湿法脱硫系统中吸收塔浆液起泡问题的分析与应对办法

李志

摘 要：针对目前火电机组脱硫系统中普遍存在的吸收塔浆液起泡现象，分别对浆液起泡机理和各个影响因素进行分析，进而提出对于湿法脱硫系统中吸收塔浆液起泡溢流问题的应对办法。

关键词：烟气；湿法脱硫；吸收塔；浆液起泡

在石灰石-石膏湿法脱硫系统运行过程中，由于工艺水质、入炉煤煤质、锅炉燃烧状况、粉煤灰及石灰石粉成分等因素的影响，常常会出现吸收塔浆液顶部形成大量粘性泡沫，液位正常但会从吸收塔溢流管道或吸收塔排水地坑溢流现象。当浆液溢流严重时，如果脱硫控制系统未及时监测到并采取有效措施，吸收塔液位就无法维持在设计水平，会带来脱硫效率、石膏品质等方面的问题，甚至对整个FGD装置的安全运行产生巨大威胁。本文将就吸收塔起泡溢流的原因及解决办法进行了分析及探讨。

1 吸收塔浆液起泡的原因

气泡是气体分散在液体中所形成的一种热力学不稳定体系。在重力的作用下，可以自动逸出。而溶液起泡原因可能是混入能降低其表面张力的物质、内部发生反应产生气体或者因为搅拌、扰动等原因使之混入气体。而我们结合湿法脱硫中出现的具体情况，在分析吸收塔浆液起泡的主要影响因素时应着重于浆液所产生气泡的稳定性研究。

泡沫的稳定性主要受其表面张力，黏度，液膜弹性，表面电荷和杂质分子结构影响。其中起关键作用的是表面张力和黏度两个指标。本文将在气、液、固三方面分析脱硫吸收塔系统的各类物质对气泡稳定性的影响。

1.1 气态影响因素

浆液品质的气态影响因素主要是锅炉烟气和氧化风两方面，他们都是对吸收塔浆液所产生泡沫的重要影响因素。

1）锅炉烟气。锅炉在运行过程中投油、燃烧不充分情况时，会有部分含未燃尽碳颗粒或焦油等随烟气进入吸收塔内。随着吸收塔浆液有机物含量的不断增加，引起皂化反应，使浆液的表面形成油膜。而如果锅炉后部除尘器运行不好，使得大量含有惰性物质的杂质进入浆液中，使浆液中重金属含量增加，这些重金属离子增加了浆液的表面张力，并在循环泵作用下使吸收塔内的浆液产生起泡现象。2）氧化风。氧化风量是根据脱硫设计煤种含硫量将HSO3-充分氧化成为SO42-所需要的空气量增加一定余量的情况下确定的。当使用的煤种含硫量高于设计煤种含硫量时，氧化风量不足以将HSO3-充分氧化成为SO42-，亚硫酸盐的含量就会超标，使浆液品质恶化，加剧起泡的现象。相反的，当使用的煤种含硫量大大低于设计煤种含硫量时，则会有大量多余空气形成气泡从氧化区上升到浆液表面，造成浆液虚假液位，甚至导致吸收塔溢流。

1.2 液态影响因素

浆液品质的气态影响因素主要是脱硫系统补充水和脱硫废水两方面，这是影响吸收塔浆液品质的最直接的因素。

1）脱硫系统的补充水。如果脱硫系统的补充水水质达不到设计要求，尤其是一些使用水库水的电厂，如果工艺水中COD、BOD等含量超标，则会对吸收塔浆液品质恶化，而一些使用循环冷却水作为补充水的电厂，循环冷却水中所用的杀菌剂也起到表面活性剂的作用，使浆液的表面张力降低，使得浆液更易起泡，并且泡沫状态稳定，不易消除。

2）脱硫废水。脱硫废水系统是维持浆液品质的重要保障，假如废水系统不能正常投运，使得重金属、Cl、有机物、悬浮物及其他各种杂质大量富集，则会使浆液品质逐步恶化，加剧浆液的起泡现象。

1.3 固态影响因素

浆液品质的固態影响因素主要是脱硫系统中的石灰石方面。石灰石遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸会发生泡沸，高温条件下分解为CaO和CO2。石灰石中含有MgO，假如MgO含量超标不仅会影响脱硫效率，还会与浆液中SO42-反应产生大量气泡。并且增加浆液中的溶解盐含量，使形成的泡沫更加稳定。

有些电厂是使用湿式球磨机制备石灰石溶液，这其中的钢球磨损也会有部分金属颗粒与石灰石中本身含有的微量金属元素（如Cd、Ni等）一同进入吸收塔浆液系统，使浆液中重金属元素富集，增加浆液表面张力，形成大量泡沫。

2 浆液起泡的应对措施

1）在锅炉点火前，吸收塔在能满足浆液循环泵启动条件的前提下，尽量保持在较低液位。首台磨煤机投运后，除尘器应至少投运一个电场，并监控吸收塔内浆液的pH值等指标。运行期间，在主机投油或除尘器装置故障的情况下，及时反馈脱硫运行人员采取必要应对措施。如能在较短的时间内恢复，则可采取浆液循环抛弃或大量出石膏的方式，尽可能保障吸收塔内浆液品质，排出有害物质。

2）应根据物料平衡计算和校验氧化空气用量，适合的氧化风量可以尽可能避免浆液起泡现象。

3）控制浆液和废水的品质，加强吸收塔浆液、石灰石粉、石灰石浆液、废水和石膏的化学分析工作，控制进厂石灰石中MgO含量。有效监控脱硫系统的运行状况，发现浆液品质变化应采取必要的措施应对。可按照规程加大排放脱硫废水，降低吸收塔浆液中重金属、Cl-、有机物、悬浮物及其他各种杂质含量，避免因杂质积累导致的吸收塔浆液“中毒”，造成起泡溢流的现象。

4）定期加入消泡剂。从吸收塔地坑中加入脱硫专用消泡剂。在选择消泡剂时，可先将部分溢流浆液取出后做对比试验，从而选出有针对性的产品。在观察到吸收塔出现起泡溢流现象的初期，消泡剂的加入量应较大，在连续加入一段时间后，泡沫逐渐稳定下来，可逐步减少加入量，直至达到相对稳定的状态。应该注意到的是，加入消泡剂只是暂缓浆液起泡现象，并不能从根本解决起泡问题，在停止使用消泡剂后，起泡溢流现象可能会再次出现。同时，加入的消泡剂的剂量也应严格控制，否则会使浆液起泡现象加剧。

3 结束语

随着脱硫系统运行时间逐渐增加，设备老化，可靠性降低，问题也逐步出现，加之日益严格的排放标准和监控手段，使得脱硫系统的运行压力倍增，这也使我们应更加注意对于脱硫系统各个设备的维护和排查。吸收塔浆液起泡问题直接危害到整个系统的安全运行，电厂应引起足够重视，采取及时和必要的措施来确保系统安全、稳定和高效的运行。

参考文献：

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