樊彥玲 鄭鵬輝 譚光之 祝文 陳勇(西安西礦環(huán)?？萍加邢薰?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(huán)?？萍加邢薰?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(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，在石灰石-石膏濕法系統(tǒng)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(fā)生起泡溢流，嚴重危及整個脫硫系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行。本文深入系統(tǒng)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(xiàn)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(xiàn)嚴重的虛假液位，從而導致漿液溢流現(xiàn)象。經(jīng)過深入系統(tǒng)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?；蛘呓褂偷任慈急M顆粒物。煙氣帶著含有大量碳顆?；蛘呓褂偷任慈急M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(fā)生皂化反應，導致產(chǎn)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(chǎn)生泡沫，一旦石灰石中氧化鎂含量超標，將會產(chǎn)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(jù)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(fā)起泡溢流問題，這種問題在氧化風機突然停運時表現(xiàn)地尤為嚴重。在濕法脫硫系統(tǒng)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(huán)泵啟停頻繁

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

2.5 除霧器發(fā)生堵塞

濕法脫硫系統(tǒng)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(fā)生堵塞時，除霧器的消泡功能無法正常發(fā)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(chǎn)生虹吸現(xiàn)象。虹吸現(xiàn)象，即塔內液位一旦高于設置的高液位，就會持續(xù)地發(fā)生起泡溢流問題。

3 漿液溢流產(chǎn)生的危害

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

（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(tǒng)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(tǒng)的副產(chǎn)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(fā)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(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行。

（5）此外，發(fā)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(tǒng)四周，污染整個廠區(qū)環(huán)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(jiān)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(guī)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(chǎn)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(chǎn)生。同時也可以避免漿液池內氣-液平衡被瞬間打破繼而發(fā)生起泡溢流問題。

4.3 規(guī)定漿液循環(huán)泵啟停制度

在濕法脫硫系統(tǒng)調試和運行過程中，制定嚴格的循環(huán)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(jiān)控除霧器的堵塞結垢情況，一旦發(fā)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(xiàn)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(xiàn)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(fā)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(zhí)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(tǒng)常見的問題之一，不僅會污染現(xiàn)場環(huán)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(tǒng)的安全穩(wěn)定運行非常不利。因此，在調試以及運行的過程中，要實時監(jiān)控系統(tǒng)運行情況，一旦發(fā)現(xiàn)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(huán)境保護，2008,24(4)：11-13.