提高脱硫石膏生产品质的措施

摘要：

浆液中石膏的过饱和度、浆液的pH值、氧化空气的量、石膏晶粒的形状和大小、操作条件等都是影响脱硫石膏含水率的因素。本文阐述了脱硫石膏的物理化学以及生产特性，提出了几条提高脱硫石膏生产品质的措施。

关键词:脱硫石膏；生产品质；硫酸钙 1.

脱硫石膏概述

1. 化学性质

脱硫石膏的主要成分是二水硫酸钙，与天然石膏相同石膏颗粒比较细，平均粒径约40-60微米，颗粒短，纵横比1.5-2.5，呈灰黄色。碳酸钙是脱硫石膏中的主要杂质，约占5%左右。未氧化的半水硫酸钙容易结晶成石膏晶体，许多小的半水硫酸钙在石膏表面聚集形成石膏颗粒。当粒度分布变宽，粒度层不均匀时，石膏的强度减弱，包裹在石膏晶体表面的细小颗粒通过作用毛细管吸收大量污泥，提高了脱水效果。脱硫石膏的纯度、石灰石粉的利用率、亚硫酸盐的氧化率、流入脱硫塔的石灰石浆液浓度都与除尘率有关。

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1. 物理性质

脱硫石膏颗粒多为完整形态的短柱状节理，具有致密的晶体结构，致密的晶体结构网络增加了水化硬化体的强度。天然石膏水化后主要为针状、片状晶体，晶体接触点应力增大，晶体结构疏松，硬化体强度低。脱硫石膏水工体的表面密度比天然石膏硬化体高10~20%，这也解释了两种晶体结构的密度差异。脱硫石膏

和天然石膏的标准粗糙度差别不大，凝结时间也很相似，但抗压强度差别很大。在耗水标准一致的情况下，脱硫石膏的抗压强度和抗折强度分别比天然石膏高100%和80%。

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1. 生产特性

石膏脱水系统是脱硫石膏生产中相当重要的一环。石膏脱水系统分为两段，第一段为石膏旋流浓缩器，第二段为真空带式脱水机。吸收塔底部排出的浆液主要成分为石膏晶体，固型物含量为8%-15%，经第一段浓缩后变为约原来的一半，之后再经脱水机进行第二次脱水，第二次脱水后石膏的水分含量小于10%。为控制石膏中氯离子、重金属离子等杂质的含量，保证石膏的质量，系统在石膏脱水过程中建立了滤饼洗涤系统，进行两级洗涤。

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提高脱硫石膏生产品质的措施

脱硫石膏生产品质主要体现在提高石膏的纯度，含水率和杂志含量等方面。具体提高脱硫石膏生产品质的措施如下：

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完善脱硫系统设计

脱硫系统的设计应根据锅炉、烟气、石灰石等参数，充分考虑脱硫效率和石膏浆的质量，对塔形脱硫吸收率、钙硫比、液气比、浆料排放时间和浆料循环停留时间，浆液罐的容量、浆液排放量、浆液循环量、喷淋方式及层数、氧化风量及分布方式等进行科学合理的设计。此外，还必须充分考虑煤或烟气的硫含量和烟气流量，特别是煤的硫含量的选择必须大于或等于实际煤种，否则会给脱硫效率和脱硫副产物石膏的质量带来严重问题。

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加强脱硫系统运行管理

在脱硫系统运行过程中，需要对脱硫系统的各项运行参数进行监测和及时调整，以保证石膏浆的质量。其中需要控制的参数包括石灰石粉尘碳酸钙含量和粒度、烟气粉尘含量、煤硫含量，需要调整的参数包括pH值、吸收塔污泥槽液位、浆液浓度、氧化风量和浆液液循环量等。

在脱硫反应中，钙离子遇到硫酸根会缓慢结晶，形成二水硫酸钙晶体。浆液中二水硫酸钙晶体过饱和度、浆液温度、酸度和搅拌方式等因素会影响氧化吸收浆液中脱硫石膏的结晶，而石膏晶体的形状和大小直接影响石膏脱水系统中的石膏旋流器能否正常工作。石膏晶体的粒径越大，越有利于石膏旋流器将二水硫酸钙晶体与未反应的碳酸钙分离，从而降低石膏中的碳酸钙含量。因此，通过控制石膏浆在过饱和条件下的等温结晶过程，可以获得粗大、均匀的晶体，有效地提高了脱硫石膏的纯度。

