李志

摘 要：針對(duì)目前火電機(jī)組脫硫系統(tǒng)中普遍存在的吸收塔漿液起泡現(xiàn)象，分別對(duì)漿液起泡機(jī)理和各個(gè)影響因素進(jìn)行分析，進(jìn)而提出對(duì)于濕法脫硫系統(tǒng)中吸收塔漿液起泡溢流問(wèn)題的應(yīng)對(duì)辦法。

關(guān)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(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，由于工藝水質(zhì)、入爐煤煤質(zhì)、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(huì)出現(xiàn)吸收塔漿液頂部形成大量粘性泡沫，液位正常但會(huì)從吸收塔溢流管道或吸收塔排水地坑溢流現(xiàn)象。當(dāng)漿液溢流嚴(yán)重時(shí)，如果脫硫控制系統(tǒng)未及時(shí)監(jiān)測(cè)到并采取有效措施，吸收塔液位就無(wú)法維持在設(shè)計(jì)水平，會(huì)帶來(lái)脫硫效率、石膏品質(zhì)等方面的問(wèn)題，甚至對(duì)整個(gè)FGD裝置的安全運(yùn)行產(chǎn)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(jìn)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(xué)不穩(wěn)定體系。在重力的作用下，可以自動(dòng)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(zhì)、內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氣體或者因?yàn)閿嚢?、擾動(dòng)等原因使之混入氣體。而我們結(jié)合濕法脫硫中出現(xiàn)的具體情況，在分析吸收塔漿液起泡的主要影響因素時(shí)應(yīng)著重于漿液所產(chǎn)生氣泡的穩(wěn)定性研究。

泡沫的穩(wěn)定性主要受其表面張力，黏度，液膜彈性，表面電荷和雜質(zhì)分子結(jié)構(gòu)影響。其中起關(guān)鍵作用的是表面張力和黏度兩個(gè)指標(biāo)。本文將在氣、液、固三方面分析脫硫吸收塔系統(tǒng)的各類物質(zhì)對(duì)氣泡穩(wěn)定性的影響。

1.1 氣態(tài)影響因素

漿液品質(zhì)的氣態(tài)影響因素主要是鍋爐煙氣和氧化風(fēng)兩方面，他們都是對(duì)吸收塔漿液所產(chǎn)生泡沫的重要影響因素。

1）鍋爐煙氣。鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中投油、燃燒不充分情況時(shí)，會(huì)有部分含未燃盡碳顆粒或焦油等隨煙氣進(jìn)入吸收塔內(nèi)。隨著吸收塔漿液有機(jī)物含量的不斷增加，引起皂化反應(yīng)，使?jié){液的表面形成油膜。而如果鍋爐后部除塵器運(yùn)行不好，使得大量含有惰性物質(zhì)的雜質(zhì)進(jìn)入漿液中，使?jié){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(huán)泵作用下使吸收塔內(nèi)的漿液產(chǎn)生起泡現(xiàn)象。2）氧化風(fēng)。氧化風(fēng)量是根據(jù)脫硫設(shè)計(jì)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(dāng)使用的煤種含硫量高于設(shè)計(jì)煤種含硫量時(shí)，氧化風(fēng)量不足以將HSO3-充分氧化成為SO42-，亞硫酸鹽的含量就會(huì)超標(biāo)，使?jié){液品質(zhì)惡化，加劇起泡的現(xiàn)象。相反的，當(dāng)使用的煤種含硫量大大低于設(shè)計(jì)煤種含硫量時(shí)，則會(huì)有大量多余空氣形成氣泡從氧化區(qū)上升到漿液表面，造成漿液虛假液位，甚至導(dǎo)致吸收塔溢流。

1.2 液態(tài)影響因素

漿液品質(zhì)的氣態(tài)影響因素主要是脫硫系統(tǒng)補(bǔ)充水和脫硫廢水兩方面，這是影響吸收塔漿液品質(zhì)的最直接的因素。

1）脫硫系統(tǒng)的補(bǔ)充水。如果脫硫系統(tǒng)的補(bǔ)充水水質(zhì)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，尤其是一些使用水庫(kù)水的電廠，如果工藝水中COD、BOD等含量超標(biāo)，則會(huì)對(duì)吸收塔漿液品質(zhì)惡化，而一些使用循環(huán)冷卻水作為補(bǔ)充水的電廠，循環(huán)冷卻水中所用的殺菌劑也起到表面活性劑的作用，使?jié){液的表面張力降低，使得漿液更易起泡，并且泡沫狀態(tài)穩(wěn)定，不易消除。

