濕法脫硫系統中吸收塔漿液起泡問題的分析與應對辦法

李志

摘 要：針對目前火電機組脫硫系統中普遍存在的吸收塔漿液起泡現象，分別對漿液起泡機理和各個影響因素進行分析，進而提出對于濕法脫硫系統中吸收塔漿液起泡溢流問題的應對辦法。

關鍵詞：煙氣；濕法脫硫；吸收塔；漿液起泡

在石灰石-石膏濕法脫硫系統運行過程中，由于工藝水質、入爐煤煤質、鍋爐燃燒狀況、粉煤灰及石灰石粉成分等因素的影響，常常會出現吸收塔漿液頂部形成大量粘性泡沫，液位正常但會從吸收塔溢流管道或吸收塔排水地坑溢流現象。當漿液溢流嚴重時，如果脫硫控制系統未及時監測到并采取有效措施，吸收塔液位就無法維持在設計水平，會帶來脫硫效率、石膏品質等方面的問題，甚至對整個FGD裝置的安全運行產生巨大威脅。本文將就吸收塔起泡溢流的原因及解決辦法進行了分析及探討。

1 吸收塔漿液起泡的原因

氣泡是氣體分散在液體中所形成的一種熱力學不穩定體系。在重力的作用下，可以自動逸出。而溶液起泡原因可能是混入能降低其表面張力的物質、內部發生反應產生氣體或者因為攪拌、擾動等原因使之混入氣體。而我們結合濕法脫硫中出現的具體情況，在分析吸收塔漿液起泡的主要影響因素時應著重于漿液所產生氣泡的穩定性研究。

泡沫的穩定性主要受其表面張力，黏度，液膜彈性，表面電荷和雜質分子結構影響。其中起關鍵作用的是表面張力和黏度兩個指標。本文將在氣、液、固三方面分析脫硫吸收塔系統的各類物質對氣泡穩定性的影響。

1.1 氣態影響因素

漿液品質的氣態影響因素主要是鍋爐煙氣和氧化風兩方面，他們都是對吸收塔漿液所產生泡沫的重要影響因素。

1）鍋爐煙氣。鍋爐在運行過程中投油、燃燒不充分情況時，會有部分含未燃盡碳顆?；蚪褂偷入S煙氣進入吸收塔內。隨著吸收塔漿液有機物含量的不斷增加，引起皂化反應，使漿液的表面形成油膜。而如果鍋爐后部除塵器運行不好，使得大量含有惰性物質的雜質進入漿液中，使漿液中重金屬含量增加，這些重金屬離子增加了漿液的表面張力，并在循環泵作用下使吸收塔內的漿液產生起泡現象。2）氧化風。氧化風量是根據脫硫設計煤種含硫量將HSO3-充分氧化成為SO42-所需要的空氣量增加一定余量的情況下確定的。當使用的煤種含硫量高于設計煤種含硫量時，氧化風量不足以將HSO3-充分氧化成為SO42-，亞硫酸鹽的含量就會超標，使漿液品質惡化，加劇起泡的現象。相反的，當使用的煤種含硫量大大低于設計煤種含硫量時，則會有大量多余空氣形成氣泡從氧化區上升到漿液表面，造成漿液虛假液位，甚至導致吸收塔溢流。

1.2 液態影響因素

漿液品質的氣態影響因素主要是脫硫系統補充水和脫硫廢水兩方面，這是影響吸收塔漿液品質的最直接的因素。

1）脫硫系統的補充水。如果脫硫系統的補充水水質達不到設計要求，尤其是一些使用水庫水的電廠，如果工藝水中COD、BOD等含量超標，則會對吸收塔漿液品質惡化，而一些使用循環冷卻水作為補充水的電廠，循環冷卻水中所用的殺菌劑也起到表面活性劑的作用，使漿液的表面張力降低，使得漿液更易起泡，并且泡沫狀態穩定，不易消除。

2）脫硫廢水。脫硫廢水系統是維持漿液品質的重要保障，假如廢水系統不能正常投運，使得重金屬、Cl、有機物、懸浮物及其他各種雜質大量富集，則會使漿液品質逐步惡化，加劇漿液的起泡現象。

1.3 固態影響因素

漿液品質的固態影響因素主要是脫硫系統中的石灰石方面。石灰石遇稀醋酸、稀鹽酸、稀硝酸會發生泡沸，高溫條件下分解為CaO和CO2。石灰石中含有MgO，假如MgO含量超標不僅會影響脫硫效率，還會與漿液中SO42-反應產生大量氣泡。并且增加漿液中的溶解鹽含量，使形成的泡沫更加穩定。

有些電廠是使用濕式球磨機制備石灰石溶液，這其中的鋼球磨損也會有部分金屬顆粒與石灰石中本身含有的微量金屬元素（如Cd、Ni等）一同進入吸收塔漿液系統，使漿液中重金屬元素富集，增加漿液表面張力，形成大量泡沫。

2 漿液起泡的應對措施

1）在鍋爐點火前，吸收塔在能滿足漿液循環泵啟動條件的前提下，盡量保持在較低液位。首臺磨煤機投運后，除塵器應至少投運一個電場，并監控吸收塔內漿液的pH值等指標。運行期間，在主機投油或除塵器裝置故障的情況下，及時反饋脫硫運行人員采取必要應對措施。如能在較短的時間內恢復，則可采取漿液循環拋棄或大量出石膏的方式，盡可能保障吸收塔內漿液品質，排出有害物質。

2）應根據物料平衡計算和校驗氧化空氣用量，適合的氧化風量可以盡可能避免漿液起泡現象。

3）控制漿液和廢水的品質，加強吸收塔漿液、石灰石粉、石灰石漿液、廢水和石膏的化學分析工作，控制進廠石灰石中MgO含量。有效監控脫硫系統的運行狀況，發現漿液品質變化應采取必要的措施應對?？砂凑找幊碳哟笈欧琶摿驈U水，降低吸收塔漿液中重金屬、Cl-、有機物、懸浮物及其他各種雜質含量，避免因雜質積累導致的吸收塔漿液“中毒”，造成起泡溢流的現象。

4）定期加入消泡劑。從吸收塔地坑中加入脫硫專用消泡劑。在選擇消泡劑時，可先將部分溢流漿液取出后做對比試驗，從而選出有針對性的產品。在觀察到吸收塔出現起泡溢流現象的初期，消泡劑的加入量應較大，在連續加入一段時間后，泡沫逐漸穩定下來，可逐步減少加入量，直至達到相對穩定的狀態。應該注意到的是，加入消泡劑只是暫緩漿液起泡現象，并不能從根本解決起泡問題，在停止使用消泡劑后，起泡溢流現象可能會再次出現。同時，加入的消泡劑的劑量也應嚴格控制，否則會使漿液起泡現象加劇。

3 結束語

隨著脫硫系統運行時間逐漸增加，設備老化，可靠性降低，問題也逐步出現，加之日益嚴格的排放標準和監控手段，使得脫硫系統的運行壓力倍增，這也使我們應更加注意對于脫硫系統各個設備的維護和排查。吸收塔漿液起泡問題直接危害到整個系統的安全運行，電廠應引起足夠重視，采取及時和必要的措施來確保系統安全、穩定和高效的運行。

參考文獻：

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