吸收塔泄漏原因分析及處理措施

馮虎林

（河南省新鄉(xiāng)市新鄉(xiāng)中新化工有限責(zé)任公司，河南新鄉(xiāng) 453800）

目前中新化工有限責(zé)任公司動(dòng)力島有4臺(tái)高壓循環(huán)流化床鍋爐，型號(hào)為UG-150/9.8-M5無錫華光鍋爐，煙氣SO2處理采取爐內(nèi)鈣法脫硫和濕式氨法脫硫相結(jié)合的方式。吸收塔直徑為10.76m，高度為45.2m，塔內(nèi)采用玻璃鱗片防腐。吸收塔自下而上可分為五個(gè)功能區(qū)：1）濃縮區(qū)：該區(qū)為脫硫塔漿池區(qū)，主要功能是將漿液中的水分蒸發(fā)，濃縮漿液的作用，并且可以用于硫酸銨的結(jié)晶和亞硫酸銨的氧化，此區(qū)設(shè)置兩臺(tái)濃縮循環(huán)泵，一臺(tái)脈沖攪拌泵用于塔底漿液池的脈沖懸浮攪拌；2）吸收區(qū)：該區(qū)包括三層吸收噴淋層，其主要功能用于吸收煙氣中的酸性污染物及飛灰等物質(zhì)，循環(huán)漿液由噴淋層下方的積液盤收集，再自流至塔外的吸收循環(huán)槽內(nèi)；3）水洗區(qū)：該區(qū)包括兩級(jí)水洗，主要目的是為了降低氨逃逸及氣溶膠現(xiàn)象的出現(xiàn)，每級(jí)水洗噴淋層下方均有積液盤，將水洗水收集至塔外的水洗水槽里。集液盤上方設(shè)置了填料，加強(qiáng)對(duì)氣溶膠的捕捉。4）除霧區(qū)，設(shè)置三級(jí)屋脊式除霧器和一級(jí)除沫器，用于分離煙氣中夾帶的霧滴，將煙氣顆粒物控制在10mg/Nm3以內(nèi)，降低對(duì)下游設(shè)備的腐蝕，節(jié)約用水；減少結(jié)垢，降低吸收劑的消耗。

自2019年4月以來，吸收塔12m濃縮噴淋層筒壁陸續(xù)出現(xiàn)不規(guī)則點(diǎn)狀泄漏，同時(shí)發(fā)現(xiàn)濃縮噴淋泵入口過濾器內(nèi)有大量玻璃鱗片碎片等異常情況，根據(jù)工藝運(yùn)行特點(diǎn)及濕式氨法脫硫設(shè)備結(jié)構(gòu)，對(duì)吸收塔泄漏的原因及處理措施進(jìn)行分析。

1 分析原因

1.1 塔內(nèi)壁防腐層脫落，脫硫漿液腐蝕碳鋼塔體

吸收塔塔內(nèi)襯附著不牢固為主要原因。本吸收塔采用碳鋼+玻璃鱗片防腐設(shè)計(jì)，金屬和鱗片的結(jié)合面先做噴砂處理，鱗片內(nèi)襯包括基底涂層、增強(qiáng)層、耐磨涂層和外涂層。如在防腐施工時(shí)，出現(xiàn)筒壁基體噴砂除銹不徹底，以及玻璃鱗片刮涂未按施工工藝進(jìn)行施工，固化時(shí)間短，將導(dǎo)致防腐材料與金屬面黏結(jié)不良。在運(yùn)行過程中，一旦玻璃鱗片防腐層出現(xiàn)膨脹開裂或被漿液沖刷掉，吸收塔塔壁金屬基體就會(huì)與漿液直接接觸，產(chǎn)生嚴(yán)重的化學(xué)腐蝕，使破損部位的塔壁被快速腐蝕，最終導(dǎo)致塔壁變薄穿孔，造成吸收塔漿液泄漏。

