吸收塔泄漏原因分析及處理措施

馮虎林

（河南省新鄉市新鄉中新化工有限責任公司，河南新鄉 453800）

目前中新化工有限責任公司動力島有4臺高壓循環流化床鍋爐，型號為UG-150/9.8-M5無錫華光鍋爐，煙氣SO2處理采取爐內鈣法脫硫和濕式氨法脫硫相結合的方式。吸收塔直徑為10.76m，高度為45.2m，塔內采用玻璃鱗片防腐。吸收塔自下而上可分為五個功能區：1）濃縮區：該區為脫硫塔漿池區，主要功能是將漿液中的水分蒸發，濃縮漿液的作用，并且可以用于硫酸銨的結晶和亞硫酸銨的氧化，此區設置兩臺濃縮循環泵，一臺脈沖攪拌泵用于塔底漿液池的脈沖懸浮攪拌；2）吸收區：該區包括三層吸收噴淋層，其主要功能用于吸收煙氣中的酸性污染物及飛灰等物質，循環漿液由噴淋層下方的積液盤收集，再自流至塔外的吸收循環槽內；3）水洗區：該區包括兩級水洗，主要目的是為了降低氨逃逸及氣溶膠現象的出現，每級水洗噴淋層下方均有積液盤，將水洗水收集至塔外的水洗水槽里。集液盤上方設置了填料，加強對氣溶膠的捕捉。4）除霧區，設置三級屋脊式除霧器和一級除沫器，用于分離煙氣中夾帶的霧滴，將煙氣顆粒物控制在10mg/Nm3以內，降低對下游設備的腐蝕，節約用水；減少結垢，降低吸收劑的消耗。

自2019年4月以來，吸收塔12m濃縮噴淋層筒壁陸續出現不規則點狀泄漏，同時發現濃縮噴淋泵入口過濾器內有大量玻璃鱗片碎片等異常情況，根據工藝運行特點及濕式氨法脫硫設備結構，對吸收塔泄漏的原因及處理措施進行分析。

1 分析原因

1.1 塔內壁防腐層脫落，脫硫漿液腐蝕碳鋼塔體

吸收塔塔內襯附著不牢固為主要原因。本吸收塔采用碳鋼+玻璃鱗片防腐設計，金屬和鱗片的結合面先做噴砂處理，鱗片內襯包括基底涂層、增強層、耐磨涂層和外涂層。如在防腐施工時，出現筒壁基體噴砂除銹不徹底，以及玻璃鱗片刮涂未按施工工藝進行施工，固化時間短，將導致防腐材料與金屬面黏結不良。在運行過程中，一旦玻璃鱗片防腐層出現膨脹開裂或被漿液沖刷掉，吸收塔塔壁金屬基體就會與漿液直接接觸，產生嚴重的化學腐蝕，使破損部位的塔壁被快速腐蝕，最終導致塔壁變薄穿孔，造成吸收塔漿液泄漏。

1.2 濃縮噴淋層噴嘴角度安裝偏差，噴淋漿液沖刷塔壁

吸收塔本次泄漏的位置處于濃縮噴淋層，2019年4月底在塔西側出現第一個漏點，5月在塔的四周頻繁出現新漏點，漏點數量不斷增加，6月以來，漏點發展速度放緩，主要集中在已泄漏區域貼補鋼板的焊縫處。由此看出，該區域防腐層長時間受噴淋漿液沖刷，出現機械磨損，噴嘴角度偏差引起防腐層破損程度不同，導致吸收塔先后出現局部泄漏情況。

1.3 濃縮噴淋層玻璃鋼管線泄漏，漿液沖刷塔壁

因吸收塔噴淋層玻璃鋼管質量有缺陷，未添加防磨劑SiC，導致管道耐磨性達不到要求，隨著運行時間的增加，濃縮噴淋管磨破泄漏，漿液沖刷塔壁，造成吸收塔玻璃鱗片防腐層損壞，筒壁金屬基體直接接觸漿液產生嚴重化學腐蝕 泄漏。

1.4 煙氣含塵量偏高

取樣發現漿液顏色偏黑灰色，沉淀物中含塵量在8%以上，說明煙氣中含塵量較大，不僅不利于硫酸銨出料，含塵漿液還加劇了對吸收塔玻璃鋼噴淋管及塔壁的沖刷。高度懷疑除塵器濾袋存在漏灰情況，經對每臺除塵器出口煙氣粉塵檢測，發現1#、3#鍋爐除塵器濾袋有漏灰現象，1#除塵器出口含塵量為72mg/m3，3#除塵器出口含塵量為240mg/m3，均超過正常運行指標。

