脫硫硫酸鈣脫水設(shè)備的選用
行業(yè)動態(tài)
濕法煙氣脫硫是目前國內(nèi)外大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方法，石灰石——石膏濕法脫硫已成為當(dāng)今煙氣脫硫工藝的主流。脫硫硫酸鈣是對含硫燃料（煤、油等）燃燒后產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行脫硫凈化處理而得到的工業(yè)副產(chǎn)品。其形成過程是：通過除塵處理后的含硫煙氣導(dǎo)入吸收器中，細(xì)石灰或石灰石形成料漿，通過噴淋方式在吸收器中洗滌煙氣，與煙氣的二氧化硫發(fā)生反應(yīng)生成亞硫酸鈣（CaSO3·2H2O），然后通入大量空氣強制將亞硫酸鈣氧化成二水硫酸鈣（CaSO4·2H2O），從吸收器中出來的脫硫硫酸鈣懸浮液通過脫水設(shè)備脫水，產(chǎn)物為二水硫酸鈣含量較高，殘余水量在5～20%的潮濕、松散的細(xì)小顆粒。煙氣脫硫硫酸鈣的顆粒大小較為平均，其分布帶很窄，顆粒過細(xì)，主要集中在30-60μm之間。我國現(xiàn)在每年排放的脫硫硫酸鈣在60萬噸以上，如充分利用，將有很好的社會效益和經(jīng)濟效益，脫硫硫酸鈣脫水是綜合利用脫硫硫酸鈣資源的一個關(guān)鍵步驟，國內(nèi)脫硫硫酸鈣脫水方法大體有板框壓濾機脫水、離心機脫水、真空帶濾機脫水以及自然沉降法脫水等，而各類脫水設(shè)備對脫硫硫酸鈣脫水的差異大不相同，本文就此問題作一探討。
一、板框壓濾機脫水
1.1 板框壓濾機的過濾原理
板框壓濾機的過濾原理是先在濾布表面形成濾餅層，而后該濾餅層作為過濾層，對物料進(jìn)行過濾，而讓水透過，達(dá)到濾液脫水的效果。
1.2 板框壓濾機的工作流程
板框壓濾機的工作流程是：用泵將濾液送入板框中心通道，濾液透過濾布進(jìn)入板的凹槽流道，順著與垂直相通的暗道而排出濾液；濾渣則留在了框中。當(dāng)框內(nèi)積累了一定的濾渣后，停止輸送料漿，關(guān)閉連接閥門，用空氣對框內(nèi)濾渣進(jìn)行洗滌吹干，洗滌吹干完成后，卸開板與框，卸去濾渣，更換濾布后重新裝合，進(jìn)行下一輪的過濾操作。
1.3 影響板框壓濾機過濾脫水的因素
影響壓濾機過濾脫水的因素主要是濾液本身的物理性質(zhì)以及濾布的材質(zhì)。在施加壓力時固體顆粒不變形，不會產(chǎn)生過濾速度減小的現(xiàn)象；如果濾液中的固體顆粒是較軟或較細(xì)的粒子，加壓時顆粒會發(fā)生較大的形變，濾餅受壓時會縮小原來顆粒之間的空隙，以致阻礙濾液的通過，因而過濾速度減小甚至停止過濾。脫硫硫酸鈣濾液中含有大量的細(xì)小顆粒，而濾布的細(xì)密度不能無限高，部分細(xì)小顆粒從過濾通道濾過時堵塞濾布，從而降低了板框脫水的效果。而且脫硫硫酸鈣的特性決定其濾餅無法形成均一的濾餅吹風(fēng)通道，影響后續(xù)的脫硫硫酸鈣濾餅吹風(fēng)干燥。
從使用情況來看，板框壓濾機雖然結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，處理量較大，但不能連續(xù)工作，只能間歇操作，且濾餅的含水量高（含水率為15%-25%），勞動強度大，而且后期進(jìn)料泵的壓力大大上升，浪費能耗。在過濾周期中，前面25%-35%的時間能達(dá)到70%左右的脫水效果，后面65%-75%的時間只能達(dá)到30%左右的效果，過濾時間大大延長，而效果卻一般。
二、離心機脫水
離心機是利用離心力，分離液體與固體顆?；蛞后w與液體的混合物中各組分的機械。離心機主要是用于將懸浮液中的固體顆粒與液體分開，或?qū)⑷闈嵋褐袃煞N密度不同、又互相不相溶的液體分開。離心機大量用于化工、石油、食品、制藥、選礦、水處理等行業(yè)。由于脫硫硫酸鈣脫水處理量大，通常用于該系統(tǒng)的離心機為自動化程度較高的垂直籃筐式離心機、臥式螺旋離心機。