1.2 濃縮噴淋層噴嘴角度安裝偏差，噴淋漿液沖刷塔壁

吸收塔本次泄漏的位置處于濃縮噴淋層，2019年4月底在塔西側(cè)出現(xiàn)第一個(gè)漏點(diǎn)，5月在塔的四周頻繁出現(xiàn)新漏點(diǎn)，漏點(diǎn)數(shù)量不斷增加，6月以來，漏點(diǎn)發(fā)展速度放緩，主要集中在已泄漏區(qū)域貼補(bǔ)鋼板的焊縫處。由此看出，該區(qū)域防腐層長時(shí)間受噴淋漿液沖刷，出現(xiàn)機(jī)械磨損，噴嘴角度偏差引起防腐層破損程度不同，導(dǎo)致吸收塔先后出現(xiàn)局部泄漏情況。

1.3 濃縮噴淋層玻璃鋼管線泄漏，漿液沖刷塔壁

因吸收塔噴淋層玻璃鋼管質(zhì)量有缺陷，未添加防磨劑SiC，導(dǎo)致管道耐磨性達(dá)不到要求，隨著運(yùn)行時(shí)間的增加，濃縮噴淋管磨破泄漏，漿液沖刷塔壁，造成吸收塔玻璃鱗片防腐層損壞，筒壁金屬基體直接接觸漿液產(chǎn)生嚴(yán)重化學(xué)腐蝕 泄漏。

1.4 煙氣含塵量偏高

取樣發(fā)現(xiàn)漿液顏色偏黑灰色，沉淀物中含塵量在8%以上，說明煙氣中含塵量較大，不僅不利于硫酸銨出料，含塵漿液還加劇了對(duì)吸收塔玻璃鋼噴淋管及塔壁的沖刷。高度懷疑除塵器濾袋存在漏灰情況，經(jīng)對(duì)每臺(tái)除塵器出口煙氣粉塵檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)1#、3#鍋爐除塵器濾袋有漏灰現(xiàn)象，1#除塵器出口含塵量為72mg/m3，3#除塵器出口含塵量為240mg/m3，均超過正常運(yùn)行指標(biāo)。

1.5 脫硫漿液密度偏高，結(jié)晶顆粒析出較多

（1）氨法脫硫技術(shù)以水溶液中的 NH3和SO2反應(yīng)為基礎(chǔ)，在多功能煙氣脫硫塔的吸收段，液氨與水將鍋爐煙氣中的 SO2吸收，得到脫硫中間產(chǎn)品亞硫酸銨或亞硫酸氫銨的水溶液。主要化學(xué)反應(yīng)式：

上述反應(yīng)式表明，在脫硫塔內(nèi)煙氣中的 SO2被吸收，生成亞硫酸氫銨或亞硫酸銨；生產(chǎn)過程中（1）式最先進(jìn)行，（2）、（3）式是正常生產(chǎn)情況的反應(yīng)。為有利于吸收反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行，需在吸收液中注入氨使吸收液再生。再生反應(yīng)式：

加氨同時(shí)還發(fā)生下列反應(yīng)：

當(dāng)部分吸收液流經(jīng)氧化循環(huán)槽時(shí)，鼓入氧化空氣使亞硫酸銨氧化成硫酸銨：

（2）吸收塔漿液密度較高，硫酸銨在塔內(nèi)結(jié)晶嚴(yán)重，使?jié){液中固體顆粒增加，加劇噴淋管和筒壁的沖刷磨損，加快碳鋼塔壁腐蝕，吸收塔漏點(diǎn)發(fā)展加速。

2 處理措施

2.1 計(jì)劃做好吸收塔塔壁厚度監(jiān)測(cè)及堵漏作業(yè)

及時(shí)做好吸收塔噴淋層區(qū)域塔壁測(cè)厚工作。定期對(duì)泄漏區(qū)域塔壁定點(diǎn)測(cè)厚，將數(shù)據(jù)制表做趨勢(shì)變化圖，對(duì)腐蝕發(fā)展情況進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，制訂風(fēng)險(xiǎn)管控措施，確保吸收塔能夠安全運(yùn)行。同時(shí)加強(qiáng)吸收塔巡檢力度，對(duì)新出現(xiàn)漏點(diǎn)及時(shí)檢修消漏，對(duì)塔壁減薄區(qū)域提前焊接不銹鋼板，防止漏點(diǎn)出現(xiàn)。

