一种湿法脱硫系统及石膏品质控制方法与流程

本发明涉及环境工程技术领域，尤其是涉及一种湿法脱硫系统及石膏品质控制方法。

背景技术：

燃煤电厂约90％采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺进行含硫烟气的脱硫处理，脱硫的副产物为脱硫石膏，即二水合硫酸钙(caso4·2h2o)，可作为原材料广泛应用于路基、水泥行业、建材行业和土壤修复改良等。但是，目前脱硫石膏的品质由于没有运行条件控制，通常很差，杂质含量超标，电厂产生的脱硫石膏很难达到各个领域对石膏原材料的品质要求。大量的脱硫石膏只能作为固废进行处理处置，造成了资源的极大浪费。

技术实现要素：

本发明的第一目的在于提供一种石膏脱硫系统石膏品质控制方法，该方法能够解决脱硫石膏品质差的问题；

本发明的第二目的在于提供一种湿法脱硫系统，其采用如以上所述的石膏脱硫系统石膏品质控制方法。

本发明提供一种石膏脱硫系统石膏品质控制方法，该方法包括以下步骤：

检测脱硫石膏系统运行参数；

建立系统运行的诊断模型；

利用检测到的参数和诊断模型判断系统的运行状态。

优选的，所述检测系统运行参数包括检测石灰石品质指标、脱硫塔运行参数、缓冲箱运行参数、石膏旋流器运行参数、给料箱运行参数、真空皮带脱水机运行参数和脱硫石膏产品参数。

优选的，设置石灰石品质指标的标准值，将检测到的石灰石品质指标与石灰石品质指标的标准值进行比较，并根据比较结果对石灰石供给进行调整。

优选的，所述石灰石品质指标的标准值包括：细度≥90％，caco3含量≥90％，酸不溶物≤2.5％，sio2≤2.0。

优选的，检测脱硫塔运行参数包括测试so2吸收量、石灰石利用率、氧化风量、脱硫石膏浆液的参数和脱硫塔的脱硫废水排出参数；

所述脱硫石膏浆液的参数包括液位、温度、密度、ph和氯离子浓度；

所述脱硫塔的脱硫废水排出参数包括排出废水量、氯离子浓度和工艺水补给量。

优选的，设置脱硫石膏浆液的参数的标准值，将检测到的脱硫石膏浆液的参数与脱硫石膏浆液的参数的标准值进行比较，并根据比较结果对脱硫石膏浆液进行调整。

优选的，脱硫石膏浆液的参数的标准值包括浆液的ph为5.0-5.5，浆液温度为40-70℃，脱硫塔内石膏浆液密度在1050-1190kg/m³；脱硫塔内氯离子浓度在10000-15000ppm。

优选的，检测缓冲箱的参数包括石膏浆液的停留时间、氯离子浓度、石膏结晶情况和含水率；

检测石膏旋流器的参数包括溢流流量、底流流量、含固率和氯离子含量；

检测给料箱的参数包括停留时间、氯离子浓度和石膏结晶；

检测真空皮带脱水机的参数包括氯离子浓度、含水率和脱水条件；

检测脱离会石膏产品的参数包括含水率、氯离子浓度和晶体平均直径。

优选的，诊断模型包括水平衡模型、氯离子平衡模型和钙平衡模型。

一种湿法脱硫系统，该系统采用如以上所述的石膏脱硫系统石膏品质控制方法，该系统包括石灰石浆液箱、脱硫塔、氧化风机、石膏排出泵、石膏缓冲箱、石膏旋流器、溢流箱、给料箱和真空皮带脱水机；

所述石灰石浆液箱与脱硫塔进液口连通，脱硫塔出口通过石膏排出泵与石膏缓冲箱连通，石膏缓冲箱与石膏旋流器连通，石膏旋流器的溢流口与溢流箱的进液口连通，溢流箱的出口端与溢流箱的喷淋口连通，所述石膏旋流器的底部连通有给料箱，所述给料箱的出口端与真空皮带脱水机连接；所述氧化风机与脱硫塔连通，所述浆液循环泵的进口端与脱硫塔的下部连通，所述浆液循环泵的出口与脱硫塔的喷淋口连通。

有益效果：

对脱硫石膏系统的运行参数的检测，以及检测诊断模型的建立，利用检测到的参数和诊断模型判断系统的运行状态。通过上述方法能够对电厂产生的脱硫石膏进行有效的品质控制与原因诊断，找出影响脱硫石膏品质的因素，基于此结果有针对性的脱硫石膏系统的运行进行调整，由此能够提高脱硫石膏的品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施方式提供的石膏脱硫系统石膏品质控制方法的流程图；

图2为本发明具体实施方式提供的湿法脱硫系统的结构示意图。

附图标记说明：

1：石灰石浆液箱；2：脱硫塔；3：氧化风机；4：石膏排出泵；5：石膏缓冲箱；6：石膏旋流器；7：溢流箱；8：给料箱；9：真空皮带脱水机；10：浆液循环泵。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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做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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，在本实施方式中，提供了一种石膏脱硫系统石膏品质控制方法，该方法包括以下步骤：

检测脱硫石膏系统运行参数；建立系统运行的诊断模型；

利用检测到的参数和诊断模型判断系统的运行状态。

在本实施方式中，对脱硫石膏系统的运行参数的检测，以及检测诊断模型的建立，利用检测到的参数和诊断模型判断系统的运行状态。通过上述方法能够对电厂产生的脱硫石膏进行有效的品质控制与原因诊断，找出影响脱硫石膏品质的因素，基于此结果有针对性的脱硫石膏系统的运行进行调整，由此能够提高脱硫石膏的品质。

