濕法脫硫吸收塔漿液起泡溢流問(wèn)題淺析

樊彥玲 鄭鵬輝 譚光之 祝文 陳勇(西安西礦環(huán)?？萍加邢薰?陜西 西安 710075)

濕法脫硫吸收塔漿液起泡溢流問(wèn)題淺析

樊彥玲 鄭鵬輝 譚光之 祝文 陳勇(西安西礦環(huán)?？萍加邢薰?陜西 西安 710075)

脫硫塔漿液池漿液溢流嚴(yán)重危及整個(gè)濕法脫硫系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，在石灰石-石膏濕法系統(tǒng)的調(diào)試及運(yùn)行過(guò)程中比較常見(jiàn)。本文通過(guò)分析漿液起泡溢流成因，介紹其危害，提出了預(yù)防和處理措施。

漿液溢流；漿液起泡；濕法脫硫

1 設(shè)備概述

天津某公司4*410t/h煙氣脫硫設(shè)備采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，在設(shè)備安裝完畢進(jìn)行調(diào)試過(guò)程中，漿液池漿液頻繁發(fā)生起泡溢流，嚴(yán)重危及整個(gè)脫硫系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。本文深入系統(tǒng)地分析了漿液起泡的原因、研究并采用了相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，有效地抑制了漿液起泡溢流現(xiàn)象。

2 漿液起泡溢流成因分析

脫硫煙氣中含有不溶性氣體，在煙氣與漿液充分接觸的過(guò)程中，這些不溶性氣體被漿液包圍，煙氣和漿液形成的氣-液界面，在巨大的表面張力作用下形成球狀氣泡；大量氣泡在氣-液密度差的作用下迅速上升到漿液池表面，形成一層泡沫。如果這種泡沫越多，表面張力就越大，表面張力增加，勢(shì)必導(dǎo)致氣泡不易破碎，進(jìn)而引起漿液池表面泡沫層增厚，出現(xiàn)嚴(yán)重的虛假液位，從而導(dǎo)致漿液溢流現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)深入系統(tǒng)地分析研究，總結(jié)出造成漿液起泡的原因主要有以下幾點(diǎn)：

2.1 漿液中有機(jī)物含量增加

鍋爐燃燒不充分，飛灰中含有碳顆?；蛘呓褂偷任慈急M顆粒物。煙氣帶著含有大量碳顆粒或者焦油等未燃盡顆粒物的飛灰進(jìn)入吸收塔中，將會(huì)引起吸收塔漿液中的有機(jī)物含量增加，繼而發(fā)生皂化反應(yīng)，導(dǎo)致產(chǎn)生一種油膜。在通過(guò)氧化風(fēng)機(jī)給吸收塔底部的漿液池中鼓入高壓空氣的過(guò)程中，油膜收到高壓沖擊，進(jìn)而引起漿液起泡溢流。

2.2 氧化鎂和重金屬含量上升

脫硫塔入口的煙氣中粉塵含量超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)，將導(dǎo)致大量惰性物質(zhì)被帶入，這些惰性物質(zhì)會(huì)引起漿液中的重金屬含量超標(biāo)，引起漿液起泡溢流。

濕法脫硫的吸收劑-石灰石中含有氧化鎂，而氧化鎂在遇到亞硫酸根時(shí)會(huì)產(chǎn)生泡沫，一旦石灰石中氧化鎂含量超標(biāo)，將會(huì)產(chǎn)生大量泡沫。

濕法脫硫的吸收劑-石灰石中也含有少量或者微量的重金屬，這些重金屬被直接帶入脫硫漿液中，勢(shì)必引起將液中重金屬含量超標(biāo)，進(jìn)而導(dǎo)致漿液表面張力增加，形成泡沫層。

