吸收塔漿液起泡原因分析及消泡劑的選擇

鄒向群

(武漢凱迪電力環(huán)保有限公司，湖北武漢 430223)

吸收塔漿液起泡原因分析及消泡劑的選擇

鄒向群

(武漢凱迪電力環(huán)保有限公司，湖北武漢 430223)

針對在多個濕法脫硫項目中出現(xiàn)的吸收塔漿液起泡現(xiàn)象，分析了引起塔內漿液起泡的原因，提出了相應的處理措施，探討脫硫吸收塔漿液起泡專用消泡劑的作用原理及選擇原則。

吸收塔;起泡;消泡劑;選擇

1 吸收塔漿液起泡現(xiàn)象

在濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的運行過程中，吸收塔內的漿液發(fā)生起泡已經成為一種較普遍的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在吸收塔的液位控制在正常值時，塔內的漿液卻通過溢流管流了出來，溢流出的漿液主要為灰黑色的泡沬。吸收塔漿液起泡現(xiàn)象對FGD裝置的穩(wěn)定運行帶來很多不利的影響:吸收塔液位無法維持在正常的水平;漫溢的泡沫污染吸收塔周圍的環(huán)境，同時還造成漿液的浪費;大量泡沫被煙氣攜帶到GGH，引起GGH積灰堵塞;影響漿液的氧化反應效果，從而影響石膏的品質等。

2 吸收塔漿液起泡原因分析

濕法脫硫吸收塔漿液起泡的主要原因為:煙塵含量過高，部分電廠煙氣經過電除塵器處理后煙塵含量仍然過高，過多的煙塵被漿液吸收后，無法及時有效地進行排放及置換，導致漿液品質變差;過小的煙塵顆粒在吸收塔內聚集，一般情況下，電廠煙塵顆粒的粒徑小于10μm，與吸收塔內的漿液相比，煙塵的密度及粒徑比漿液中的石膏均要小，因而過小的煙塵顆粒容易聚集在吸收塔的表面并引起起泡現(xiàn)象;顆粒較細的化合物如石灰石吸收劑、設備腐蝕產物(鐵銹等)、各類反應生成物等在吸收塔漿液表面聚集;油類物質被帶入至吸收塔內，發(fā)生皂化反應，并在吸收塔漿液表面形成泡沫;工藝水水質欠佳，較多的懸浮物被帶進了吸收塔。此外，吸收塔負荷波動較大使得氣液接觸過快或漿液攪動過分劇烈時，也容易引起吸收塔發(fā)生起泡現(xiàn)象［1］。

3 吸收塔漿液起泡處理措施

吸收塔起泡的處理措施包括:加強對石灰石品質和工藝水水質等的化驗分析工作，對不合格項目要及時采取嚴格的控制措施;加強對吸收塔漿液和石膏品質的化驗分析工作，了解吸收塔的運行工況，發(fā)現(xiàn)漿液品質有惡化趨勢時，立即著手進行處理;當主機投油助燃或入口煙塵含量過高時，應及時調整脫硫系統(tǒng)的運行方式(如降低負荷或暫時打開旁路煙氣擋板);當吸收塔漿液發(fā)生起泡現(xiàn)象后，會形成虛假液位，此時應注意對吸收塔液位顯示值的校準工作，以便正確地控制吸收塔的反應液位;加強石膏的排出，加大廢水系統(tǒng)的處理量，加快石灰石漿液的補入量。如果吸收塔漿液品質實在太差，則應對漿液進行徹底的置換;向吸收塔排水坑中投加適量的脫硫專用消泡劑，通過吸收塔排水坑泵加入到吸收塔中，以達到消除及抑制泡沫的目的。

4 消泡劑的作用原理

4.1 泡沬的形成過程

當溶液中含有表面活性物質時，隨著溶液中氣泡的產生，在氣泡表面吸附著定向排列的一層表面活性劑分子。在其達到一定濃度時，氣泡的界面就形成了一層彈性膜，其穩(wěn)定性很強，常態(tài)下不易破裂。如果產生了過多的此類氣泡即形成泡沬。泡沫的穩(wěn)定性與表面粘性、電斥性、表面膜的移動、溫度、蒸發(fā)等因素有關，它一旦形成，就處于液膜的不斷下流、蒸發(fā)、破裂的動態(tài)過程之中［2］。

4.2 消泡劑的作用原理

當含有泡沬的體系中加入較低濃度的消泡劑后，其分子廣布于液體表面，抑制形成彈性膜，即終止泡沫的產生。當溶液體系產生大量的泡沫后，通過加入消泡劑，其分子立即散布于泡沫表面，快速鋪展，并通過進一步擴散、滲透，層狀入侵，從而取代原泡膜薄壁。由于其表面張力低，便流向產生泡沫的高表面張力的液體，這樣低表面張力的消泡劑分子在氣液界面間不斷擴散、滲透，使其氣泡液膜迅速變薄，泡沫同時又受到周圍表面張力大的膜層強力牽引，這樣就降低了泡沫的穩(wěn)定性，使之易于被破壞。不溶于體系的消泡劑分子，再重新進入另一個泡沫膜的表面，并引發(fā)氣泡的破滅。同時擠在一起的泡沫由于臨近處泡沫的破裂，引起了不穩(wěn)定態(tài)，提高了連續(xù)破泡的效果［2－3］。

