CN115925293A - 一种脱硫石膏真空脱水系统及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脱硫石膏真空脱水系统及其工作方法，石膏旋流器的石膏浆液出口连接有石膏旋流器底流管道，石膏旋流器底流管道分为两路分别与圆盘脱水机以及真空皮带脱水机的石膏浆液入口连接；石膏旋流器的石膏浆液入口连接有石膏浆液排出管道，石膏浆液排出管道上设有第一在线流量计，石膏浆液排出管道上还设有石膏排出泵；石膏旋流器的溢流液出口设有第二在线流量计，石膏旋流器底流管道上设有第一在线密度计，第一支路和第二支路分别设有第一控制阀门和第二控制阀门；在线流量计、在线密度计、控制阀门和石膏排出泵均与控制器连接。本发明可合理的选取二级石膏脱水装置运行实现节能或者改善浆液品质的目的。
Description
技术领域
本发明属于节能环保领域，涉及一种脱硫石膏真空脱水系统的及其工作方法。
背景技术
目前湿法脱硫的二级石膏脱水装置型式以真空皮带脱水机和圆盘脱水机为主，真空皮带脱水机应用广泛，设备运行稳定，石膏浆液品质适应性强，价格中等，但占地面积大且耗电量大；圆盘脱水机(滤布式)占地面积小，耗电量小，但应用时间相对较短，价格较高，对石膏浆液品质适应性较差。随着节能环保政策日益严峻，部分火电厂为了降低厂用电率，拆除已有的真空皮带脱水机更换为节能型的圆盘脱水机。
受烟气成分、工艺水水质、运行人员运行水平、设备检修维护周期等因素影响，脱硫装置运行情况普遍较差，导致进入石膏旋流器的浆液品质较差，再结合石膏旋流器设备出力下降等因素，石膏旋流器的浆液分离效果难以达到设计值。石膏旋流器溢流浆液的含固率设计值为3％-5％，实际运行中溢流浆液的含固率高于10％的情况比比皆是。
实际运行中发现，石膏旋流器的浆液分离效果越差，圆盘脱水机的脱水效果越差，严重情况下无法脱水，浆液再次回到吸收塔，导致吸收塔浆液品质恶性循环越来越差；真空皮带脱水机脱水效果虽会下降，但仍有脱水效果，可继续处理恶化的浆液，改善吸收塔内的浆液品质。由于浆液品质不断恶化进而影响脱硫效率，为了改善吸收塔浆液品质，部分电厂采取圆盘脱水机和真空皮带脱水机配合运行的设计方式。
由于运行工况不断变化，吸收塔浆液品质不断发生变化。如何合理的选取二级石膏脱水装置运行是提高脱硫装置运行稳定性的关键。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种脱硫石膏真空脱水系统及其工作方法，通过本发明可选择合适的二级石膏脱水装置处理石膏浆液。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种脱硫石膏真空脱水系统，包括石膏旋流器、圆盘脱水机、真空皮带脱水机和控制器，石膏旋流器的石膏浆液出口连接有石膏旋流器底流管道，石膏旋流器底流管道连接有第一支路和第二支路，石膏旋流器底流管道通过第一支路和第二支路分别与圆盘脱水机的石膏浆液入口和真空皮带脱水机的石膏浆液入口连接；
石膏旋流器的石膏浆液入口连接有石膏浆液排出管道，石膏浆液排出管道能够与吸收塔本体的吸收塔浆池出口连接，石膏浆液排出管道上设有第一在线流量计，石膏浆液排出管道上在第一在线流量计的上游设有石膏排出泵；
石膏旋流器的溢流液出口设有第二在线流量计，石膏旋流器底流管道上设有第一在线密度计，第一支路和第二支路分别设有第一控制阀门和第二控制阀门；
第一在线流量计、第二在线流量计、第一在线密度计、第一控制阀门、第二控制阀门和石膏排出泵均与控制器连接。
优选的，石膏旋流器的溢流液出口连接有石膏旋流器溢流管道，第二在线流量计设置于石膏旋流器溢流管道上。
优选的，石膏旋流器的石膏浆液出口高于圆盘脱水机以及真空皮带脱水机的石膏浆液入口。
本发明如上所述的脱硫石膏真空脱水系统的工作方法，包括如下过程：
当吸收塔浆池中浆液密度值在第一预设范围区间时，控制器控制石膏排出泵启动排浆；
石膏排出泵排浆过程中，控制器实时计算石膏旋流器的溢流浆液中固体质量与底流浆液中固体质量比值η；
当η≤λ时，控制器控制第一控制阀门打开、第二控制阀门关闭，使石膏旋流器的底流浆液通过石膏旋流器底流管道和第一支路进入圆盘脱水机进行脱水；
当η＞λ时，控制器控制第一控制阀门关闭、第二控制阀门打开，使石膏旋流器的底流浆液通过石膏旋流器底流管道和第二支路进入真空皮带圆盘脱水机脱水；
所述石膏旋流器的溢流浆液中固体质量与底流浆液中固体质量比值η的计算方式如下：
