石灰石—石膏法脫硫漿液起泡研究

【摘要】在石灰石-石膏法脫硫中，吸收塔漿液溢流是較為常見的現(xiàn)象，它會對脫硫系統(tǒng)的正常運行造成較大危害，如果不采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防和處理措施，甚至?xí)?dǎo)致諸如增壓風(fēng)機葉片損壞等重大事故。通過分析石灰石-石膏工藝中吸收塔漿液產(chǎn)生溢流現(xiàn)象的各種原因，提出防止和解決吸收塔漿液溢流的方法，以保證脫硫系統(tǒng)的正常運行。

【關(guān)鍵詞】石灰石-石膏法脫硫；漿液起泡；對策

吸收塔漿液因為起泡而導(dǎo)致溢流是石灰石—石膏法脫硫運行中常見問題之一。由于脫硫控制系統(tǒng)（FGD-DCS）顯示的液位是根據(jù)差壓變送器測得的差壓與吸收塔內(nèi)漿液密度計算得來的值，而吸收塔內(nèi)氣泡或泡沫引起的“虛假液位”遠(yuǎn)高于顯示液位從而導(dǎo)致吸收塔間歇性溢流。

1、漿液起泡溢流危害

當(dāng)漿液溢流量較大時，漿液不能通過溢流管及時輸送，就會進(jìn)入到原煙氣煙道中，從而引發(fā)各種事故并影響脫硫系統(tǒng)正常運行，主要危害如下：

（1）溢流漿液進(jìn)入原煙道，漿液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽隨溶液滲入防腐內(nèi)襯及其毛細(xì)孔內(nèi)，當(dāng)水分逐漸蒸發(fā)，漿液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽析出并結(jié)晶后，其體積發(fā)生膨脹，使防腐內(nèi)襯產(chǎn)生應(yīng)力，導(dǎo)致防腐內(nèi)襯嚴(yán)重的剝離損壞。[1]產(chǎn)生煙道垢下腐蝕，縮短了煙道的使用壽命和檢修周期，影響脫硫系統(tǒng)的正常運行。

（2）溢流漿液通過煙道到達(dá)增壓風(fēng)機出口，在運行操作人員沒有及時發(fā)現(xiàn)的情況下，溢流漿液猛烈沖擊正在運行的增壓風(fēng)機葉片，對其造成嚴(yán)重的損害，甚至是葉片斷裂，致使增壓風(fēng)機停運，脫硫系統(tǒng)被迫退出運行。

（3）吸收塔出現(xiàn)起泡溢流后，其運行液位被迫降低，則脫硫反應(yīng)氧化效果不能保證，漿液中亞硫酸鹽含量逐漸增高，致使?jié){液品質(zhì)惡化。

（4）漿液起泡嚴(yán)重時，石膏排出泵入口的漿液泡沫增加，出口壓力降低，使泵無法正常排出石膏，導(dǎo)致漿液密度逐漸上升，液位難以控制。

（5）漿液溢流到煙道后，煙道積灰現(xiàn)象加重，煙道阻力增加，影響鍋爐安全運行。

2、漿液起泡溢流原因

泡沫中的氣泡呈多面體形，在多面體的液膜交界處，液膜是彎曲的，[5]彎曲液面壓力差的存在加速了氣泡間平液膜向邊界處的排液作用，使液膜變薄，當(dāng)液膜厚度低于臨界值時破裂。吸收塔漿液起泡是由于系統(tǒng)中進(jìn)入了其他成分，增加了氣泡液膜的機械強度，亦即增加了泡沫的穩(wěn)定性，最終導(dǎo)致起泡溢流現(xiàn)象的產(chǎn)生。具體引起漿液起泡溢流的原因歸納如下：

