吸收塔浆液起泡原因分析及消泡剂的选择

邹向群

(武汉凯迪电力环保有限公司，湖北武汉 430223)

吸收塔浆液起泡原因分析及消泡剂的选择

邹向群

(武汉凯迪电力环保有限公司，湖北武汉 430223)

针对在多个湿法脱硫项目中出现的吸收塔浆液起泡现象，分析了引起塔内浆液起泡的原因，提出了相应的处理措施，探讨脱硫吸收塔浆液起泡专用消泡剂的作用原理及选择原则。

吸收塔;起泡;消泡剂;选择

1 吸收塔浆液起泡现象

在湿法烟气脱硫系统的运行过程中，吸收塔内的浆液发生起泡已经成为一种较普遍的现象，主要表现在吸收塔的液位控制在正常值时，塔内的浆液却通过溢流管流了出来，溢流出的浆液主要为灰黑色的泡沬。吸收塔浆液起泡现象对FGD装置的稳定运行带来很多不利的影响:吸收塔液位无法维持在正常的水平;漫溢的泡沫污染吸收塔周围的环境，同时还造成浆液的浪费;大量泡沫被烟气携带到GGH，引起GGH积灰堵塞;影响浆液的氧化反应效果，从而影响石膏的品质等。

2 吸收塔浆液起泡原因分析

湿法脱硫吸收塔浆液起泡的主要原因为:烟尘含量过高，部分电厂烟气经过电除尘器处理后烟尘含量仍然过高，过多的烟尘被浆液吸收后，无法及时有效地进行排放及置换，导致浆液品质变差;过小的烟尘颗粒在吸收塔内聚集，一般情况下，电厂烟尘颗粒的粒径小于10μm，与吸收塔内的浆液相比，烟尘的密度及粒径比浆液中的石膏均要小，因而过小的烟尘颗粒容易聚集在吸收塔的表面并引起起泡现象;颗粒较细的化合物如石灰石吸收剂、设备腐蚀产物(铁锈等)、各类反应生成物等在吸收塔浆液表面聚集;油类物质被带入至吸收塔内，发生皂化反应，并在吸收塔浆液表面形成泡沫;工艺水水质欠佳，较多的悬浮物被带进了吸收塔。此外，吸收塔负荷波动较大使得气液接触过快或浆液搅动过分剧烈时，也容易引起吸收塔发生起泡现象［1］。

3 吸收塔浆液起泡处理措施

吸收塔起泡的处理措施包括:加强对石灰石品质和工艺水水质等的化验分析工作，对不合格项目要及时采取严格的控制措施;加强对吸收塔浆液和石膏品质的化验分析工作，了解吸收塔的运行工况，发现浆液品质有恶化趋势时，立即着手进行处理;当主机投油助燃或入口烟尘含量过高时，应及时调整脱硫系统的运行方式(如降低负荷或暂时打开旁路烟气挡板);当吸收塔浆液发生起泡现象后，会形成虚假液位，此时应注意对吸收塔液位显示值的校准工作，以便正确地控制吸收塔的反应液位;加强石膏的排出，加大废水系统的处理量，加快石灰石浆液的补入量。如果吸收塔浆液品质实在太差，则应对浆液进行彻底的置换;向吸收塔排水坑中投加适量的脱硫专用消泡剂，通过吸收塔排水坑泵加入到吸收塔中，以达到消除及抑制泡沫的目的。

4 消泡剂的作用原理

4.1 泡沬的形成过程

当溶液中含有表面活性物质时，随着溶液中气泡的产生，在气泡表面吸附着定向排列的一层表面活性剂分子。在其达到一定浓度时，气泡的界面就形成了一层弹性膜，其稳定性很强，常态下不易破裂。如果产生了过多的此类气泡即形成泡沬。泡沫的稳定性与表面粘性、电斥性、表面膜的移动、温度、蒸发等因素有关，它一旦形成，就处于液膜的不断下流、蒸发、破裂的动态过程之中［2］。

