影响脱硫石膏旋流器性能的关键指标

作为脱水中间环节的石膏旋流器，既要适应吸收塔内浆液品质的变化，又要为真空皮带脱水机提供合格的浓缩浆液，是脱水系统的关键设备。然而，现有石膏旋流器产品的工作性能却难以令人满意，往往出现脱水过程中石膏产品含水质量分数高的问题。

因此，了解脱硫石膏旋流器流程和性能，加强脱硫专用石膏旋流器方面的研究，具有重要意义。

1、石膏脱水流程

烟气经过装有石灰石浆液的吸收塔，二氧化硫 与石灰石（或生石灰）在一定条件下发生化学反应，形成亚硫酸钙。亚硫酸钙溶液经过氧化后生成二水硫酸钙晶体，即石膏。

为保证化学反应的正常进行， 反应产物达到一定质量浓度就必须要被排走，这就要求脱水系统必须具有较高的可靠性。

石膏脱水系统主要包括排出泵、旋流器、真空皮带脱水机、滤液水收集装置和相关管路、阀门。

正常运行中，吸收塔内石膏浆液质量分数约为20呢，并含有少量的石灰石和杂质颗粒。浆液经过排出泵加压后输送至旋流器进行浓缩、分离，在离心力的作用下，旋流器溢流口形成含有少量固体颗粒的滤液水，而大部分固体颗粒从底流口排出。底流口排出的浆液，经过真空皮带脱水机进一步过滤、吸水，最终要形成含水质量分数不超过10%的石膏。

湿法脱硫的效率一般可达95%以上，而且对煤种适应性较强，运行稳定。但很多脱硫电厂的脱水系统却运行不理想，石膏产品含水质量分数超标，致使脱水经常中断，吸收塔内石膏质量浓度升高，影响脱硫设备的正常运行。

2、石膏产品含水质量分数超标分析

石膏脱水分2个阶段，即旋流器浓缩分离和真空皮带脱水机过滤。可能引发石膏含水质量分数高的因素主要为旋流器浓缩后的浆液质量浓度达不到要求或真空皮带脱水机工作不正常。

入口浆液品质和操作参数符合要求的情况下，旋流器底流固体质量分数达不到要求，可归结为旋流器本身的性能欠佳。

然而当旋流器底流固体质量分数符合要求时，石膏产品含水质量分数超标就值得我们深入分析了。 对某电厂两台机组脱水系统进行现场调研发现，B机组石膏含水质量分数一直偏大，运行中真空皮带经常被水覆盖。

经过测量，旋流器底流固体质量分数明显偏低，尚不足40%且运行不稳定。A机组旋流器底流固体质量分数符合要求（含固质量分数不小于50%，但脱水过程中往往只在运行初期石膏产品含水质量分数合格，随着脱水的进行含水质量分数逐渐增大。

而将真空皮带脱水机停运并反 复冲洗后，再次启动，石膏脱水便能恢复正常。 对于这两种典型的情况，B机组旋流器工作性能必定有一定缺陷，导致不能很好地达到浓缩、分离的效果。A机组发生这种情况的直接原因是真空皮带脱水机滤布滤孔堵塞，导致真空升高，皮带上的水却不能充分被吸走，使石膏产品含水质量分数逐渐增大，但其根本原因，尚需进一步探讨。

应用激光粒度分析仪对旋流器人口、底流口和溢流口的浆液进行粒度分析，发现浆液的固体颗粒集中分布在4?8μm和30?70 μm这两个区域。其中，小颗粒区域主要为未反应完的石灰石颗粒、细小石膏颗粒及杂质，大颗粒区一域为正常的石膏晶体。旋流器入口浆液中4?8 μm的固体颗粒约占固体总体积的5%,30?70μm的固体颗粒约占固体总体积的 70%。

A机组旋流器底流口浆液质量浓度虽然达到了要求，但其粒径分布却没有太大改善。4?8μm 的小颗粒固体依然占据固体总体积的5%左右，而溢流口的滤液中粒径大于30 μm的固体颗粒仍达65%以上。

这说明此旋流器虽然起到了很好的浓缩效应，但其分级效果并不理想。正是由于浆液中含有大量的细小固体颗粒，运行时不断嵌人滤孔当中，造成堵塞，使石膏产品含水质量分数增大。当对真空皮带脱水机反复冲洗后，可以疏通被堵塞的虑孔，恢复脱水效果。

从本质上讲，这是由于旋流器对固体颗粒的分级效果不佳，大量4~8 μm的细小颗粒从底流口排出，造成真空皮带脱水机滤布滤孔堵塞。

3、影响石膏旋流器工作的主要指标

水力旋流器可用于固液分离、固固分级、悬浮液浓缩和液体澄清等操作。旋流器的操作目的不同， 其主要指标要求也就不尽相同。近几年来，我国水力 旋流器研究已经取得了一些成果，大多是用于选煤、 选矿，石油冶炼等，但专用于电厂脱硫的石膏旋流器 的研究还并不够专业和深人。

石膏旋流器的分离粒度d50并非越小越好，而是确定比较合适的d50后，尽量提高分级精度。

最理想的状态就是粒径小于d50的颗粒全部由溢流口排出，粒径大于d50的颗粒全部由底流口排出，然而，由于旋流器内部流场的复杂性和扰动，这种理想情况只能作为一种追求的方向。实际中，可以通过增大分级效率曲线的陡度达到提高分级效果的目的。

石膏旋流器分级精度一直是没有被人们重点关注的问题， 也是一比较难以解决的问题。通过理论、模拟和实验相结合的研究，发现减小盖顶短路流和提高内部流场稳定性对分级精度有较为明显的效果。