2.2 漏灰濾袋除塵器濾室暫時(shí)切出和倒?fàn)t更換濾袋

（1）暫時(shí)關(guān)閉1#除塵器、2#濾室提升閥，隨后檢測(cè)1#除塵器出口煙氣粉塵含量為8.3mg/m3，煙氣粉塵含量顯著降低，待機(jī)會(huì)停爐后對(duì)泄漏濾袋進(jìn)行更換。

（2）3#除塵器為過濾精度10mg/m3高硅氧覆膜濾袋，該濾袋不耐磨損，氣流沖刷晃動(dòng)導(dǎo)致覆膜磨損，容易漏灰。經(jīng)倒?fàn)t后停3#除塵器，全部更換為PPS、PTFE混紡覆膜濾袋。

2.3 優(yōu)化工藝，加大脫硫漿液置換

對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，在不影響濃縮噴淋情況下，減小濃縮噴淋量減輕筒壁的沖刷，但需確保濃縮區(qū)煙氣溫度不得超過60℃，避免煙氣超溫?fù)p壞設(shè)備。同時(shí)加大吸收塔漿液置換，通過沉淀池灰分沉淀，減少漿液含灰量以減輕對(duì)吸收塔玻璃鋼噴淋管及塔壁的沖刷。

2.4 提高硫酸銨出料，降低塔內(nèi)漿液密度

提高硫酸銨出料，確保吸收塔內(nèi)漿液密度始終低于1.25kg/m3。若因設(shè)備故障或其他原因?qū)е虏荒芗皶r(shí)出料造成的吸收塔密度升高，應(yīng)將吸收塔漿液打至老脫硫塔一部分，并向吸收塔內(nèi)補(bǔ)充新鮮工藝水，降低吸收塔內(nèi)漿液密度。盡量降低硫酸銨在塔內(nèi)結(jié)晶，減少濃縮噴淋漿液含固量，減輕對(duì)管線及塔壁的沖刷。

2.5 超低排放裝置計(jì)劃檢修

（1）為徹底解決吸收塔泄漏問題，本公司于2020年元旦全系統(tǒng)停車，對(duì)超低排放裝置進(jìn)行檢修。經(jīng)塔內(nèi)檢查發(fā)現(xiàn)主要問題有：①塔底積料較多，清料時(shí)發(fā)現(xiàn)脈沖懸浮攪拌母管崩斷一段，多數(shù)噴嘴堵塞嚴(yán)重，導(dǎo)致脈沖攪拌不均，積料嚴(yán)重。②濃縮區(qū)噴淋層噴頭堵塞約1/2，部分噴嘴噴射漿液直沖塔壁，造成塔壁嚴(yán)重沖刷，呈溝壑狀破損，采取局部更換鋼板方式修復(fù)筒壁，噴淋層玻璃鋼管全部更換耐磨材質(zhì)。③吸收塔入口原煙道事故噴淋區(qū)域防腐破損脫落嚴(yán)重，導(dǎo)致鱗片碎塊堵塞過濾器及噴嘴，采用耐高溫玻璃鱗片施工。④塔外脈沖懸浮攪拌泵入口安裝藍(lán)式過濾器1臺(tái)，減少異物堵塞脈沖懸浮攪拌噴嘴，確保濃縮區(qū)攪拌均勻。

（2）吸收循環(huán)槽及一、二級(jí)水洗槽檢修，清理內(nèi)部大量積料及異物，保證水洗噴嘴及吸收層噴嘴的可靠運(yùn)行。

3 結(jié)語

吸收塔是煙氣氨法脫硫裝置的核心設(shè)備，其內(nèi)襯玻璃鱗片防腐因受運(yùn)行環(huán)境、以及施工條件和質(zhì)量的影響，運(yùn)行一段時(shí)間會(huì)出現(xiàn)各種防腐層損壞情況。因吸收塔內(nèi)防腐層面積大，運(yùn)行情況復(fù)雜，加大了檢查難度。為此，要在每次檢修時(shí)，對(duì)易發(fā)生問題部位的防腐層進(jìn)行詳細(xì)檢查，并采取對(duì)應(yīng)的處理，這樣可以極大減少吸收塔泄漏的風(fēng)險(xiǎn)，提高脫硫裝置運(yùn)行的可靠性，實(shí)現(xiàn)企業(yè)煙氣環(huán)保達(dá)標(biāo)排放。