脫硫吸收塔起泡的原因及消泡劑在珠海電廠的應(yīng)用

鄭韶瑞

摘 要：近年來，隨著火電行業(yè)的迅猛發(fā)展以及我國環(huán)境保護制度的逐漸健全規(guī)范，煙氣脫硫系統(tǒng)能否正常投入，穩(wěn)定運行已成為火電企業(yè)非常關(guān)注的問題。在現(xiàn)有各種脫硫方法中，石灰石-石膏法因為技術(shù)成熟，脫硫效率高等顯著優(yōu)點而被廣泛采用。

關(guān)鍵詞：脫硫;吸收塔;消泡劑

0.概述

珠海發(fā)電廠1、2號脫硫系統(tǒng)采用石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝，1爐1塔，共配套2個吸收塔，在設(shè)計煤種及校核煤種、鍋爐最大工況（BMCR）下，處理1、2號機組100%煙氣量條件下脫硫裝置脫硫率保證值大于95%。來自鍋爐引風機出口的煙氣，通過煙氣-煙氣換熱裝置（GGH）后進入吸收塔進行脫硫處理。在GGH中，原煙氣（未經(jīng)處理）與來自吸收塔的潔凈煙氣進行熱交換后被降溫，降溫后的原煙氣進入吸收塔與噴淋的吸收劑漿液接觸反應(yīng)除去SO2。脫硫后的飽和煙氣（50℃）經(jīng)除霧器進入GGH的升溫側(cè)被加熱至80℃以上，然后經(jīng)過FGD凈煙氣煙道進入煙囪排入大氣。

1.吸收塔起泡的原因

氣泡是氣體分散在液體或者固體中所行成的體系，氣體是分散相，液體或固體是分散介質(zhì)，也是連續(xù)相。大量氣泡聚集在一起，形成彼此之間以液膜隔離的聚集狀態(tài)，稱之為泡沫。

在FGD吸收塔中，形成氣泡的氣體主要為煙氣、氧化空氣、脫硫反應(yīng)生成的二氧化碳氣體等。假如漿液的表面張力較小，或是存在其他使泡沫穩(wěn)定的因素，上升到漿液表面的氣泡就不易破裂，會相互聚集并在漿液表面形成泡沫或泡沫層，有的泡沫層可高達2m以上。

FGD吸收塔中，使泡沫穩(wěn)定的因素有：①吸收塔石膏漿液的黏度過大，一旦形成泡沫，由于液膜不易被破壞，泡沫也比較穩(wěn)定。②煙氣中含有大量成分復(fù)雜的氣體化合物及經(jīng)ESP未能去除的粉塵、微粒等雜質(zhì)，這些物質(zhì)中可能會含有類似于表面活性劑的物質(zhì)，具有明顯降低漿液表面張力的屬性，表面張力越低的漿液，越容易起泡，且泡沫穩(wěn)定，不易消失。③脫硫用工藝水、石灰石漿液中可能帶有易起泡的物質(zhì)。④運行中pH值過低、漿液酸性過大以及攪拌作用、溫度等，也對泡沫的形成有一定的促進。

吸收塔起泡是上述各種因素的綜合作用，一些吸收塔溢流泡沫不僅數(shù)量多，且能穩(wěn)定存在長達幾天的時間而不破裂。

吸收塔起泡的根本原因一直沒有定論，但由實際情況來看主要與吸收塔內(nèi)漿液幾種成分有關(guān)：吸收塔內(nèi)含Mg元素（主要來自石灰石中的MgO）、雜質(zhì)（主要來自煙氣粉塵、石灰石）和油份（主要來自鍋爐的燃油）。當上述物質(zhì)在吸收塔內(nèi)富集到一定程度時，在循環(huán)漿液泵作用下吸收塔內(nèi)液面容易產(chǎn)生泡沫。

2.吸收塔起泡的影響

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的問題之一。由于吸收塔液位采用裝在吸收塔底部的壓差式液位計測量，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)真實液位——由于氣泡、或泡沫引起的“虛假液位”遠高于顯示液位，再加上底部漿液擾動泵脈沖擾動或攪拌器攪拌、氧化空氣鼓入、漿液噴淋等因素的綜合影響而引起液位波動，從而導(dǎo)致吸收塔間歇性溢流。因此當吸收塔漿液起泡嚴重時，如果DCS上無法及時監(jiān)測并采取有效措施就會導(dǎo)致溢流發(fā)生。此外，吸收塔起泡還會影響亞硫酸鈣的氧化效果，導(dǎo)致脫硫率的下降，且影響石膏脫水效果，造成產(chǎn)生的石膏品質(zhì)差。