2.1 垂直籃筐式離心機
2.1.1 籃筐式離心機工作流程
工作流程為：待分類的物料經(jīng)進(jìn)料管進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的離心機轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，在離心機力場的作用下，物料通過濾布（濾網(wǎng)）實現(xiàn)過濾，液相經(jīng)出液管排出，固相則截留在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，待轉(zhuǎn)鼓內(nèi)濾餅達(dá)到機器規(guī)定的裝料量時，停止裝料，對濾餅進(jìn)行洗滌，同時將洗滌液濾出，達(dá)到分離要求后啟用卸料裝置將濾餅卸出，然后復(fù)位，進(jìn)入下一工作周期。
2.1.2 垂直籃筐式離心機的特點
垂直籃筐式離心機篩籃是由不銹鋼楔形條構(gòu)成篩網(wǎng)，工作時起運輸物料和脫水作用。篩孔的開口尺寸由設(shè)備負(fù)荷決定，根據(jù)產(chǎn)品水分要求和物料粒度進(jìn)行選擇，可利用專用杠桿把篩籃連同篩籃載重架移至機外，進(jìn)行更換。
垂直籃框式離心機振動裝置是由水平對稱安裝在次方塊鑄體兩側(cè)的2臺振動電機組成，工作時傳遞水平快速振動。通過快速振動實現(xiàn)物料運輸和卸料，其振幅可通過調(diào)整振動電機配重來調(diào)節(jié)，可根據(jù)物料粒度組成靈活調(diào)節(jié)，改變物料在篩籃上滯留時間，提高脫水效率。
垂直籃框式離心機雖然工作為間隙周期式，但入料范圍寬，適應(yīng)能力強，單機處理量大，產(chǎn)品脫水效果好；可根據(jù)物料粒度組成靈活調(diào)節(jié)振幅，提高脫水效率；而且結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。
2.2 臥式螺旋卸料離心機
2.2.1 臥式螺旋卸料離心機工作流程
工作流程為：物料由進(jìn)料管加入，經(jīng)螺旋推料器內(nèi)的物料加速器進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓，在離心力的作用下，密度較大的固相被拋向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁。再由螺旋推料器上的葉片推至轉(zhuǎn)鼓右端排渣口排出，密度較小的液相則通過轉(zhuǎn)鼓左端的溢流孔流出。螺旋與轉(zhuǎn)鼓同向回轉(zhuǎn)，但具有一定的轉(zhuǎn)速差。由于沉渣在排出轉(zhuǎn)鼓之前經(jīng)過一段脫水區(qū)域進(jìn)一步脫水，因此沉渣含濕量較低，且在一定的進(jìn)料流量變化范圍被保持不變。
2.2.2 臥式螺旋卸料離心機的脫水特性
臥式螺旋卸料離心機是利用離心沉降原理分離懸浮液的設(shè)備。對固相顆粒當(dāng)量直徑3μm、重量濃度比10%、體積濃度比70%、液固比重差0.05g/cm3左右的各種懸浮液均適合采用該離心機進(jìn)行液固分離或顆粒分級。
臥式螺旋卸料離心機利用物料中各組成密度的差異對物料進(jìn)行脫水、濃縮、澄清及固體顆粒分級等操作，具有對物料適應(yīng)性強、處理量大、連續(xù)作業(yè)、操作簡單、運行費用低、占地面積小等優(yōu)點。
