近期火電廠(chǎng)石灰石濕法脫硫反應(yīng)塔內(nèi)起泡沫現(xiàn)象的有效控制

摘 要：眾所周知，近些年，在火電廠(chǎng)所應(yīng)用的石灰石濕法脫硫工藝當(dāng)中，塔內(nèi)起泡沫的現(xiàn)象越來(lái)越普遍，這不僅僅會(huì)直接關(guān)系到濕法脫硫的效率，更會(huì)對(duì)整個(gè)脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行的穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此，如何有效控制住火電廠(chǎng)石灰石濕法脫硫反應(yīng)塔內(nèi)起泡沫現(xiàn)象是當(dāng)前亟待解決的重要任務(wù)之一。本文將就火電廠(chǎng)石灰石濕法脫硫反應(yīng)塔內(nèi)起泡沫現(xiàn)象的有效控制進(jìn)行深入的分析與探究。

關(guān)鍵詞：火電廠(chǎng)；石灰石；濕法脫硫；泡沫；控制分析

伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)當(dāng)前的大氣污染形勢(shì)越發(fā)嚴(yán)峻，已經(jīng)有越來(lái)越多的城市空氣污染程度急劇增加?；痣姀S(chǎng)作為我國(guó)重要的民生基礎(chǔ)設(shè)施，是加劇我國(guó)大氣污染嚴(yán)重程度的主要排放源之一。石灰石濕法脫硫技術(shù)發(fā)展相對(duì)成熟，而且應(yīng)用范圍非常廣泛。但是，在火電廠(chǎng)中，采用石灰石濕法脫硫工藝時(shí)，塔內(nèi)起泡沫的現(xiàn)象總是沒(méi)有辦法徹底消除掉，這些氣泡會(huì)帶來(lái)不同程度的負(fù)面影響，如果大量氣泡長(zhǎng)時(shí)間存在，很容易導(dǎo)致漿液溢出來(lái)，影響安全運(yùn)行。還有，氣泡的出現(xiàn)還容易產(chǎn)生虛假液位，虛假液位的出現(xiàn)很可能會(huì)降低實(shí)際液位，進(jìn)而影響到濕法脫硫工藝的最終應(yīng)用效果。

一、泡沫現(xiàn)象產(chǎn)生的原因分析

泡沫是一種熱力學(xué)性能非常不穩(wěn)定的體系，受重力影響，泡沫自身屬性非常獨(dú)特，其完全可以自動(dòng)溢出?；痣姀S(chǎng)石灰石濕法脫硫反應(yīng)中產(chǎn)生泡沫現(xiàn)象的原因主要包括：

（一）濕法脫硫后的溶液中進(jìn)入了空氣或者自身有氣體存在

石灰石濕法脫硫之后的溶液中是存在著多種類(lèi)的物質(zhì)的，不同物質(zhì)之間只要具備足夠的環(huán)境條件，就很容易產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。而氣體便是趁這個(gè)機(jī)會(huì)進(jìn)入到溶液當(dāng)中的。

諸如，在利用石灰石濕法脫硫的過(guò)程中，會(huì)運(yùn)用到濕法脫硫的相關(guān)裝置，其中吸收劑便會(huì)與二氧化硫氣體之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終導(dǎo)致二氧化碳?xì)怏w的出現(xiàn)。此外，在濕法脫硫時(shí)，為了確保石灰石的氧化結(jié)晶效果，便要在溶液當(dāng)中加入適量的氧化空氣，這便是發(fā)生起泡沫現(xiàn)象的重要原因之一。

（二）有類(lèi)似表面活性劑成分存在

大家可能對(duì)表面活性劑的具體含義并不是很清楚，但是，只要提到起泡劑，便會(huì)立刻辨識(shí)到它的功效。而表面活性劑便于起泡劑類(lèi)似，其也經(jīng)常被直接當(dāng)做起泡劑來(lái)進(jìn)行使用。在石灰石濕法脫硫產(chǎn)生的漿液當(dāng)中便有類(lèi)似表面活性劑的成分存在，這一成分會(huì)降低溶液原本的表面張力，整體系統(tǒng)表面的張力也會(huì)隨之降低，這便為泡沫的產(chǎn)生創(chuàng)造了合適的條件。

（三）攪拌產(chǎn)生泡沫

石灰石濕法脫硫過(guò)程中，必然會(huì)應(yīng)用到各種攪拌機(jī)械，在這些機(jī)械當(dāng)中，會(huì)有旋轉(zhuǎn)器件專(zhuān)門(mén)被用來(lái)攪拌漿液，劇烈的攪拌過(guò)程中，漿液被循環(huán)擾動(dòng)，其也是造成泡沫現(xiàn)象的主要原因。