1.5 脫硫漿液密度偏高，結晶顆粒析出較多

（1）氨法脫硫技術以水溶液中的 NH3和SO2反應為基礎，在多功能煙氣脫硫塔的吸收段，液氨與水將鍋爐煙氣中的 SO2吸收，得到脫硫中間產品亞硫酸銨或亞硫酸氫銨的水溶液。主要化學反應式：

上述反應式表明，在脫硫塔內煙氣中的 SO2被吸收，生成亞硫酸氫銨或亞硫酸銨；生產過程中（1）式最先進行，（2）、（3）式是正常生產情況的反應。為有利于吸收反應持續進行，需在吸收液中注入氨使吸收液再生。再生反應式：

加氨同時還發生下列反應：

當部分吸收液流經氧化循環槽時，鼓入氧化空氣使亞硫酸銨氧化成硫酸銨：

（2）吸收塔漿液密度較高，硫酸銨在塔內結晶嚴重，使漿液中固體顆粒增加，加劇噴淋管和筒壁的沖刷磨損，加快碳鋼塔壁腐蝕，吸收塔漏點發展加速。

2 處理措施

2.1 計劃做好吸收塔塔壁厚度監測及堵漏作業

及時做好吸收塔噴淋層區域塔壁測厚工作。定期對泄漏區域塔壁定點測厚，將數據制表做趨勢變化圖，對腐蝕發展情況進行風險評估，制訂風險管控措施，確保吸收塔能夠安全運行。同時加強吸收塔巡檢力度，對新出現漏點及時檢修消漏，對塔壁減薄區域提前焊接不銹鋼板，防止漏點出現。

2.2 漏灰濾袋除塵器濾室暫時切出和倒爐更換濾袋

（1）暫時關閉1#除塵器、2#濾室提升閥，隨后檢測1#除塵器出口煙氣粉塵含量為8.3mg/m3，煙氣粉塵含量顯著降低，待機會停爐后對泄漏濾袋進行更換。

（2）3#除塵器為過濾精度10mg/m3高硅氧覆膜濾袋，該濾袋不耐磨損，氣流沖刷晃動導致覆膜磨損，容易漏灰。經倒爐后停3#除塵器，全部更換為PPS、PTFE混紡覆膜濾袋。

2.3 優化工藝，加大脫硫漿液置換

對生產工藝進行優化調整，在不影響濃縮噴淋情況下，減小濃縮噴淋量減輕筒壁的沖刷，但需確保濃縮區煙氣溫度不得超過60℃，避免煙氣超溫損壞設備。同時加大吸收塔漿液置換，通過沉淀池灰分沉淀，減少漿液含灰量以減輕對吸收塔玻璃鋼噴淋管及塔壁的沖刷。

2.4 提高硫酸銨出料，降低塔內漿液密度

提高硫酸銨出料，確保吸收塔內漿液密度始終低于1.25kg/m3。若因設備故障或其他原因導致不能及時出料造成的吸收塔密度升高，應將吸收塔漿液打至老脫硫塔一部分，并向吸收塔內補充新鮮工藝水，降低吸收塔內漿液密度。盡量降低硫酸銨在塔內結晶，減少濃縮噴淋漿液含固量，減輕對管線及塔壁的沖刷。

2.5 超低排放裝置計劃檢修

（1）為徹底解決吸收塔泄漏問題，本公司于2020年元旦全系統停車，對超低排放裝置進行檢修。經塔內檢查發現主要問題有：①塔底積料較多，清料時發現脈沖懸浮攪拌母管崩斷一段，多數噴嘴堵塞嚴重，導致脈沖攪拌不均，積料嚴重。②濃縮區噴淋層噴頭堵塞約1/2，部分噴嘴噴射漿液直沖塔壁，造成塔壁嚴重沖刷，呈溝壑狀破損，采取局部更換鋼板方式修復筒壁，噴淋層玻璃鋼管全部更換耐磨材質。③吸收塔入口原煙道事故噴淋區域防腐破損脫落嚴重，導致鱗片碎塊堵塞過濾器及噴嘴，采用耐高溫玻璃鱗片施工。④塔外脈沖懸浮攪拌泵入口安裝藍式過濾器1臺，減少異物堵塞脈沖懸浮攪拌噴嘴，確保濃縮區攪拌均勻。

（2）吸收循環槽及一、二級水洗槽檢修，清理內部大量積料及異物，保證水洗噴嘴及吸收層噴嘴的可靠運行。

3 結語

吸收塔是煙氣氨法脫硫裝置的核心設備，其內襯玻璃鱗片防腐因受運行環境、以及施工條件和質量的影響，運行一段時間會出現各種防腐層損壞情況。因吸收塔內防腐層面積大，運行情況復雜，加大了檢查難度。為此，要在每次檢修時，對易發生問題部位的防腐層進行詳細檢查，并采取對應的處理，這樣可以極大減少吸收塔泄漏的風險，提高脫硫裝置運行的可靠性，實現企業煙氣環保達標排放。