與其它脫水機械相比，離心機具有運行穩(wěn)定可靠，生產(chǎn)能力高，脫水效果好（脫硫硫酸鈣含水率為5%～10%），耗電小，設(shè)備體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少，處理能力大，自動化程度高，勞動強度低。但因為濾網(wǎng)（濾布）的原因，其分離液中含有大量的細(xì)小顆粒。
三、真空帶濾機脫水
3.1 真空帶濾機的脫水原理
真空帶濾機是一種自動化程度較高的固液分離設(shè)備，它以濾布為過濾介質(zhì)，使固液料漿水平分布于過濾介質(zhì)上，充分利用料漿重力和真空吸力實現(xiàn)固液分離。目前脫硫硫酸鈣脫水常用的是橡膠帶水平真空帶式過濾機。
3.2 真空帶濾機的工作流程
脫硫硫酸鈣料漿由帶濾機的進(jìn)料系統(tǒng)均勻分布在帶濾機的濾布表面，形成濾餅，用真空和濾布實現(xiàn)固液逐步分離，濾液通過濾布進(jìn)入濾液收集槽，濾餅（脫硫硫酸鈣）隨著過濾機濾布運行，含水量逐漸下降，在帶式過濾機末端形成脫硫系統(tǒng)的副產(chǎn)品。
帶濾機在脫硫硫酸鈣脫水的實際運行中，脫水效果與濾液的性質(zhì)、濾餅的厚度、濾布的清潔程度有較大的關(guān)系，帶濾機的真空與脫硫硫酸鈣脫水率呈有規(guī)律的變化，帶濾機真空升高，反映出脫水后脫硫硫酸鈣含水率高。
帶濾機的真空升高，反映出濾水通過濾布時的壓降增加，其增加的原因，一是脫水設(shè)備運行不正常，如濾布沖洗不干凈或周期過長都會使皮帶機脫水效果變差，脫水不暢；二是脫硫硫酸鈣本身性質(zhì)的變化，如脫硫硫酸鈣濾液中小顆粒硫酸鈣晶體增多或濾液中的雜質(zhì)含量增加（如灰塵）等引起濾布過濾通道的堵塞，使濾液中的水不容易從濾布孔隙分離出來。
3.3真空帶濾機脫水的優(yōu)缺點
真空帶式過濾機除具有連續(xù)運行、處理能力大、運行穩(wěn)定、維護費用低等優(yōu)點外，還有如下優(yōu)勢：
①過濾效果高。能自動加料，有利于濾餅分布均勻，減少濾布堵塞，過濾阻力小，過濾效率高。
②濾餅洗滌效率高。過濾機縱向結(jié)構(gòu)給過濾、洗滌過程帶來了很大的靈活性，可采取合適的洗滌方式，降低吸水耗量至較低程度。
③操作靈活。過濾機采用模塊化結(jié)構(gòu)，可根據(jù)工藝要求合理分配過濾、洗滌、脫水等不同的操作區(qū)間，調(diào)整帶速可獲得適當(dāng)?shù)臑V餅厚度。
④工作具有連續(xù)、穩(wěn)定和可控性。
雖然真空帶濾機優(yōu)點明顯，但缺點也是客觀存在的：如附屬設(shè)備多，運行時濾布易跑偏，真空度成周期性變化等。
帶濾機雖然是一種操作簡單但維護比較復(fù)雜的固液分離設(shè)備，但由于其固有的優(yōu)勢，常被作為首選的脫硫硫酸鈣脫水設(shè)備。
四、自然沉降法脫水
自然沉降法又有靜態(tài)沉降和動態(tài)沉降之分。靜態(tài)沉降需要幾個沉降池循環(huán)使用，動態(tài)沉降是在一個沉降池中，濾液從一端流入，濾液中固體顆粒在池中邊流動邊沉降，澄清水從另一端流出。自然沉降法脫水不徹底，脫水后的產(chǎn)品沉淀物含水率一般不低于50%。
五、結(jié)論
應(yīng)用于脫硫硫酸鈣的脫水設(shè)備各有優(yōu)缺點，具體使用中要根據(jù)自身的條件和對副產(chǎn)品做何利用確定使用何種設(shè)備。板框壓濾機脫水使用于人員多又有足夠的場地的企業(yè)；離心脫水大多用于場地少、產(chǎn)量大的企業(yè)；真空帶濾機脫水適用于動力設(shè)備齊全、又有場地的企業(yè)；自然沉降脫水適合投資少、技術(shù)要求不高的場合。使用單位可結(jié)合實際選用設(shè)備，既要達(dá)到脫硫硫酸鈣脫水的目的，又要考慮減少投資和運行費用，獲得較好的社會效益和經(jīng)濟效益。