二、闡述石灰石濕法脫硫反應(yīng)塔內(nèi)起泡沫的影響因素

（一）工藝水

工藝水是由水庫(kù)生水和循環(huán)冷卻水排污水共同組成的。為研究具體的影響因素，特意收集了反應(yīng)塔內(nèi)的泡沫進(jìn)行了科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。最終得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：工藝水中的組成部分之一——循環(huán)冷卻水當(dāng)中含有異噻唑啉酮?dú)⒕鷦?，其與反應(yīng)塔內(nèi)的漿液融合之后便會(huì)產(chǎn)生類(lèi)似于表面活性劑的成分，因此，溶液的表面張力必然會(huì)受到影響。

（二）石灰石

在某時(shí)段機(jī)組燃煤情況穩(wěn)定，但泡沫溢流現(xiàn)象嚴(yán)重的情況下，收集了泡沫進(jìn)行研究（此時(shí)工藝水中不摻雜循環(huán)冷卻水，全部都是水庫(kù)生水），最終發(fā)現(xiàn)石灰石當(dāng)中氧化鎂高度超標(biāo)，其含量竟然高達(dá)5.56%，這已經(jīng)屬于嚴(yán)重超標(biāo)范圍。關(guān)于石灰石各成分比重，如下表所示：

根據(jù)化學(xué)成分的特性分析，與鈣離子相比較，鎂離子的溶解度要更高一些，因此，當(dāng)鎂離子進(jìn)入反應(yīng)塔內(nèi)的漿液之后，會(huì)熔在濾液水當(dāng)中，這就會(huì)導(dǎo)致濾液水當(dāng)中的溶解鹽大大增加，進(jìn)而泡沫的彈性會(huì)增高，穩(wěn)定性也會(huì)隨之增強(qiáng)。

三、如何有效控制電廠(chǎng)石灰石濕法脫硫反應(yīng)塔內(nèi)起泡沫現(xiàn)象

要想有效控制住電廠(chǎng)石灰石濕法脫硫反應(yīng)塔內(nèi)起泡沫現(xiàn)象，就必須要找到最佳的處理方式。目前，關(guān)于控制電廠(chǎng)石灰石濕法脫硫反應(yīng)塔內(nèi)起泡沫現(xiàn)象的處理方式基本上可以歸納成為三種類(lèi)型。

第一，借助相關(guān)先進(jìn)性的系統(tǒng)設(shè)備，或者科學(xué)調(diào)整設(shè)備運(yùn)行方式，將起泡溢流現(xiàn)象控制住。

第二，對(duì)進(jìn)入或者可能會(huì)進(jìn)入到反應(yīng)塔內(nèi)的各種物質(zhì)進(jìn)行有效控制，盡可能避免這些物質(zhì)引起反應(yīng)塔漿液起泡。

第三，根據(jù)實(shí)際情況，適時(shí)適量地添加消除劑，達(dá)到消除泡沫的目的。

這三種方式屬于綜合概括性的處理方式，在這三種方式引導(dǎo)下的具體應(yīng)對(duì)方式是非常多元化的，下面將就其中幾個(gè)效果比較好的具體應(yīng)對(duì)方式進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹：

（1）在上文中，已經(jīng)提高了兩點(diǎn)產(chǎn)生泡沫的原因，無(wú)論是工藝水還是石灰石中的氧化鎂含量過(guò)高，其應(yīng)該都屬于原料層面存在問(wèn)題。通常情況下，針對(duì)這種原因， 會(huì)選擇從反應(yīng)塔排水坑當(dāng)中加入脫硫?qū)Ｓ孟輨┑姆绞絹?lái)消除泡沫。自此需要提醒的一點(diǎn)是，加入消泡劑的時(shí)間以及用量問(wèn)題。一般而言，在反應(yīng)塔剛剛出現(xiàn)起泡溢流的時(shí)候，需要加入比較大量的消泡劑，但是，在連續(xù)加入消泡劑達(dá)到一定量的時(shí)候，也就是在消泡劑加入一段時(shí)間之后，泡沫層就會(huì)變得很薄，此時(shí)，就要注意開(kāi)始適當(dāng)減少消泡劑的使用量，在用量連續(xù)遞減的過(guò)程中，需要時(shí)刻觀(guān)察起泡溢流的情況，直到其達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。

