浅谈湿法脱硫用真空皮带脱水机的设计及调试

2022-12-26

根据预测, 到2020年, 我国的GDP要在2000年的基础上翻一番, 全国需要的总发电机组容量超过8亿千瓦。截止2004年底, 我国仅有2000万千瓦装机的烟气脱硫设施可建成投运, 大约3000万千瓦装机的烟气脱硫设施正在建设之中, 预计在未来的10年间, 约有3亿千瓦装机的烟气脱硫设施需要简称并投运。

现在全世界上, 烟气脱硫的技术有百余种, 但现在进入商业化应用的大概有17种左右, 其中应用最广泛的是石灰石/石膏湿法烟气脱硫技术, 约占脱硫市场的84%。

石灰石/石膏湿法脱硫系统主要包括:石灰石浆液制备系统、SO2吸收系统、烟气系统、石膏脱水系统、废水处理系统和浆液排放回收系统等。石膏脱水系统一般由水力旋流器和真空皮带脱水机组成, 浆液经旋流器浓缩至含固量为40%~50%后, 进入真空皮带脱水机脱水。

1 真空皮带脱水机概述

真空皮带脱水机是一种新型的、迅速脱水、洗涤高效、低耗节能的过滤设备。它结构设计合理, 设备全自动连续操作, 高强度的橡胶带在驱动轮的作用下转动, 覆盖在橡胶带上的滤布由于受到真空的作用, 与橡胶带同速向前运动。由加料装置加入料浆, 在真空作用下, 固相颗粒被滤布截留在滤布上形成滤饼, 并随滤布橡胶带一起向前移动, 依次完成过滤、滤饼洗涤、吸干、卸渣、滤布再生等连续作业;滤液经过滤布、橡胶带沟槽、真空室排出, 实现固液分离的连续过滤机。它被广泛用于冶金、矿山、化工、食品、煤炭、造纸和制药等行业需分离固液两相组成的各种悬浮物。

2 真空皮带脱水机工艺流程

从吸收塔排出来的石膏浆液 (固体物含量约为15%~20%) , 经水力旋流器浓缩至含固量约为40%~50%后, 进入真空皮带机脱水装置进行脱水。经脱水处理后的石膏表面含水率不超过10%, 脱水后的石膏由皮带输送机送入石膏库中存放待运。水力旋流器分离出来的溢流液一部分进入废水排放系统, 另一部分则返回吸收塔循环使用。

3 真空皮带脱水机部分参数的确定

真空皮带脱水机主要参数包括脱水机的的过滤面积及分区、真空泵的参数选择、胶带的速度、滤饼的厚度等, 在实际的工程设计中根据石膏进出料参数来确定这些参数已保证皮带脱水机的运行效果。白山电厂石膏浆液进料参数:进口固含量50% (wt) ;氯含量2 0g/L;进料温度5 3.7℃;进料pH=4~6;悬浮液密度1456kg/m3。石膏出料参数:脱水石膏10.92t/h (wet) ;残余水分10% (wt) ;氯含量小于100ppm;滤液固含量小于3g/L。

3.1 真空皮带脱水机的过滤面积及分区

由于FGD中对滤饼石膏的湿含量要求较高, 石膏悬浮液过滤速度快, 而且石膏滤饼具有触变形, 不容易开裂的石膏滤饼洗涤效果最好。而脱水机的过滤面积是根据要处理石膏的量来确定, 主要是为了得到湿含量为10%的干石膏。根据经验所得:脱水机的过滤效率为750kg/h·m2~900kg/h·m2。为了使石膏的湿含量达到10%, 因此脱水机抽干段的长度应远大于过滤段和洗涤段的长度, 经实验过滤段和洗涤段长度之和与抽干段长度的比例一般取1∶3。

3.2 滤饼的厚度

滤饼的厚度直接影响石膏滤饼的湿含量, 滤饼的厚度太厚、太薄都有可能使石膏滤饼的湿含量无法达到10% (wt) , 滤饼太厚不易脱水, 而滤饼太薄真空度太低, 也达不到脱液效果。经实验证明, 滤饼的厚度一般保持在18mm~28mm脱水效果最好。

3.3 胶带的速度

胶带的速度的快慢直接影响到滤饼的厚度, 胶带的速度过快, 则无法保证滤饼的厚度;胶带的速度过慢, 滤饼的厚度太厚而导致脱水效果不好。经实验证明, 皮带速度一般保持在3m/min~9m/min之间。

3.4 真空度

真空度是橡胶带式过滤机在脱水过程中的推动力, 整个真空系统密封的好坏, 直接影响真空度的大小。这取决于真空箱组件与摩擦带之间的动密封效果要好, 既摩擦带与真空箱上的摩擦块之间的水封效果要好。经实验证明, 真空泵的真空度的选择上应在-0.06MPa~-0.07MPa范围内。

根据上述参数, 可以确定白山电厂真空皮带脱水机的的主要性能参数如下 (见表1) 。

4 真空皮带脱水机调试

真空皮带脱水机安装完毕后, 需要运行调试, 以保证它的正常工作状态。

4.1 设备空运转测试

启动胶带驱动轮电机, 调节胶带张紧轮的吊紧螺杆, 使橡胶带两边松紧一致, 连续空运转3天以上, 基本保持橡胶带运转时与胶带驱动轮中间不跑偏。观察过滤机运行时的启动有无异声, 胶带驱动、张紧轮及胶带托辊和滤布滚轮运行是否平稳, 紧急停车装置运行是否正常。连接所有的真空管道, 在胶带不打孔的状况下测试真空度。

4.2 胶带钻孔后的运转测试

胶带空运转测试合格后才能用专用工具在胶带上打孔, 打孔后连续空运转2小时以上, 保持胶带运转时位处于胶带驱动轮中间不跑偏。将滤布依次顺序窜过各滤布托辊后搭接滤布, 推动张紧气缸控制阀张紧滤布, 检查滤布是否张紧。启动驱动轮驱动装置电机、真空泵及空压机运转数小时, 检测自动纠偏系统的灵敏度、可靠度及整机的运转情况。