2）脫硫廢水。脫硫廢水系統(tǒng)是維持漿液品質(zhì)的重要保障，假如廢水系統(tǒng)不能正常投運(yùn)，使得重金屬、Cl、有機(jī)物、懸浮物及其他各種雜質(zhì)大量富集，則會(huì)使?jié){液品質(zhì)逐步惡化，加劇漿液的起泡現(xiàn)象。

1.3 固態(tài)影響因素

漿液品質(zhì)的固態(tài)影響因素主要是脫硫系統(tǒng)中的石灰石方面。石灰石遇稀醋酸、稀鹽酸、稀硝酸會(huì)發(fā)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(biāo)不僅會(huì)影響脫硫效率，還會(huì)與漿液中SO42-反應(yīng)產(chǎn)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(wěn)定。

有些電廠是使用濕式球磨機(jī)制備石灰石溶液，這其中的鋼球磨損也會(huì)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(jìn)入吸收塔漿液系統(tǒng)，使?jié){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(yīng)對(duì)措施

1）在鍋爐點(diǎn)火前，吸收塔在能滿足漿液循環(huán)泵啟動(dòng)條件的前提下，盡量保持在較低液位。首臺(tái)磨煤機(jī)投運(yùn)后，除塵器應(yīng)至少投運(yùn)一個(gè)電場(chǎng)，并監(jiān)控吸收塔內(nèi)漿液的pH值等指標(biāo)。運(yùn)行期間，在主機(jī)投油或除塵器裝置故障的情況下，及時(shí)反饋脫硫運(yùn)行人員采取必要應(yīng)對(duì)措施。如能在較短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)，則可采取漿液循環(huán)拋棄或大量出石膏的方式，盡可能保障吸收塔內(nèi)漿液品質(zhì)，排出有害物質(zhì)。

2）應(yīng)根據(jù)物料平衡計(jì)算和校驗(yàn)氧化空氣用量，適合的氧化風(fēng)量可以盡可能避免漿液起泡現(xiàn)象。

3）控制漿液和廢水的品質(zhì)，加強(qiáng)吸收塔漿液、石灰石粉、石灰石漿液、廢水和石膏的化學(xué)分析工作，控制進(jìn)廠石灰石中MgO含量。有效監(jiān)控脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)漿液品質(zhì)變化應(yīng)采取必要的措施應(yīng)對(duì)?？砂凑找?guī)程加大排放脫硫廢水，降低吸收塔漿液中重金屬、Cl-、有機(jī)物、懸浮物及其他各種雜質(zhì)含量，避免因雜質(zhì)積累導(dǎo)致的吸收塔漿液“中毒”，造成起泡溢流的現(xiàn)象。

4）定期加入消泡劑。從吸收塔地坑中加入脫硫?qū)Ｓ孟輨Ｔ谶x擇消泡劑時(shí)，可先將部分溢流漿液取出后做對(duì)比試驗(yàn)，從而選出有針對(duì)性的產(chǎn)品。在觀察到吸收塔出現(xiàn)起泡溢流現(xiàn)象的初期，消泡劑的加入量應(yīng)較大，在連續(xù)加入一段時(shí)間后，泡沫逐漸穩(wěn)定下來(lái)，可逐步減少加入量，直至達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。應(yīng)該注意到的是，加入消泡劑只是暫緩漿液起泡現(xiàn)象，并不能從根本解決起泡問(wèn)題，在停止使用消泡劑后，起泡溢流現(xiàn)象可能會(huì)再次出現(xiàn)。同時(shí)，加入的消泡劑的劑量也應(yīng)嚴(yán)格控制，否則會(huì)使?jié){液起泡現(xiàn)象加劇。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著脫硫系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間逐漸增加，設(shè)備老化，可靠性降低，問(wèn)題也逐步出現(xiàn)，加之日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)控手段，使得脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行壓力倍增，這也使我們應(yīng)更加注意對(duì)于脫硫系統(tǒng)各個(gè)設(shè)備的維護(hù)和排查。吸收塔漿液起泡問(wèn)題直接危害到整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，電廠應(yīng)引起足夠重視，采取及時(shí)和必要的措施來(lái)確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和高效的運(yùn)行。

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