吸收塔起泡后會出現(xiàn)如下現(xiàn)象：1）吸收塔液位突然大幅度上升;2）吸收塔的密度突然大幅度降低;3）吸收塔上層攪拌器電流偏低;4）氧化風機電流偏低;5）真空脫水皮帶機下料處（頭部）的漿液帶黑泡;6）嚴重時吸收塔溢流管流出帶濃黑泡沫的漿液。

3.吸收塔起泡的處理

吸收塔起泡時應(yīng)及早發(fā)現(xiàn)及早處理，一般的應(yīng)急方法有：1）加消泡劑是最有效的處理方式之一。根據(jù)起泡程度加入適量的消泡劑，常用的方法是將消泡劑倒入吸收塔地坑，再由地坑泵打入吸收塔中。2）加大除霧器的沖洗。沖洗水從除霧器高處灑落，具有沖刷力，能消除液面的部分泡沫，減輕了吸收塔起泡的程度。3）在FGD煙氣量硫分較少、脫硫率較高時可暫時停運一臺（最好是上層的）循環(huán)漿液泵。

除此之外，可通過合理運行方式來避免起泡的發(fā)生，比如：定期進行液位計校驗，加強巡視工作，重視溢流管透氣口檢查并保持其暢通;在脫硫率滿足的前提下，減少上層漿液循環(huán)泵的運行;控制好吸收塔PH值、液位和漿液密度在合理范圍;運行中維持ESP的高效運行、做好鍋爐的燃燒調(diào)整、加大廢水排放量等，在一定程度上可改善起泡狀況。

4.消泡劑的消泡原理

消泡劑是指具有化學和界面化學消泡作用的藥劑。作為消泡劑，有低碳醇、礦物油、有機極性化合物及硅樹脂等。消泡劑的作用是通過進入泡沫的雙分子定向膜，破壞其力學平衡，從而達到消泡的目的。消泡劑“抑泡”、“破泡”過程是：當體系加入消泡劑后，其分子雜亂無章地廣布于液體表面，抑制形成彈性膜，即終止泡沫的產(chǎn)生。當體系大量產(chǎn)生泡沫后，加入消泡劑，其分子立即散布于泡沫表面，快速鋪展，形成很薄的雙膜層，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(chǎn)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，使其膜壁迅速變薄，泡沫同時又受到周圍表面張力大的膜層強力牽引，這樣，致使泡沫周圍應(yīng)力失衡，從而導(dǎo)致其“破泡”。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，如此重復(fù)，直至所有泡沫全部覆滅。

5.消泡劑在我廠的使用

我廠不定期向吸收塔區(qū)地坑加入脫硫?qū)Ｓ孟輨ǔＪ俏账何?、密度、上層攪拌器電流等參?shù)出現(xiàn)異常時加入消泡劑。以下是加消泡劑前后吸收塔密度、液位、上層攪拌器電流的變化曲線，由此可見加入消泡劑可以解決吸收塔起泡帶來的影響。

6.總結(jié)

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，這治標不治本。根本的方法是消除起泡的根源：1）更換品質(zhì)好的石灰石，減少吸收塔漿液中雜質(zhì)如Mg元素等的含量。2）改善電除塵的運行工況，減少吸收塔漿液內(nèi)的灰塵含量。3）加大脫硫廢水的排放，減少雜質(zhì)在吸收塔內(nèi)的富集。另外，在處理吸收塔起泡過程中應(yīng)注意吸收塔溢流，如果溢流管上的透氣口堵塞，將引發(fā)虹吸現(xiàn)象，造成大量漿液源源不絕地外溢，吸收塔液位將不斷降低，會引起很嚴重的后果，此時應(yīng)盡早疏通透氣口，破壞虹吸作用。

參考文獻

[1] 郭元立.脫硫系統(tǒng)培訓教材〔M〕.珠海電廠運行部，2005

[2] 曾庭華.濕法煙氣脫硫系統(tǒng)的調(diào)試、試驗及運行〔M〕.中國電力出版社，2008年：808-812