En un sistema de desulfuración de gases de combustión húmeda (FGD) de caliza, el ciclón de yeso FGD es una unidad de deshidratación de núcleo, realizando la función crucial de la "preconcentración primaria" de la suspensión de yeso. Esto afecta directamente la calidad del yeso desulfurizado, la eficiencia operativa del sistema y el consumo de energía.

El proceso central de un sistema de FGD húmedo de lápida-niña es: reacción de desulfuración de gases de combustión → Formación de suspensión de yeso → deshidratación de yeso y recuperación → tratamiento de aguas residuales. Después de salir de la torre de absorción, la lechada de yeso contiene solo 10% -20% de sólidos (el resto es agua, piedra caliza sin reaccionar e impurezas menores). Esta suspensión no puede ingresar directamente al equipo de deshidratación posterior (como un transportador de cinta de vacío). En cambio, primero debe pasar a través del ciclón de yeso FGD para "pre-concentración + separación gruesa". Por lo tanto, se considera una unidad de deshidratación primaria, que sirve como puente crítico entre la "reacción de la suspensión" y la "recuperación de yeso". En todo el proceso húmedo de lápida de niñera, el flujo de trabajo del ciclón de yeso FGD está estrechamente vinculado a los equipos aguas arriba y aguas abajo. La lógica específica es la siguiente:

1. Alimento aguas arriba: torre de absorción y bomba de descarga de yeso

En la torre de absorción, la lechada de piedra caliza (caco₃) reacciona con SO₂ en el gas de combustión para producir sulfito de calcio (CASO₃). Esto se oxida mediante el soplador de oxidación al yeso (CASO₄・ 2H₂O), lo que resulta en una suspensión de yeso con un contenido de sólidos de 10%-20%. Cuando el nivel de la lechada alcanza el punto de ajuste, la bomba de descarga de yeso (típicamente una bomba centrífuga resistente al desgaste) ofrece la lechada tangencialmente al ciclón de yeso FGD a una presión de 0.2-0.4 MPa. (Un solo sistema generalmente presenta múltiples ciclones en paralelo para aumentar el rendimiento).

2. Dentro del ciclón: separación centrífuga y salida de doble vía

Después de ingresar al ciclón, la lechada sufre "separación de clasificación sólida-líquido + concentración" bajo la acción de una fuerza centrífuga fuerte (las velocidades pueden alcanzar 1000-3000 R/min):

· Flujo inferior (yeso concentrado): los cristales de yeso más grandes (principalmente CASO₄・ 2H₂O, típicamente> 40 μm) y una pequeña cantidad de partículas de piedra caliza no reaccionadas (pequeñas cantidades) se centrifugan hacia las paredes del vaso. Ellos son en espiral hacia abajo a lo largo de la pared cónica y se descargan del fondo "trampa de arena". El contenido de sólidos se incrementa al 40% -60% y luego se transmite directamente al transportador de cinta de vacío aguas abajo (equipo de deshidratación secundaria) para la deshidratación profunda. Desbordamiento (retorno de la suspensión): las pequeñas impurezas (como las cenizas volantes y las partículas de yeso fino (<20 μm)) y el exceso de agua se descargan de la "tubería de desbordamiento" superior junto con el flujo de vórtice interno. El contenido de sólidos es solo del 5%-8%. Después de ser recolectado en el tanque de desbordamiento, el desbordamiento regresa al absorbedor a través de la tubería de retorno, logrando el reciclaje de "agua, una pequeña cantidad de piedra caliza y partículas de yeso fino", reduciendo los desechos de recursos y la descarga de aguas residuales.

Enlace aguas abajo: deshidratación secundaria y desvío de aguas residuales

El ciclón subflujo (40% -60% de contenido de sólidos) ingresa a un transportador de vacío, donde se extrae al vacío y se deshidrata, que finalmente produce un producto de yeso desulfurado terminado con un contenido de sólidos mayores del 90% (que puede usarse como material primario de material de construcción, como la placa de la yeso y el retardador cemento).

Si el sistema está equipado con un "ciclón de aguas residuales", una porción del desbordamiento del ciclón se desviará a la unidad de tratamiento de aguas residuales (para eliminar el Cl⁻ y los metales pesados), evitando la acumulación de impurezas en el absorbedor y asegurando la eficiencia de la reacción de desulfuración. El funcionamiento anormal del ciclón de yeso FGD puede conducir directamente a una falla del sistema (como el bloqueo del transportador de vacío, el contenido excesivo de humedad de yeso y el desequilibrio de la suspensión en el absorbedor). Los problemas comunes y las soluciones de optimización son las siguientes:

Problema 1: Sólidos de bajo flujo de bajo (<35%)

· Causa: boquilla de gran tamaño, presión de alimentación insuficiente (<0.2 MPa), pequeño tamaño de cristal de yeso en la lechada (<30 μm);

· Optimización: reemplace la boquilla de arena con un diámetro más pequeño, aumente la presión de la bomba de descarga de yeso y optimice el volumen de aire de oxidación en el absorbedor (para promover el crecimiento del cristal de yeso).

Problema 2: sólidos de alto desbordamiento (> 10%)

· Causa: volumen excesivo de alimentación (excediendo la capacidad de procesamiento del ciclón), bloqueo de tubería de desbordamiento o desalineación;

· Optimización: reduzca el volumen de alimentación por ciclón (aumente el número de ciclones en paralelo), limpie regularmente la tubería de desbordamiento y calibre la posición central de la tubería de desbordamiento.

Problema 3: boquillas de arena obstruidas

· Causa: presencia de grandes impurezas en la lechada (por ejemplo, aglomerados de cenizas volantes y bultos de piedra caliza no disuelto);

· Optimización: instale un filtro de canasta (precisión de filtración de 5-10 mm) en la entrada de la bomba de descarga de yeso y descarte regularmente las boquillas de arena (usando el retrolavado de agua de alta presión).

Optimización a nivel de sistema: múltiples ciclones en paralelo + control inteligente

Los grandes sistemas FGD (por ejemplo, unidades de más de 300MW) generalmente utilizan un diseño "6-12 en el diseño paralelo", distribuyendo uniformemente la alimentación a través de las válvulas de distribución. Además, se puede instalar un "monitor de contenido de sólidos en línea" (subflujo y desbordamiento) para ajustar la presión de alimentación y el diámetro de la boquilla de la arena en tiempo real, logrando "operación no tripulada + optimización dinámica" y reducir los costos de O&M.