2.3 氧化風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)不合理和啟停頻繁

氧化風(fēng)量是根據(jù)設(shè)計(jì)煤種中硫分確定的，即將亞硫酸根氧化為硫酸根所需的空氣量加一定的裕量而確定的。當(dāng)實(shí)際燃煤的硫分高于設(shè)計(jì)值時(shí)，將導(dǎo)致氧化風(fēng)量不足，亞硫酸鹽含量嚴(yán)重超標(biāo)；反之，如果實(shí)際鼓入的氧化風(fēng)量長(zhǎng)時(shí)間過(guò)大，將導(dǎo)致漿液中的氣-液界面面積逐步增大，這也將造成漿液起泡溢流。

此外，氧化風(fēng)機(jī)頻繁啟停，即鼓入漿液池的氧化風(fēng)量突變，會(huì)造成漿液池內(nèi)漿液的擾動(dòng)性突變。漿液池內(nèi)漿液的擾動(dòng)性突變，將會(huì)打破漿液池內(nèi)的氣-液平衡，進(jìn)而引發(fā)起泡溢流問(wèn)題，這種問(wèn)題在氧化風(fēng)機(jī)突然停運(yùn)時(shí)表現(xiàn)地尤為嚴(yán)重。在濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，漿液溫度大體在60度以上，大量的高壓氧化空氣鼓入吸收塔中，會(huì)引起塔內(nèi)氣壓形成微正壓，如果此時(shí)突然停止氧化風(fēng)機(jī)，必然引起虛假液位，從而導(dǎo)致漿液溢流。

2.4 漿液循環(huán)泵啟停頻繁

濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，頻繁啟停漿液循環(huán)泵，漿液池內(nèi)漿液的擾動(dòng)性必然會(huì)發(fā)生突變，進(jìn)而打破漿液的氣-液平衡狀態(tài)，發(fā)生氣泡溢流事件。

2.5 除霧器發(fā)生堵塞

濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，除霧器用于去除吸收塔出口煙氣中的霧滴，但除霧器也兼有消泡的作用。當(dāng)塔內(nèi)漿液起泡后，除霧器沖洗水在一定程度上可以對(duì)泡沫進(jìn)行間斷性的破壞，從而有效控制泡沫層的厚度。因此當(dāng)除霧器發(fā)生堵塞時(shí)，除霧器的消泡功能無(wú)法正常發(fā)揮，將增大漿液溢流的可能性。

2.6 管道設(shè)計(jì)的問(wèn)題

如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，管道本身設(shè)計(jì)的不合理，就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生虹吸現(xiàn)象。虹吸現(xiàn)象，即塔內(nèi)液位一旦高于設(shè)置的高液位，就會(huì)持續(xù)地發(fā)生起泡溢流問(wèn)題。

3 漿液溢流產(chǎn)生的危害

（1）濕法脫硫系統(tǒng)調(diào)試和運(yùn)行過(guò)程中，一旦發(fā)生漿液起泡，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生溢流現(xiàn)象，漿液中的亞硫酸鹽含量必然上升。亞硫酸鹽含量持續(xù)增加，必然導(dǎo)致漿液中毒，加劇起泡溢流，形成惡性循環(huán)。

（2）溢流嚴(yán)重時(shí)，大量漿液從吸收塔溢流管中涌出，漿液池內(nèi)的漿液在短時(shí)間內(nèi)迅速下降，原設(shè)計(jì)的漿液液面水平無(wú)法得到維持，將勢(shì)必降低整個(gè)脫硫系統(tǒng)的脫硫效率。此外，無(wú)法保證脫硫石膏的氧化效果，濕法脫硫系統(tǒng)的副產(chǎn)物-石膏的品質(zhì)將會(huì)惡化。

（3）漿液起泡溢流如果長(zhǎng)時(shí)間得不到遏制，尤其是形成了較厚的泡沫層的話，將會(huì)導(dǎo)致出口煙氣中含有較多殘留漿液，易造成除霧器堵塞和腐蝕，甚至?xí)l(fā)生除霧器垮塌的嚴(yán)重事故。

