晶体也小于10μm，石膏晶体粒径较小，导致石膏脱水性能下降，无法成型。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种用于解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1判断脱硫石膏浆液脱水困难的原因：是脱硫石膏浆液的密度长期处于＞1180mg/m3的情况；且分析出脱硫石膏浆液中的石膏粒径大部分＜20μm；
S2确定导致脱硫石膏浆液脱水困难是上述原因后；通过排出一部分脱硫石膏浆液，将吸收塔内的脱硫石膏浆液密度控制到1100-1150mg/m3；
S3控制脱硫石膏浆液密度的同时降低吸收塔的液位；
S4向吸收塔内加入晶体粒径＞30μm的石膏液；
S5将吸收塔内处理后的脱硫石膏浆液的pH值控制在5.0～5.5；
S6完成上述步骤后，吸收塔不再排浆，将处理后的脱硫石膏浆液培养一段时间，待石膏结晶长大后可进行脱硫石膏浆液的脱水工作；
步骤S1-步骤S6进行的过程中，吸收塔内持续进行脱硫工作不停运。
2.根据权利要求1所述的一种用于解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法，其特征在于：步骤S1中的所述判断方法为对吸收塔的氧化系统、石膏中碳酸钙含量、吸收塔入口烟尘浓度、真空皮带脱水机、方法水品质、石灰石品质、浆液品质等均进行检查、化验，得出脱硫石膏浆液的密度长期＞1180mg/m3。
3.根据权利要求1所述的一种用于解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法，其特征在于：将步骤S2中排出的所述脱硫石膏浆液回收起来，当回收到一定的数量以后，重复步骤S1-步骤S6进行石膏脱水。
4.根据权利要求1所述的一种用于解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法，其特征在于：将吸收塔内的所述脱硫石膏浆液的密度控制到1100mg/m3。
5.根据权利要求1所述的一种用于解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法，其特征在于：所述吸收塔的液位降至正常液位的80％～85％。
6.根据权利要求5所述的一种用于解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法，其特征在于：所述吸收塔的液位降至正常液位的80％。
7.根据权利要求1所述的一种用于解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法，其特征在于：所述步骤S4具体包括：将晶体粒径＞30μm的石膏晶种分批次投加在地坑内，并加入方法水混合至固含量为15％-20％的石膏液，通过地坑泵输送至吸收塔中的脱硫石膏浆液内。
8.根据权利要求7所述的一种用于解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法，其特征在于：将晶体粒径＞30μm的石膏晶种分批次投加在地坑内，并加入方法水混合至固含量为20％的石膏液，通过地坑泵输送至吸收塔中的脱硫石膏浆液内。
9.根据权利要求1所述的一种用于解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法，其特征在于：将吸收塔内处理后的石膏浆液的pH值控制在5.0。
10.根据权利要求1所述的一种用于解决脱硫石膏浆液脱水困难的方法，其特征在于：所述步骤S6具体包括：将处理后的脱硫石膏浆液培养至少12h，待石膏结晶长大后可进行脱硫石膏浆液的脱水工作。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114933431A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-08-23 | 临沂宏源热力有限公司 | 一种石膏水分高效分离控制系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003066525A1 (en) * | 2002-02-08 | 2003-08-14 | F.L. Smidth Airtech A/S | Improvement of flue gas desulfurization gypsum-dewatering through crystal habit modification by carboxylic acids |
| CN110922076A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-03-27 | 国家能源集团谏壁发电厂 | 一种湿法脱硫中石膏脱水困难时的反向掺水调整法 |
| CN112520823A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-03-19 | 河北国华定州发电有限责任公司 | 改善脱硫浆液结晶品质的复合石膏结晶促进剂的添加方法 |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003066525A1 (en) * | 2002-02-08 | 2003-08-14 | F.L. Smidth Airtech A/S | Improvement of flue gas desulfurization gypsum-dewatering through crystal habit modification by carboxylic acids |
| CN110922076A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-03-27 | 国家能源集团谏壁发电厂 | 一种湿法脱硫中石膏脱水困难时的反向掺水调整法 |
| CN112520823A (zh) * | 2020-11-10 | 2021-03-19 | 河北国华定州发电有限责任公司 | 改善脱硫浆液结晶品质的复合石膏结晶促进剂的添加方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 康浩亮等: "火电厂影响石膏脱水效果的要因及解决方法探讨", 《2017火电厂脱確废水零排放技术交流研讨会论文集》, pages 12 - 15 * |
| 方志强等: "单塔双循环烟气脱硫系统结晶过程的模拟研究", 《环境科学与技术》, vol. 41, no. 5, pages 73 - 79 * |
| 王强: "烟气脱硫系统石膏含水率高原因分析及控制", 《山东电力技术》, vol. 48, no. 1, pages 77 - 80 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114933431A (zh) * | 2022-04-21 | 2022-08-23 | 临沂宏源热力有限公司 | 一种石膏水分高效分离控制系统 |
| CN114933431B (zh) * | 2022-04-21 | 2024-03-19 | 临沂宏源热力有限公司 | 一种石膏水分高效分离控制系统 |
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