除此之外，如果是因?yàn)槭沂铣霈F(xiàn)得了問(wèn)題，氧化鎂的含量過(guò)高，最高效的方式便不是再加入消泡劑，最好還是選擇直接將石灰石的原料更換掉，不要再繼續(xù)使用石灰石了。

（2）適當(dāng)調(diào)整脫硫廢水的排放量。通常情況下，關(guān)于脫硫廢水的排放量是有一定的限制的，但是，如果起泡溢流的現(xiàn)象比較嚴(yán)重時(shí)，我們則可以考慮加大脫硫廢水的排放量。關(guān)于調(diào)整脫硫廢水排放量的具體措施是，將廢水旋流器的備用旋流子開(kāi)啟，目的是要降低脫硫系統(tǒng)內(nèi)漿液重金屬離子、有機(jī)物、氯離子以及各種懸浮物和雜質(zhì)等等。除此方式之外，如果客觀(guān)條件比較便利，我們還可以選擇直接排放濾液的方式直接將其排掉。

（3）降低反應(yīng)塔的工作液位。反應(yīng)塔的工作液位一般情況下是允許改動(dòng)的，但是如果氧化效果能夠得到有效保證，而且選擇使用消泡劑的效果并不理想的前提下，我們可以選擇通過(guò)適當(dāng)降低反應(yīng)塔的工作液位來(lái)確保反應(yīng)塔發(fā)生起泡溢流的現(xiàn)象。一般，將液位保持在一定程度的低液位情況下進(jìn)行運(yùn)行，則會(huì)起到防止?jié){液進(jìn)入反應(yīng)塔入口段的煙道。但是，需要提醒一點(diǎn)，這種方式并不是常規(guī)性的制止起泡溢流的措施，其屬于備用方案，即在實(shí)在找不到合適方法的時(shí)候選擇使用，因?yàn)檫@種方式存在著一個(gè)非常嚴(yán)重的負(fù)面影響，那就是其很容易引起循環(huán)泵氣蝕現(xiàn)象。

（4）控制好脫硫所使用的工藝水的水質(zhì)。工藝水是濕法脫硫工藝中必不可少的元素，工藝水的水質(zhì)更是會(huì)直接影響到濕法脫硫的效率，因此，要想有效控制住反應(yīng)塔內(nèi)起泡沫的現(xiàn)象，就必須要對(duì)脫硫所使用的工藝水的水質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，根據(jù)實(shí)際需求，全面加強(qiáng)過(guò)濾和預(yù)處理工作，盡可能降低BOD和COD。

（5）科學(xué)置換漿液。要想降低泡沫梁，還有一種有效的方式，那就是置換漿液。關(guān)于此種方式的具體操作程序是：往事故漿液里面大漿液，在事故漿液箱保存，或者將石膏進(jìn)行脫水，確保隨時(shí)都能夠有充足的新鮮漿液補(bǔ)入進(jìn)去，然后再觀(guān)察泡沫的變化，選擇一個(gè)泡沫比較少的情況來(lái)將漿位慢慢提升上來(lái)。

這種方式所產(chǎn)生的效果是非常迅速的，但是，此方式存在著一個(gè)弊端，那就是其能夠維持的時(shí)間比較短，只能是暫時(shí)性地起到效果，如果是起泡物質(zhì)持續(xù)性進(jìn)入系統(tǒng)已經(jīng)到達(dá)很?chē)?yán)重的狀態(tài)時(shí)，最好不要選擇采用這種方式，如果必須采用此方式，就要做好運(yùn)行成本增加的后果。

除此之外，這種方式的應(yīng)用階段最好是在調(diào)試期間，因?yàn)樵谡{(diào)試期間，鍋爐燃燒處于不穩(wěn)定狀態(tài)，引起起泡溢流的物質(zhì)也很多，但是，這些都是短時(shí)間的反應(yīng)，所以，在此階段使用此方式是最合適的。

四、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，以上內(nèi)容是對(duì)火電廠(chǎng)石灰石濕法脫硫反應(yīng)塔內(nèi)發(fā)生起泡沫現(xiàn)象的具體原因分析，并且結(jié)合反應(yīng)塔內(nèi)發(fā)生起泡沫的原因提出了幾點(diǎn)切實(shí)可行的針對(duì)性的解決策略，希望能夠?qū)τ行Э刂剖沂瘽穹摿蚍磻?yīng)塔內(nèi)起泡沫現(xiàn)象有所幫助。

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作者簡(jiǎn)介：趙輝（1979），男，漢族，河北邢臺(tái)人，本科，助理工程師，研究方向：火電廠(chǎng)石灰石濕法脫硫方面。