（4）漿液起泡溢流，大量石膏垢堵塞在吸收塔入口處，煙道阻力增加、煙道堵塞、嚴(yán)重危及整個(gè)系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

（5）此外，發(fā)生嚴(yán)重的漿液起泡溢流問(wèn)題時(shí)，漿液大量漫流在濕法脫硫系統(tǒng)四周，污染整個(gè)廠區(qū)環(huán)境。

4 預(yù)防和處理措施

4.1 控制漿液品質(zhì)

將脫硫劑石灰石粉組分控制在工藝要求范圍內(nèi)，以確保吸收塔補(bǔ)入的石灰石漿液品質(zhì)合格，同時(shí)，加大石膏漿液的排出量，降低排出漿液的密度，并且保證新鮮漿液的及時(shí)補(bǔ)給；有效監(jiān)控漿液品質(zhì)并在線分析，一旦有惡化趨勢(shì)及時(shí)處理，以減低漿液起泡溢流的概率。

4.2 制定氧化風(fēng)機(jī)啟停規(guī)范

在吸收塔高液位時(shí)，啟停氧化風(fēng)機(jī)首先要考慮控制住吸收塔漿液池的液位。實(shí)時(shí)分析副產(chǎn)物石膏的成分，分析是否鼓入了過(guò)量的氧化空氣，避免長(zhǎng)時(shí)間的鼓入過(guò)量氧化空氣而導(dǎo)致漿液起泡溢流問(wèn)題產(chǎn)生。同時(shí)也可以避免漿液池內(nèi)氣-液平衡被瞬間打破繼而發(fā)生起泡溢流問(wèn)題。

4.3 規(guī)定漿液循環(huán)泵啟停制度

在濕法脫硫系統(tǒng)調(diào)試和運(yùn)行過(guò)程中，制定嚴(yán)格的循環(huán)泵啟停制度，避免漿液起泡溢流。

4.4 加強(qiáng)除霧器沖洗

加強(qiáng)對(duì)吸收塔頂部除霧器的有效沖洗，實(shí)時(shí)監(jiān)控除霧器的堵塞結(jié)垢情況，一旦發(fā)生堵塞結(jié)垢，及時(shí)進(jìn)行沖洗。

4.5 溢流管設(shè)計(jì)

建議采用溢流管“U”型設(shè)計(jì)，在溢流點(diǎn)最高處設(shè)置透氣口，在溢流管路設(shè)置上沖洗水接口，同時(shí)加裝操作平臺(tái)，方便透氣口堵塞及時(shí)處理來(lái)破壞虹吸現(xiàn)象。

4.6 其他

除以上措施外，還有以下幾點(diǎn)可以考慮：①重新校驗(yàn)液位計(jì)，也可以考慮選擇其他形式的液位計(jì)，避免顯示錯(cuò)誤；②嚴(yán)禁在高硫分或者高負(fù)荷情況下，任意開(kāi)啟增加風(fēng)機(jī)，確保漿液的品質(zhì)得到保證；③及時(shí)檢查溢流管情況，有效預(yù)防溢流現(xiàn)象；④保證吸收塔集水坑泵和液位計(jì)可靠運(yùn)行；⑤如果在漿液發(fā)生不同原因中毒的情況下，最佳的解決方法是置換部分漿液；⑥執(zhí)行以上措施后仍無(wú)法抑制漿液起泡溢流，可考慮投加消泡劑。

5 結(jié)語(yǔ)

漿液起泡溢流是石灰石-石膏濕法脫硫系統(tǒng)常見(jiàn)的問(wèn)題之一，不僅會(huì)污染現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，而且會(huì)對(duì)吸收塔前后的設(shè)備造成重大腐蝕，進(jìn)而損傷基礎(chǔ)設(shè)備，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行非常不利。因此，在調(diào)試以及運(yùn)行的過(guò)程中，要實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行情況，一旦發(fā)現(xiàn)起泡，及時(shí)降低液位、減小供漿量、投加專用消泡劑等措施快速有效地抑制。

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