（大唐山西发电有限公司太原第二热电厂 030041）
摘要：石灰石/石膏湿法脱硫工艺目前在我国燃煤机组脱硫中已经得到了广泛应用，其优点是技术成熟、二氧化硫的脱除率较高、运行稳定可靠（可以稳定运行达95%以上）、适用煤种广泛（特别适用于大型机组和脱硫效率要求高的机组）。该工艺能使燃煤机组烟气排放满足国家排放标准，其副产物（石膏）也具有一定的经济效益。本文根据长期工作实际，梳理脱水机脱水效果的影响因素，试图找出石膏含水率超标的原因，寻求较为有效的解决方法。
关键词：湿法脱硫；脱水机；机组脱硫
一、真空皮带脱水机工作过程及原理
1、真空皮带脱水机的工作原理
石灰石/石膏湿法脱硫是采用石灰石作为脱硫剂、石灰石溶解后制成的碱性溶液作为吸附剂对烟气中的酸性气体污染物（主要为二氧化硫）进行吸收处理的一种工艺。
基本工作过程：锅炉排出的含有二氧化硫的烟气由增压风机增压后进入热交换器降温后，再进入吸收塔。烟气中的二氧化硫、三氧化硫以及氯化物被塔内循环喷淋的石灰石浆液吸收，生成的亚硫酸钙被不断鼓入的空气中的氧气氧化后生成二水硫酸钙。含有二水硫酸钙及部分亚硫酸钙的浆液经过旋流器进行一级脱水，排出含水率为50%的石膏浆液，进入真空皮带脱水机，产出含水率为13%的石膏成品。真空皮带脱水机的工作过程实质上是一个过滤过程，将需要分离的石膏浆液置于具有微小孔径的过滤介质（滤布）的一侧；通过真空泵的抽吸，需要脱离的水通过微小通道过滤到介质的另一侧，排至废水箱；浆液中的固体颗粒被截留，从而实现液体和固体的分离。
2、真空皮带脱水机的应用
目前国内投入运行的石灰石/石膏湿法脱硫工业主要由浆液制备系统、工业水系统、吸收塔、烟气系统、石膏脱水和废水处理系统等组成。其中，石膏脱水系统采用真空皮带脱水机对浆液进行浓缩。
石膏浆液由真空皮带机的给料箱均匀的分布在滤布表面，形成滤饼。在真空泵的作用下，真空室形成压差推动力，使得石膏浆液中的液体透过滤布的细小孔径进入到真空盒中进一步收集，排至废水箱。在皮带的持续运转下，石膏滤饼中的水分逐渐下降，最终在皮带的落料侧形成副产品（石膏）。
二、评价展开皮带脱水机脱水效果的主要参数
展开皮带脱水机脱水效果的好坏直接影响到石膏产品的质量，并直接与经济效益挂钩。送入真空皮带脱水机的物料通常是经过旋流器一级脱水后的石膏浆液。其主要成分是CaSO4.2H2O，此外还含有少量的CaSO3.1/2H2O、CaCO3和飞灰杂质等；其含固量通常为50%；经过展开皮带脱水机脱水后，其含水率降至13%以下。因此，石膏含水率通常可作为评价展开皮带脱水机脱水效果的一个重要参数。
三、影响石膏含水率的因素
影响石膏含水率的因素有很多。石膏浆液本身的物理特性和真空皮带脱水机的运行等都会对石膏含水率产生较大的影响。
3.1石膏浆液物料的物理特性
石膏浆液物料中的物理特性包括:石膏颗粒的大小、石膏浆液中杂质含量、石膏浆液中氯离子的含量等。
石膏浆液中颗粒的大小主要受到工艺条件影响。烟气中的SO2经过石灰石溶解液的喷淋，充分氧化后形成CaSO4.2H2O，形成立体形状结晶缔合体，其粒径通常20µm。而没有经过充分氧化会形成CaSO3.1/2H2O，其形状为针状，粒径不足20µm。当浆液通过给料箱排至真空皮带脱水机时，浆液中的小颗粒会堵塞滤布，造成脱水机真空度上升、脱水率下降的后果。实践证明，石膏粒径越大，其脱水效果越好。
石膏浆液中的CaSO3.1/2H2O含量一般不得超过0.11wt%。
石膏浆液中的杂质主要由两个来源：一是烟气中的飞灰，来自煤燃烧后的残留物；另一个是石灰石中的杂质。这些杂质不参与吸收反应，当石膏浆液中杂质含量增加时，石膏的脱水性能会下降。
不参与反应的杂质通常粒径都比较小，和CaSO4.2H2O一同排至滤布上，覆盖在CaSO4.2H2O表面，使得水不能顺畅的从粒径的缝隙中通过。其现象表现为滤饼颜色呈现灰褐色，手捻感觉滑腻。取样静置，不易沉淀，水固分层不明显，轻晃悬浮。