检测系统运行参数包括检测石灰石品质指标、脱硫塔运行参数、缓冲箱运行参数、石膏旋流器运行参数、给料箱运行参数、真空皮带脱水机运行参数和脱硫石膏产品参数。

设置石灰石品质指标的标准值，将检测到的石灰石品质指标与石灰石品质指标的标准值进行比较，并根据比较结果对石灰石供给进行调整。

石灰石品质指标的标准值包括：细度≥90％(250目)，caco3含量≥90％，酸不溶物≤2.5％，sio2≤2.0。

检测脱硫塔运行参数包括测试so2吸收量、石灰石利用率、氧化风量、脱硫石膏浆液的参数和脱硫塔的脱硫废水排出参数。

脱硫石膏浆液的参数包括液位、温度、密度、ph和氯离子浓度；

脱硫塔的脱硫废水排出参数包括排出废水量、氯离子浓度和工艺水补给量。

设置脱硫石膏浆液的参数的标准值，将检测到的脱硫石膏浆液的参数与脱硫石膏浆液的参数的标准值进行比较，并根据比较结果对脱硫石膏浆液进行调整。

脱硫石膏浆液的参数的标准值包括浆液的ph为5.0-5.5，浆液温度为40-70℃，脱硫塔内石膏浆液密度在1050-1190kg/m³；脱硫塔内氯离子浓度在10000-15000ppm。

进一步的：通过控制石灰石给料量保证浆液的ph在5.0-5.5之间，浆液温度控制在40-70℃，控制吸收塔石膏浆液排出量，维持石膏浆液密度在1050～1190kg/m³之间。通过添加补给水与排除脱硫废水，控制脱硫塔内氯离子浓度在10000-15000ppm之间，最高不超过20000ppm。

测试脱硫石膏浆液的塔内停留时间,15h-25h最利于脱硫石膏晶体的生长。(温度，密度，ph等常规数据)

检测缓冲箱的参数包括石膏浆液的停留时间、氯离子浓度、石膏结晶情况和含水率；

检测石膏旋流器的参数包括溢流流量、底流流量、含固率和氯离子含量。

检测给料箱的参数包括停留时间、氯离子浓度和石膏结晶；

检测真空皮带脱水机的参数包括氯离子浓度、含水率和脱水条件；

检测脱离会石膏产品的参数包括含水率、氯离子浓度和晶体平均直径。

诊断模型包括水平衡模型、氯离子平衡模型和钙平衡模型。

水平衡：m＝m液态水+m排水+m水蒸气+m石膏含水

氯平衡：cl煤+cl工艺水＝cl烟气＝cl脱硫废水+cl石膏

钙平衡：ca石灰石＝ca脱硫石膏+ca废水+ca浆液

脱硫石膏的品质高，重要指标就是cl离子含量小于600ppm，含水率小于15％。脱硫石膏其他杂质包括：硫酸钙纯度、亚硫酸钙含量、石灰石含量、其他可溶性盐含量(f^-)、粒径、粉尘含量等。

可根据前面所述运行情况预测脱硫石膏的杂质情况。如根据氧化风量、so2处理量与石灰石浆液量预测亚硫酸钙含量；根据石灰石杂质含量预测硫酸钙纯度；根据浆液中石灰石含量预测脱硫石膏的石灰石含量；根据浆液氯离子含量预测石膏氯离子含量；根据浆液含水率和脱水条件预测石膏含水率。

在本实施方式中，还提供了一种湿法脱硫系统，该系统采用如以上所述的石膏脱硫系统石膏品质控制方法，该系统包括石灰石浆液箱1、脱硫塔2、氧化风机3、石膏排出泵4、石膏缓冲箱5、石膏旋流器6、溢流箱7、给料箱8和真空皮带脱水机9。

石灰石浆液箱与脱硫塔进液口连通，脱硫塔出口通过石膏排出泵与石膏缓冲箱连通，石膏缓冲箱与石膏旋流器连通，石膏旋流器的溢流口与溢流箱的进液口连通，溢流箱的出口端与溢流箱的喷淋口连通，石膏旋流器的底部连通有给料箱，给料箱的出口端与真空皮带脱水机连接；氧化风机与脱硫塔连通，浆液循环泵10的进口端与脱硫塔的下部连通，浆液循环泵的出口与脱硫塔的喷淋口连通。

将石灰石浆液循环泵送至吸收塔上部形成喷淋层，氧化风机提供必要的风量，对含硫烟气进行洗涤循环，吸收，氧化，结晶等反应，浆液中的固体连续分离，并通过石膏排出泵排出，排出后的石膏浆液具有一定的温度，ph及密度。随后石膏浆液进入缓冲箱。浆液进入石膏浆液缓冲箱，约8％-15％含固率的浆液，经石膏旋流器，得到底流40％-50％的石膏浆液；溢流5％左右的石膏浆液回到脱硫塔内。底流之后被送至真空皮带机给料箱，经真空皮带脱水机脱水，可加冲洗杂质步骤再脱水，得到含水率小于10％的脱硫石膏。

为了对上述石膏脱硫系统石膏品质控制方法进行进一步的说明，本实施方式提供了跟据监测过程对石膏脱硫系统具体的控制过程：

对石灰石进行品质测试

表1对石灰石进行品质测试表

参照表1，某次测试可以看出酸不溶物超标，同时碳酸钙含量略低，造成形成的脱硫石膏品质不达标。提出整改措施：采用高品质的石灰石进行脱硫处理。

对石灰石浆液测试

表2对石灰石进行品质测试表

参照表2，此两次分别为含固率和细度不合格，造成影响后续脱硫石膏的品质。提出整改方案，分别提高含固率，增加石灰石浆液细度，使脱硫石膏品质达标。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。