4.2 消泡剂的作用原理

当含有泡沬的体系中加入较低浓度的消泡剂后，其分子广布于液体表面，抑制形成弹性膜，即终止泡沫的产生。当溶液体系产生大量的泡沫后，通过加入消泡剂，其分子立即散布于泡沫表面，快速铺展，并通过进一步扩散、渗透，层状入侵，从而取代原泡膜薄壁。由于其表面张力低，便流向产生泡沫的高表面张力的液体，这样低表面张力的消泡剂分子在气液界面间不断扩散、渗透，使其气泡液膜迅速变薄，泡沫同时又受到周围表面张力大的膜层强力牵引，这样就降低了泡沫的稳定性，使之易于被破坏。不溶于体系的消泡剂分子，再重新进入另一个泡沫膜的表面，并引发气泡的破灭。同时挤在一起的泡沫由于临近处泡沫的破裂，引起了不稳定态，提高了连续破泡的效果［2－3］。

5 消泡剂的选择

消泡剂有油型、溶液型、乳液型、固体粉末型及复合型等，性能良好的消泡剂应同时兼顾消泡和抑泡的作用，即不但可以迅速地破坏泡沫，而且能在相当长的时间内防止泡沫生成［4］。脱硫系统中选用消泡剂应具备的性质:耐热性能好、耐氧化性强、耐酸性强;化学性能稳定，不挥发;扩散性、渗透性好;加入后不影响体系基本性质;表面张力小，消泡能力强，用量少;在起泡溶液中溶解性小;生理安全性高，一般应无毒性;价格合理。目前常用的消泡剂有低碳醇、矿物油、聚醚类及有机硅类等，其形态有油型、溶液型、乳液型、泡沫型等。

5.1 矿物油、醇类消泡剂

由矿物油、醇类或脂肪等有机物构成的消泡剂均具有一定的消泡作用，但这些物质的结构特征决定了它们又具有一定的发泡作用，当条件改变时很可能变为发泡剂或失效，目前已较少应用。

5.2 聚醚类消泡剂

一般有机化合物如醚类、烃类、醇类及磷酸酯类，铺展系数较大，因此破泡作用很强，但抑泡作用却很差。以季戊四醇、丙三醇等为起始剂，采用环氧乙烷、环氧丙烷开环聚合而制得的聚醚是优良的水溶性非离子型表面活性剂，具有较好的消泡、抑泡能力。聚醚消泡剂最大的优点是抑泡能力较强，但是它的破泡率较低，一旦产生了大量的泡沫，它不能马上有效地扑灭。

5.3 有机硅(聚硅氧烷)类消泡剂

单纯的有机硅，如二甲基硅油，并没有消泡作用。但将其乳化后，表面张力迅速降低，使用很小量即能达到很强的破泡和抑泡作用，成为一种重要的消泡剂成份。硅油型消泡剂一般具有较高的消泡效能，其使用时的关键在于硅油的乳化。如乳化不完全，会影响其使用效果。硅油本身具有亲油性，因此对油溶性溶液的消泡具有令人满意的效果。有机硅消泡剂具有良好的物理及化学性能，它的破泡能力较强，但抑泡能力较差，耗用量也较大。

5.4 改性有机硅消泡剂

聚醚改性有机硅，是在硅氧烷分子中引入聚醚链段制得的聚醚－硅氧烷共聚物，聚醚改性有机硅消泡剂是将两者的优点有机结合起来的一种新型高效消泡剂。它是选择具有较强抑泡能力的聚醚和疏水性强、破泡迅速的二甲基硅油为主要成分和能使硅油与聚醚有机结合起来的乳化剂、稳定性等成分组成的消泡剂。它具有表面张力低、消泡迅速、抑泡时间长、成本低、用量少、应用面广等特点。对有机硅进行聚醚改性，使之具有二类消泡剂的优点，是一种性能优良，应用广泛的消泡剂［5－6］。

［1］禾志强，田雁冰，沈建军，等.石灰石—石膏法脱硫中浆液起泡研究［J］.电站系统工程，2008，24(4):25－26.

［2］曹琼瑶.泡沫与消泡剂［J］.化工之友，2006，(6):21－22.

［3］葛成灿，王源升，余红伟，等.泡沫及消泡剂的研究进展［J］.材料开发与应用，2010，(6):81－85.

［4］马奉奇，唐瑞增.消泡剂的种类及其在工业上的应用［J］.精细化工信息，1990，(10):5－8.

［5］王芸，吴飞，曹治平.消泡剂的研究现状与展望［J］.化学工程，2008，(9):26－28.

［6］杨爱勇，申智勇，袁立明，等.石灰石—石膏湿法脱硫装置磨损腐蚀问题分析［J］.电力科技与环保，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

邹向群(1967-)，男，湖北黄冈人，硕士，工程师，从事烟气脱硫系统调试工作。E－mail:zouxqun@sina.com