循环浆液浓度是脱硫系统运行的重要控制参数之一，晶体生长与悬浮液的过饱和度密切相关，当石膏浆液的过饱和度达到一定程度时，就会形成晶种，逐渐变成石膏晶体。但当石膏浆液的过饱和度超过一定值时，晶种的生长速度超过石膏颗粒的生长速度，晶种很容易在石灰石颗粒表面生长而影响反应，降低了石灰石粉的脱硫效率。

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1. 控制外部条件

脱硫的受控外部条件是锅炉煤燃烧的硫含量、脱硫石灰石粉尘的质量、工艺用水的质量、锅炉的燃烧条件和锅炉的粉尘含量。石灰石粉的性质对吸收塔的性能影响很大，主要体现在石灰石粉的纯度和活性上，即石灰石与二氧化硫的反应速率取决于粒径。因此，为了保持石灰石粉的性能，一方面要提高石灰石粉的纯度，另一方面则需保持石灰石粉的最佳粒径。脱硫一般要求吸收剂的纯度在90%以上，而且石灰石粉中铁和惰性物质的含量会影响石膏的粒度和脱水性能，石灰

石粉中镁离子的存在会影响石膏晶体的形状和尺寸或增加石膏的粘度。所以必须有效降低石灰石粉中铁、镁等杂质的含量。

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加强脱硫运行监管力度

在脱硫系统运行过程中，需要对脱硫过程中涉及的部件进行分析，了解系统的具体运行情况，遇到问题时帮助找到问题的根源，其中较为重要的是二氧化硫分析仪、含尘量测试仪、吸收塔水位计、pH计、脱硫浆液密度计等。pH计和二氧化硫分析仪在运行过程中容易出现数据漂移，所以必须定期对其进行校准，以保证测量数据的可靠性和准确性。在生产过程中定期对石膏浆进行化学分析，并将分析结果及时发送给操作人员，提供操作调整参数，这就需要对石膏浆液进行监测，石膏浆液监测参数主要包括石膏纯度、碳酸盐含量、亚硫酸盐含量、氯离子含量、pH值、密度和粒度。

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防止石灰石的抑制

石膏浆液中的氯离子主要以可溶性氯化钙的形式存在，系统连续运行不断富集氯离子从而形成氯化钙，溶解的钙离子随着氯离子浓度的增加而增加，反而抑制石灰石溶解，降低脱硫效率，这种抑制机理称为“共离子效应”。石灰石堵塞主要由锅炉负荷、烟气硫含量快速升高、氧化锅炉燃烧、初始石灰石抑制处理不充分、pH异常自动控制等引起。例如，烟气中硫含量快速快速增加，吸收塔内悬浮液的pH值在短时间内下降，因此需要增加石灰石悬浮液的用量以维持正常的脱硫率。同时，浆液中产生大量亚硫酸钠，但来不及被完全氧化，导致半水化过饱和硫酸钙石灰石颗粒在表面析出，悬浮液中的氟离子与铝离子发生络合反应，形成氟化铝络合物。该络合物吸附在石灰石颗粒表面，极大地抑制了石灰石的溶解，增加了石膏制品中残留碳酸钙的含量，降低了石膏晶体的粒径。石灰石的抑制作用往往难以察觉，溶解在石膏浆液中的高浓度亚硫酸盐或氟化铝络合物与石灰石表面发生反应，堵塞溶解部位，造成石灰石堵塞，进而导致石膏浆质量急剧

恶化。氟化铝化合物堵塞一般是由杂质、烟气粉尘和燃料产品造成的，而亚硫酸盐堵塞是由于氧化不完全造成的。在脱硫系统运行过程中，吸收塔内石膏浆液的氯离子含量必须严格控制在设计值以内，避免石灰石浆液的抑制作用，控制措施是通过增加废水排放量或污泥排放量来降低塔内氯离子浓度。

结语：

在石膏生产过程中，如果工艺条件控制不好，往往会形成层状或针状晶体，尤其是针状晶体，导致所得石膏颗粒小、粘稠且难以脱水。因此，在脱硫系统设计优化的基础上，调整系统设备运行条件，控制吸收塔化学反应条件和结晶条件，加强脱硫在线仪表监测，控制外部脱硫运行是提高石膏生产品质的有效措施。

参考文献： 1.

夏宝林.脱硫石膏在水泥生产中的使用技术[J].中国水泥,2021(S1):119-122. 2.

薛恒友,李小敏.提高脱硫石膏生产品质的措施[J].粉煤灰,2010,22(03):32-35+40.