李志

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

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，常常會出現(xiàn)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(xiàn)象。當(dāng)漿液溢流嚴(yán)重時，如果脫硫控制系統(tǒng)未及時監(jiān)測到并采取有效措施，吸收塔液位就無法維持在設(shè)計水平，會帶來脫硫效率、石膏品質(zhì)等方面的問題，甚至對整個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)生氣體或者因為攪拌、擾動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(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)計煤種含硫量時，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)計煤種含硫量時，則會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(biāo)，則會對吸收塔漿液品質(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)不僅會影響脫硫效率，還會與漿液中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)泵啟動條件的前提下，盡量保持在較低液位。首臺磨煤機(jī)投運(yùn)后，除塵器應(yīng)至少投運(yùn)一個電場，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，及時反饋脫硫運(yùn)行人員采取必要應(yīng)對措施。如能在較短的時間內(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)物料平衡計算和校驗氧化空氣用量，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?？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，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(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)加入一段時間后，泡沫逐漸穩(wěn)定下來，可逐步減少加入量，直至達(dá)到相對穩(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題，在停止使用消泡劑后，起泡溢流現(xiàn)象可能會再次出現(xiàn)。同時，加入的消泡劑的劑量也應(yīng)嚴(yán)格控制，否則會使?jié){液起泡現(xiàn)象加劇。

3 結(jié)束語

隨著脫硫系統(tǒng)運(yùn)行時間逐漸增加，設(shè)備老化，可靠性降低，問題也逐步出現(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)更加注意對于脫硫系統(tǒng)各個設(shè)備的維護(hù)和排查。吸收塔漿液起泡問題直接危害到整個系統(tǒng)的安全運(yùn)行，電廠應(yīng)引起足夠重視，采取及時和必要的措施來確保系統(tǒng)安全、穩(wěn)定和高效的運(yùn)行。

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