濕法脫硫吸收塔漿液起泡溢流問題淺析

樊彥玲 鄭鵬輝 譚光之 祝文 陳勇(西安西礦環保科技有限公司,陜西 西安 710075)

濕法脫硫吸收塔漿液起泡溢流問題淺析

樊彥玲 鄭鵬輝 譚光之 祝文 陳勇(西安西礦環保科技有限公司,陜西 西安 710075)

脫硫塔漿液池漿液溢流嚴重危及整個濕法脫硫系統的安全穩定運行，在石灰石-石膏濕法系統的調試及運行過程中比較常見。本文通過分析漿液起泡溢流成因，介紹其危害，提出了預防和處理措施。

漿液溢流；漿液起泡；濕法脫硫

1 設備概述

天津某公司4*410t/h煙氣脫硫設備采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，在設備安裝完畢進行調試過程中，漿液池漿液頻繁發生起泡溢流，嚴重危及整個脫硫系統的安全和穩定運行。本文深入系統地分析了漿液起泡的原因、研究并采用了相應的應對措施，有效地抑制了漿液起泡溢流現象。

2 漿液起泡溢流成因分析

脫硫煙氣中含有不溶性氣體，在煙氣與漿液充分接觸的過程中，這些不溶性氣體被漿液包圍，煙氣和漿液形成的氣-液界面，在巨大的表面張力作用下形成球狀氣泡；大量氣泡在氣-液密度差的作用下迅速上升到漿液池表面，形成一層泡沫。如果這種泡沫越多，表面張力就越大，表面張力增加，勢必導致氣泡不易破碎，進而引起漿液池表面泡沫層增厚，出現嚴重的虛假液位，從而導致漿液溢流現象。經過深入系統地分析研究，總結出造成漿液起泡的原因主要有以下幾點：

2.1 漿液中有機物含量增加

鍋爐燃燒不充分，飛灰中含有碳顆粒或者焦油等未燃盡顆粒物。煙氣帶著含有大量碳顆粒或者焦油等未燃盡顆粒物的飛灰進入吸收塔中，將會引起吸收塔漿液中的有機物含量增加，繼而發生皂化反應，導致產生一種油膜。在通過氧化風機給吸收塔底部的漿液池中鼓入高壓空氣的過程中，油膜收到高壓沖擊，進而引起漿液起泡溢流。

2.2 氧化鎂和重金屬含量上升

脫硫塔入口的煙氣中粉塵含量超過一定標準，將導致大量惰性物質被帶入，這些惰性物質會引起漿液中的重金屬含量超標，引起漿液起泡溢流。

濕法脫硫的吸收劑-石灰石中含有氧化鎂，而氧化鎂在遇到亞硫酸根時會產生泡沫，一旦石灰石中氧化鎂含量超標，將會產生大量泡沫。

濕法脫硫的吸收劑-石灰石中也含有少量或者微量的重金屬，這些重金屬被直接帶入脫硫漿液中，勢必引起將液中重金屬含量超標，進而導致漿液表面張力增加，形成泡沫層。

2.3 氧化風機設計不合理和啟停頻繁

氧化風量是根據設計煤種中硫分確定的，即將亞硫酸根氧化為硫酸根所需的空氣量加一定的裕量而確定的。當實際燃煤的硫分高于設計值時，將導致氧化風量不足，亞硫酸鹽含量嚴重超標；反之，如果實際鼓入的氧化風量長時間過大，將導致漿液中的氣-液界面面積逐步增大，這也將造成漿液起泡溢流。

此外，氧化風機頻繁啟停，即鼓入漿液池的氧化風量突變，會造成漿液池內漿液的擾動性突變。漿液池內漿液的擾動性突變，將會打破漿液池內的氣-液平衡，進而引發起泡溢流問題，這種問題在氧化風機突然停運時表現地尤為嚴重。在濕法脫硫系統運行過程中，漿液溫度大體在60度以上，大量的高壓氧化空氣鼓入吸收塔中，會引起塔內氣壓形成微正壓，如果此時突然停止氧化風機，必然引起虛假液位，從而導致漿液溢流。

2.4 漿液循環泵啟停頻繁

濕法脫硫系統運行過程中，頻繁啟停漿液循環泵，漿液池內漿液的擾動性必然會發生突變，進而打破漿液的氣-液平衡狀態，發生氣泡溢流事件。

2.5 除霧器發生堵塞

濕法脫硫系統運行過程中，除霧器用于去除吸收塔出口煙氣中的霧滴，但除霧器也兼有消泡的作用。當塔內漿液起泡后，除霧器沖洗水在一定程度上可以對泡沫進行間斷性的破壞，從而有效控制泡沫層的厚度。因此當除霧器發生堵塞時，除霧器的消泡功能無法正常發揮，將增大漿液溢流的可能性。