（1）鍋爐運行過程中投油，燃燒不充分。未燃燼成分隨鍋爐尾部煙氣進(jìn)入吸收塔，使得吸收塔漿液中有機物含量增加。

（2）鍋爐后部除塵器運行狀況不佳。煙氣中粉塵濃度超標(biāo)，粉塵進(jìn)入吸收塔后致使吸收塔漿液中重金屬含量增高。

（3）脫硫用石灰石粉中含過量Mg2+（起泡劑），其與SO42-反應(yīng)產(chǎn)生大量泡沫。

（4）脫硫用工藝水水質(zhì)達(dá)不到設(shè)計要求（如中水、COD、BOD超標(biāo)）。

（5）脫水系統(tǒng)或廢水處理系統(tǒng)不能正常投運，致使吸收塔漿液品質(zhì)逐漸惡化。

（6）鍋爐燃燒情況不好，飛灰中有部分碳顆粒或焦油隨煙氣進(jìn)入吸收塔。

（7）脫硫系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)氧化風(fēng)機突然跳閘現(xiàn)象，吸收塔漿液氣液平衡被破壞，致使吸收塔漿液大量溢流。

3、解決漿液溢流的對策

漿液一旦出現(xiàn)起泡溢流，必須及時妥善處理，以免擴大事故。具體實施方法如下：

（1）從吸收塔排水坑定期加入脫硫?qū)Ｓ孟輨ㄈ缬袡C硅消泡劑）。需要指出的是，消泡劑只能暫時緩解，不能根本解決吸收塔漿液起泡問題，一旦停止加入消泡劑，吸收塔漿液有可能重新出現(xiàn)起泡溢流現(xiàn)象。

（2）在可以暫時忽略脫硫效率的情況下，停運1臺漿液循環(huán)泵以減小吸收塔內(nèi)部漿液的擾動，同時減少供漿量。

（3）在可以保證氧化效果的前提下，適當(dāng)降低吸收塔液位，減小漿液溢流量。

（4）降低投運脫水時的漿液密度，加大石膏排出量，保證新鮮漿液的不斷補入。

（5）堅持脫硫廢水的排放，從而降低漿液中重金屬離子、Cl-、有機物、懸浮物及各種雜質(zhì)的含量，保證吸收塔內(nèi)漿液的品質(zhì)。

（6）嚴(yán)格控制脫硫用工藝水水質(zhì)，加強過濾和預(yù)處理工作，降低COD、BOD。同時嚴(yán)格控制石灰石粉品質(zhì)，保證其中各項組分（如MgO、SiO2等）含量符合設(shè)計要求。

（7）制定嚴(yán)格的運行制度。在主機投油穩(wěn)燃，要及時通知脫硫運行人員。如果投油時間較短，可打開旁路煙氣擋板，調(diào)小增壓風(fēng)機葉片角度的運行方式。

（8）運行過程中要注意氧化風(fēng)機的運行狀況，保證備用設(shè)備處于良好的備用狀態(tài)，一旦運行風(fēng)機出現(xiàn)問題停運，及時啟動備用設(shè)備，以免發(fā)生虹吸現(xiàn)象，造成漿液溢流而引發(fā)安全事故。

（9）加強吸收塔漿液、脫硫廢水、石灰石漿液、石灰石粉和石膏的化學(xué)分析工作，同時，有效監(jiān)控脫硫系統(tǒng)的運行狀況，發(fā)現(xiàn)漿液品質(zhì)出現(xiàn)惡化趨勢，應(yīng)及時采取措施。

（10）一旦發(fā)生漿液起泡溢流現(xiàn)象，立即打開煙道底部疏水閥，防止?jié){液到達(dá)增壓風(fēng)機出口段。同時，定期對吸收塔液位進(jìn)行標(biāo)定，保證DCS顯示值的正確性。

（11）如果已經(jīng)采取多種處理方法，并有效控制工藝水、石灰石粉的品質(zhì)，且脫水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)投運正常，但吸收塔漿液仍舊經(jīng)常溢流，應(yīng)先將塔內(nèi)漿液倒入事故漿液箱做保養(yǎng)，待漿液品質(zhì)好轉(zhuǎn)后再逐漸倒回吸收塔。