5 消泡劑的選擇

消泡劑有油型、溶液型、乳液型、固體粉末型及復合型等，性能良好的消泡劑應同時兼顧消泡和抑泡的作用，即不但可以迅速地破壞泡沫，而且能在相當長的時間內防止泡沫生成［4］。脫硫系統(tǒng)中選用消泡劑應具備的性質:耐熱性能好、耐氧化性強、耐酸性強;化學性能穩(wěn)定，不揮發(fā);擴散性、滲透性好;加入后不影響體系基本性質;表面張力小，消泡能力強，用量少;在起泡溶液中溶解性小;生理安全性高，一般應無毒性;價格合理。目前常用的消泡劑有低碳醇、礦物油、聚醚類及有機硅類等，其形態(tài)有油型、溶液型、乳液型、泡沫型等。

5.1 礦物油、醇類消泡劑

由礦物油、醇類或脂肪等有機物構成的消泡劑均具有一定的消泡作用，但這些物質的結構特征決定了它們又具有一定的發(fā)泡作用，當條件改變時很可能變?yōu)榘l(fā)泡劑或失效，目前已較少應用。

5.2 聚醚類消泡劑

一般有機化合物如醚類、烴類、醇類及磷酸酯類，鋪展系數(shù)較大，因此破泡作用很強，但抑泡作用卻很差。以季戊四醇、丙三醇等為起始劑，采用環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷開環(huán)聚合而制得的聚醚是優(yōu)良的水溶性非離子型表面活性劑，具有較好的消泡、抑泡能力。聚醚消泡劑最大的優(yōu)點是抑泡能力較強，但是它的破泡率較低，一旦產生了大量的泡沫，它不能馬上有效地撲滅。

5.3 有機硅(聚硅氧烷)類消泡劑

單純的有機硅，如二甲基硅油，并沒有消泡作用。但將其乳化后，表面張力迅速降低，使用很小量即能達到很強的破泡和抑泡作用，成為一種重要的消泡劑成份。硅油型消泡劑一般具有較高的消泡效能，其使用時的關鍵在于硅油的乳化。如乳化不完全，會影響其使用效果。硅油本身具有親油性，因此對油溶性溶液的消泡具有令人滿意的效果。有機硅消泡劑具有良好的物理及化學性能，它的破泡能力較強，但抑泡能力較差，耗用量也較大。

5.4 改性有機硅消泡劑

聚醚改性有機硅，是在硅氧烷分子中引入聚醚鏈段制得的聚醚－硅氧烷共聚物，聚醚改性有機硅消泡劑是將兩者的優(yōu)點有機結合起來的一種新型高效消泡劑。它是選擇具有較強抑泡能力的聚醚和疏水性強、破泡迅速的二甲基硅油為主要成分和能使硅油與聚醚有機結合起來的乳化劑、穩(wěn)定性等成分組成的消泡劑。它具有表面張力低、消泡迅速、抑泡時間長、成本低、用量少、應用面廣等特點。對有機硅進行聚醚改性，使之具有二類消泡劑的優(yōu)點，是一種性能優(yōu)良，應用廣泛的消泡劑［5－6］。

［1］禾志強，田雁冰，沈建軍，等.石灰石—石膏法脫硫中漿液起泡研究［J］.電站系統(tǒng)工程，2008，24(4):25－26.

［2］曹瓊瑤.泡沫與消泡劑［J］.化工之友，2006，(6):21－22.

［3］葛成燦，王源升，余紅偉，等.泡沫及消泡劑的研究進展［J］.材料開發(fā)與應用，2010，(6):81－85.

［4］馬奉奇，唐瑞增.消泡劑的種類及其在工業(yè)上的應用［J］.精細化工信息，1990，(10):5－8.

［5］王蕓，吳飛，曹治平.消泡劑的研究現(xiàn)狀與展望［J］.化學工程，2008，(9):26－28.

［6］楊愛勇，申智勇，袁立明，等.石灰石—石膏濕法脫硫裝置磨損腐蝕問題分析［J］.電力科技與環(huán)保，2010，26(6):31－32.

Discussion on absorber foaming phenomenon and antifoaming agent choice

The causes of absorber slurry foaming are analyzed and the corresponding treatment method as absorber foaming phenomenon in many wet flue－gas desulfurization projects are offered.Antifoaming agent should conform to application requirement in flue－gas desulfurization project.The mechanism and choice items of antifoaming agent in wet flue gas desulfurization system are provided for reference.

Absorber;foaming;antifoaming agent;choice

X701.3

B

1674－8069(2012)04－041－02

2012-03-26;

2012-05-10

鄒向群(1967-)，男，湖北黃岡人，碩士，工程師，從事煙氣脫硫系統(tǒng)調試工作。E－mail:zouxqun@sina.com