式中，ρ为吸收塔本体的吸收塔浆池中浆液密度值；ρ0为水的密度值；ρ2为石膏旋流器底流管道的浆液密度值，Q为第一在线流量计测量的进入石膏旋流器的石膏浆液入口的浆液流量值；Q1为第二在线流量计测量的石膏旋流器的溢流液出口排出的浆液流量值。
优选的，所述第一预设范围区间为1100kg/m3～1250kg/m3。
优选的，石膏旋流器的溢流液出口排出的浆液的含固率为3％～5％。
优选的，λ取值范围为0.10～0.20。
优选的，η的最大不值超过0.35。
优选的，当吸收塔浆池中浆液密度值小于第一预设范围区间时，控制器控制石膏排出泵停止排浆。
本发明具有以下有益效果：
本发明脱硫石膏真空脱水系统中，采用密度计和流量计监测石膏浆液排出管道、石膏旋流器溢流管道和底流管道的浆液密及流量，控制器可通过控制逻辑设置石膏旋流器溢流浆液中固体质量与底流浆液中固体质量比值η，根据不同的η开启对应管路上的控制阀门，使石膏旋流器的底流浆液进入二级脱水装置内脱水，其余管路上的控制阀门关闭。因此本发明脱硫石膏真空脱水系统可合理的选取二级石膏脱水装置运行实现节能或者改善浆液品质的目的，同时可利用现有石膏脱水系统和脱硫控制系统进行改造，改造工作量较小，运行可靠，检修维护方便、简单，不影响原有系统的正常运行，便于推广及应用。
附图说明
图1为本发明的脱硫石膏真空脱水系统的结构示意图。
其中，1为吸收塔本体、2为吸收塔浆池、3-1为第一在线密度计、3-2为第二在线密度计、4为石膏排出泵、5为石膏浆液排出管道、6为石膏旋流器、7为石膏旋流器溢流管道、8-1为第一在线流量计、8-2为第二在线流量计、9为脱硫废水处理系统、10为石膏旋流器底流管道、11-1为第一控制阀门、11-2为第二控制阀门、12为圆盘脱水机、13为真空皮带脱水机、14为石膏库。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参考图1，本发明脱硫石膏真空脱水系统的给料系统包括石膏排出泵4、石膏旋流器6、圆盘脱水机12、真空皮带脱水机13和控制器，吸收塔本体1底部具有吸收塔浆池2，吸收塔浆池2设有第一在线密度计3-1；吸收塔浆池2的出口通过石膏浆液排出管道5与石膏旋流器6的石膏浆液入口连接，石膏排出泵4设置于石膏浆液排出管道5上，石膏浆液排出管道5上在石膏排出泵4出口的下游设有第一在线流量计8-1；石膏旋流器6溢流口的溢流液通过石膏旋流器溢流管道7自流进入脱硫废水处理系统9，石膏旋流器溢流管道7设有第二在线流量计8-2；石膏旋流器6的石膏浆液出口连接有石膏旋流器底流管道10，石膏旋流器底流管道10上设有第二在线密度计3-2，石膏旋流器底流管道10在第二在线密度计3-2的下游分为两路(分别记为第一支路和第二支路)，其中，第一支路与圆盘脱水机12连通且该路上设有第一控制阀门11-1，第二支路与真空皮带脱水机13连通且该路上设有第二控制阀门11-2；经过圆盘脱水机12或真空皮带脱水机13脱水后的石膏通过重力作用落入石膏库14。
所述第一在线密度计3-1、第二在线密度计3-2、第一在线流量计8-1、第二在线流量计8-2、第一控制阀门11-1、第二控制阀门11-2和石膏排出泵4均与所述控制器连接。
吸收塔浆池2中，当石膏浆液密度值在1100kg/m3～1250kg/m3区间时，控制器控制石膏排出泵4启动排浆；吸收塔浆池2中浆液密度值低于1100kg/m3，控制器控制石膏排出泵4停运，浆液密度值取自第一在线密度计3-1的测量值。
石膏旋流器6溢流口的高度要高于脱硫废水处理系统9的进水口的高度。
石膏旋流器1的底流液出口要高于圆盘脱水机12和真空皮带脱水机13的进浆口。
本发明脱硫石膏真空脱水系统的给料系统的工作原理如下：
设吸收塔浆池2的浆液密度值为ρ，石膏浆液排出管道5的浆液流量值为Q，石膏旋流器溢流管道7的浆液流量值为Q1，石膏旋流器底流管道10的浆液密度值为ρ2，ρ、Q、Q1、ρ2分别取自第一在线密度计3-1、第一在线流量计8-1、第二在线流量计8-2、第二在线密度计3-2的测量值。
根据上述数据可计算出石膏旋流器底流管道10的浆液流量值Q2＝Q-Q1，石膏旋流器溢流管道7的浆液密度值
石膏浆液的质量浓度即石膏浆液的含固量n计算公式为：
公式推导得到：
其中：ρ——石膏浆液密度，kg/m3；
Q——石膏浆液体积流量，m3/h；
n——石膏浆液质量浓度(含固量)，％；
2300——石膏密度，kg/m3；
1000——水的密度，kg/m3。