浆液中如MgCO3超过0.25wt%，浆液不易快速沉淀，水固分离不易，脱水效果差。浆液中如果铁离子超标，与SO2反应形成Fe2S3，其为絮凝剂，会包裹CaSO3.1/2H2O晶种，无法与氧气充分反应，造成CaSO3.1/2H2O超标。
表1不同杂质含量下石膏含水率
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从表1的运行数据可以看出，当石膏浆液中杂质含量增加，石膏的脱水性能显著下降，严重影响副产物（石膏）作为商品的品质，对运行企业的经济效益产生负面影响。因此，在石灰石/石膏湿法脱硫运行中，必须将石膏浆液中的杂质含量控制在一定范围。
石膏浆液中的氯离子主要来源为烟气中的HCL和工艺水。过多的氯离子会影响石膏晶体的水化结晶，导致石膏不凝结、无法形成饱满粒径。由此可见，氯离子过高，石膏脱水效果越差。
表2不同氯离子浓度时的石膏含水率
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由表2数据可以看出，当氯离子含量过高时，石膏脱水效率降低，石膏的脱水性能急剧下降。
3.2真空皮带脱水机的运行
真空皮带脱水机的主要组成部分为：传动系统、给料系统、真空抽吸系统、润滑系统、密封水系统、卸料系统、清洗系统和纠偏装置等组成。
给料系统由浆液分配箱和测厚仪组成。浆液分配箱的主要功能是将石膏浆液均匀的分布于滤布之上，如果分配箱倾斜或堵塞，导致浆液分布不均匀，形成滤饼不均匀，滤饼薄处真空泄露，真空度低，石膏脱水效果就差。测厚仪能自动调节滤饼厚度与皮带转速匹配：当滤饼厚度少时皮带转速慢，使得滤布上的滤饼依然保持正常的厚度，反之，当滤布上滤饼厚度厚时，皮带转速加快，使得滤布上的滤饼依然保持正常的厚度。如果测厚仪出现故障，滤饼过薄，真空度低，石膏脱水效果差；如果滤饼过厚，真空度高，滤饼停留于滤布上的时间减少，就会导致石膏脱水效果差。
真空抽吸系统泄漏是导致皮带脱水机脱水效果差的一个主要原因。泄漏原因包括真空室磨损、真空腔开裂、密封水系统堵塞等。其中，密封水堵塞是日常维护中最容易忽略的问题，当密封水管路堵塞后，会造成真空室与摩擦带的直接磨损，无法形成有效的水膜，真空泄漏。在运行过程中如果听见真空室发出比较尖锐的嘶吼声音，应检查真空腔是否开裂。
真空抽吸系统的另一个故障点是抽吸管路的堵塞现象。其中比较常见的问题是滤布的堵塞，排除掉石膏浆液品质问题，导致滤布堵塞的主要原因是滤布清洗喷头的堵塞，皮带喷头的堵塞和滤布刮刀的磨损。滤布刮刀和滤布清洗喷头位于真空皮带脱水机的出料口，滤布经过刮刀去除表面粘粘的石膏，然后经过滤布喷头的清洗得到再生，保持滤布的透气性。如有故障，势必导致真空度上升、石膏脱水效果降低。
在真空皮带脱水机本体和真空泵之间的气液分离器，使真空泵抽吸的废水直接排放至废水池。在气液分离器中装有丝网除沫器，其作用是阻止废水进入真空泵；当丝网除沫器堵塞时，真空度上升，石膏脱水效果下降。
另外，在日常工作中应经常检查皮带的运行情况，如果皮带跑偏、过滤孔偏离真空槽，也会导致真空度上升、石膏脱水效果变差。
3.3影响石膏含水率的其他因素
滤布也是影响石膏含水率的一个重要因素，滤布的材质、结构、透气率都会对石膏含水率产生影响。针对某一阶段的石膏品质进行分析，选择合适的滤布是保证石膏含水率的重要环节。
四、结论
真空皮带脱水机在石灰石/石膏湿法脱硫系统中主要用于浓缩石膏浆液，生产副产品—石膏。对不同电厂不同脱水机产品的研究表明：（1）石膏的含水率主要受石膏的物理特性和皮带机运行操作的影响。（2）石膏结晶越好、粒径越大、氯离子含量越低，杂质含量越低，越有利于石膏脱水。（3）做好皮带脱水机的日常维护，发现问题及时解决问题，使得皮带脱水机正常运行，是降低石膏含水率的重要保证。