2.6 管道設計的問題

如果在結構設計過程中，管道本身設計的不合理，就會導致產生虹吸現象。虹吸現象，即塔內液位一旦高于設置的高液位，就會持續地發生起泡溢流問題。

3 漿液溢流產生的危害

（1）濕法脫硫系統調試和運行過程中，一旦發生漿液起泡，嚴重時發生溢流現象，漿液中的亞硫酸鹽含量必然上升。亞硫酸鹽含量持續增加，必然導致漿液中毒，加劇起泡溢流，形成惡性循環。

（2）溢流嚴重時，大量漿液從吸收塔溢流管中涌出，漿液池內的漿液在短時間內迅速下降，原設計的漿液液面水平無法得到維持，將勢必降低整個脫硫系統的脫硫效率。此外，無法保證脫硫石膏的氧化效果，濕法脫硫系統的副產物-石膏的品質將會惡化。

（3）漿液起泡溢流如果長時間得不到遏制，尤其是形成了較厚的泡沫層的話，將會導致出口煙氣中含有較多殘留漿液，易造成除霧器堵塞和腐蝕，甚至會發生除霧器垮塌的嚴重事故。

（4）漿液起泡溢流，大量石膏垢堵塞在吸收塔入口處，煙道阻力增加、煙道堵塞、嚴重危及整個系統的安全和穩定運行。

（5）此外，發生嚴重的漿液起泡溢流問題時，漿液大量漫流在濕法脫硫系統四周，污染整個廠區環境。

4 預防和處理措施

4.1 控制漿液品質

將脫硫劑石灰石粉組分控制在工藝要求范圍內，以確保吸收塔補入的石灰石漿液品質合格，同時，加大石膏漿液的排出量，降低排出漿液的密度，并且保證新鮮漿液的及時補給；有效監控漿液品質并在線分析，一旦有惡化趨勢及時處理，以減低漿液起泡溢流的概率。

4.2 制定氧化風機啟停規范

在吸收塔高液位時，啟停氧化風機首先要考慮控制住吸收塔漿液池的液位。實時分析副產物石膏的成分，分析是否鼓入了過量的氧化空氣，避免長時間的鼓入過量氧化空氣而導致漿液起泡溢流問題產生。同時也可以避免漿液池內氣-液平衡被瞬間打破繼而發生起泡溢流問題。

4.3 規定漿液循環泵啟停制度

在濕法脫硫系統調試和運行過程中，制定嚴格的循環泵啟停制度，避免漿液起泡溢流。

4.4 加強除霧器沖洗

加強對吸收塔頂部除霧器的有效沖洗，實時監控除霧器的堵塞結垢情況，一旦發生堵塞結垢，及時進行沖洗。

4.5 溢流管設計

建議采用溢流管“U”型設計，在溢流點最高處設置透氣口，在溢流管路設置上沖洗水接口，同時加裝操作平臺，方便透氣口堵塞及時處理來破壞虹吸現象。

4.6 其他

除以上措施外，還有以下幾點可以考慮：①重新校驗液位計，也可以考慮選擇其他形式的液位計，避免顯示錯誤；②嚴禁在高硫分或者高負荷情況下，任意開啟增加風機，確保漿液的品質得到保證；③及時檢查溢流管情況，有效預防溢流現象；④保證吸收塔集水坑泵和液位計可靠運行；⑤如果在漿液發生不同原因中毒的情況下，最佳的解決方法是置換部分漿液；⑥執行以上措施后仍無法抑制漿液起泡溢流，可考慮投加消泡劑。

5 結語

漿液起泡溢流是石灰石-石膏濕法脫硫系統常見的問題之一，不僅會污染現場環境，而且會對吸收塔前后的設備造成重大腐蝕，進而損傷基礎設備，對整個系統的安全穩定運行非常不利。因此，在調試以及運行的過程中，要實時監控系統運行情況，一旦發現起泡，及時降低液位、減小供漿量、投加專用消泡劑等措施快速有效地抑制。

[1]任志廣.脫硫塔漿液氣泡溢流的原因分析及預防措施[J].電力安全技術，2013(10)：9-12.

[2]禾志強，田雁冰，沈建軍等.石灰石-石膏法脫硫漿液氣泡研究[J].電力環境保護，2008,24(4)：11-13.