石膏旋流器6的浆液分离效果取决于溢流浆液中固体质量与底流浆液中固体质量比值η，η比值越小，石膏旋流器的浆液分离效果越好。
具体的，石膏旋流器(6)的浆液分离效果取决于溢流浆液中固体质量与底流浆液中固体质量比值η，即
石膏旋流器溢流浆液含固率一般按3％～5％设计，对应η为0.10～0.20，当η＞0.20，溢流浆液含固率＞5％；η越大，溢流浆液含固率越大。
圆盘脱水机12耗电低，但对浆液品质适应性较差，浆液品质越差，脱水能力显著下降。真空皮带脱水机13耗电高，但对浆液品质适应性好，在浆液品质差的情况下比圆盘脱水机12脱水效果好。
因此，当η≤0.20时，石膏旋流器6的底流浆液进入圆盘脱水机12脱水；当η＞0.20时，石膏旋流器6的底流浆液进入真空皮带圆盘脱水机13脱水，采用控制阀门控制。
根据浆液品质及石膏旋流器实际分离效果，η的分界值可适当增加，最大不超过0.35。
Claims (9)
1.一种脱硫石膏真空脱水系统，其特征在于，包括石膏旋流器(6)、圆盘脱水机(12)、真空皮带脱水机(13)和控制器，石膏旋流器(6)的石膏浆液出口连接有石膏旋流器底流管道(10)，石膏旋流器底流管道(10)连接有第一支路和第二支路，石膏旋流器底流管道(10)通过第一支路和第二支路分别与圆盘脱水机(12)的石膏浆液入口和真空皮带脱水机(13)的石膏浆液入口连接；
石膏旋流器(6)的石膏浆液入口连接有石膏浆液排出管道(5)，石膏浆液排出管道(5)能够与吸收塔本体(1)的吸收塔浆池(2)出口连接，石膏浆液排出管道(5)上设有第一在线流量计，石膏浆液排出管道(5)上在第一在线流量计的上游设有石膏排出泵(4)；
石膏旋流器(6)的溢流液出口设有第二在线流量计，石膏旋流器底流管道(10)上设有第一在线密度计，第一支路和第二支路分别设有第一控制阀门和第二控制阀门；
第一在线流量计、第二在线流量计、第一在线密度计、第一控制阀门、第二控制阀门和石膏排出泵(4)均与控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种脱硫石膏真空脱水系统，其特征在于，石膏旋流器(6)的溢流液出口连接有石膏旋流器溢流管道(7)，第二在线流量计设置于石膏旋流器溢流管道(7)上。
3.根据权利要求1所述的一种脱硫石膏真空脱水系统，其特征在于，石膏旋流器(6)的石膏浆液出口高于圆盘脱水机(12)以及真空皮带脱水机(13)的石膏浆液入口。
4.权利要求1-3任意一项所述的一种脱硫石膏真空脱水系统的工作方法，其特征在于，包括如下过程：
当吸收塔浆池(2)中浆液密度值在第一预设范围区间时，控制器控制石膏排出泵(4)启动排浆；
石膏排出泵(4)排浆过程中，控制器实时计算石膏旋流器(6)的溢流浆液中固体质量与底流浆液中固体质量比值η；
当η≤λ时，控制器控制第一控制阀门打开、第二控制阀门关闭，使石膏旋流器(6)的底流浆液通过石膏旋流器底流管道(10)和第一支路进入圆盘脱水机(12)进行脱水；
当η＞λ时，控制器控制第一控制阀门关闭、第二控制阀门打开，使石膏旋流器(6)的底流浆液通过石膏旋流器底流管道(10)和第二支路进入真空皮带圆盘脱水机(13)脱水；
所述石膏旋流器(6)的溢流浆液中固体质量与底流浆液中固体质量比值η的计算方式如下：
式中，ρ为吸收塔本体(1)的吸收塔浆池(2)中浆液密度值；ρ0为水的密度值；ρ2为石膏旋流器底流管道(10)的浆液密度值，Q为第一在线流量计测量的进入石膏旋流器(6)的石膏浆液入口的浆液流量值；Q1为第二在线流量计测量的石膏旋流器(6)的溢流液出口排出的浆液流量值。
5.根据权利要求4所述的一种脱硫石膏真空脱水系统的工作方法，其特征在于，所述第一预设范围区间为1100kg/m3～1250kg/m3。
6.根据权利要求4所述的一种脱硫石膏真空脱水系统的工作方法，其特征在于，石膏旋流器(6)的溢流液出口排出的浆液的含固率为3％～5％。
7.根据权利要求4所述的一种脱硫石膏真空脱水系统的工作方法，其特征在于，λ取值范围为0.10～0.20。
8.根据权利要求4所述的一种脱硫石膏真空脱水系统的工作方法，其特征在于，η的最大不值超过0.35。
9.根据权利要求4所述的一种脱硫石膏真空脱水系统的工作方法，其特征在于，当吸收塔浆池(2)中浆液密度值小于第一预设范围区间时，控制器控制石膏排出泵(4)停止排浆。
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