火力發(fā)電廠脫硫漿液起泡與無機離子的相關(guān)性實驗研究*

吳 曄，包文運，向朝虎，郭行義，高良敏，陳曉晴，王新富，查甫更

(1 大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司特許經(jīng)營分公司，江蘇 南京 211100；2 大唐環(huán)境產(chǎn)業(yè)集團股份有限公司馬鞍山項目部，安徽 當涂 243100；3 安徽理工大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院，安徽 淮南 232001)

濕法煙氣脫硫技術(shù)是現(xiàn)行國際范圍內(nèi)使用最廣泛的脫硫技術(shù)，使用率高達85%，而石灰石-石膏法煙氣脫硫技術(shù)則占使用濕法煙氣脫硫技術(shù)電廠的36.7%[1]。石灰石-石膏法實質(zhì)上是將已經(jīng)破碎研磨完畢的石灰石原料與適量的水混合制成漿液。當煙氣通入石灰石漿液時，煙氣中的SO2會被漿液吸收，并且與漿液中的CaCO3和鼓入的空氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成石膏[2]。石灰石-石膏濕法煙氣脫硫(FGD)的核心裝置為吸收塔[3]，在運行生產(chǎn)中，吸收塔液位計受到循環(huán)泵擾動、煙氣中粉塵濃度超標都可能引起吸收塔漿液起泡[5-6]。大量的氣泡在吸收塔漿液的液面生成和積累不僅會導(dǎo)致漿液溢流，還會影響增壓風(fēng)機的運行[4]。針對火力發(fā)電廠脫硫吸收塔起泡，我國目前仍采用人工監(jiān)控、加消泡劑、運行調(diào)節(jié)等手段阻止起泡現(xiàn)象的發(fā)生。本文以馬鞍山當涂火力發(fā)電廠脫硫塔漿液起泡為研究對象，對馬鞍山火力發(fā)電廠中1#吸收塔、2#吸收塔中的漿液進行了采集，測定漿液中無機組分的含量，分析并探討漿液中無機離子對火力發(fā)電廠脫硫漿液起泡的影響，以尋求解決吸收塔漿液起泡問題的技術(shù)途徑，以確保脫硫系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運行。

1 當涂火力發(fā)電廠基本概況

馬鞍山當涂火力發(fā)電廠一期工程2×660 MW超臨界機組煙氣脫硫工程，采用FGD工藝，按一爐一塔配置。FGD裝置采用噴淋塔作為主設(shè)備，整套系統(tǒng)由8個子系統(tǒng)組成：石灰石卸料系統(tǒng)、漿液制備系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、事故漿液系統(tǒng)、石膏脫水系統(tǒng)、廢水旋流器系統(tǒng)和濾液回收系統(tǒng)。

2016年5月，1#FGD已經(jīng)經(jīng)歷了一次超低排放的改造，若1#FGD入口的煙氣中SO2的濃度不大于2800 mg/Nm3，則1#吸收塔即已達到超低排放的標準；2#FGD也應(yīng)滿足入口煙塵濃度不大于1960 mg/Nm3、出口煙塵濃度不大于30 mg/Nm3、出口SO2濃度不大于200 mg/Nm3、出口NOx濃度不大于100 mg/Nm3。本脫硫系統(tǒng)中未設(shè)增壓風(fēng)機和煙氣換熱系統(tǒng)，也無旁路煙道，1#吸收塔塔內(nèi)設(shè)4層噴淋層，3級除霧器；最上一層噴淋層上方安裝有新增的高效(除塵)除霧裝置及其附屬設(shè)備，以保證1#吸收塔的出口處煙氣固體顆粒物濃度<5 mg/Nm3。為了確保新增一層高效除霧(除塵)裝置、噴淋層及煙氣勻流裝置安裝所需空間，抬高原有吸收塔高度至44.65 m。脫硫裝置能適應(yīng)30%～100%的負荷范圍。

2 實驗樣品采集

3 實驗數(shù)據(jù)分析

3.1 消泡劑對漿液無機離子濃度的影響

圖1 1#吸收塔中消泡劑對漿液無機組分濃度的影響Fig.1 Effect of No.1 absorption tower defoamer on the concentration of inorganic components in the slurry

圖2 2#吸收塔中消泡劑對漿液無機組分濃度的影響Fig.2 The effect of defoamer on the concentration of inorganic components in the slurry in 2# absorption tower

綜合對比1#、2#吸收塔消泡劑的添加量，8月23日兩個吸收塔在取樣期間均使用了最多的消泡劑，整體來看，2#吸收塔Cl-含量持續(xù)上升，而1#吸收塔Cl-含量則隨測試時間波動較大，大量存在的Cl-不僅會對腐蝕煙道及吸收塔內(nèi)部，還會與金屬離子反應(yīng)生成能增加泡沫表面張力的絡(luò)合物，這從一定程度上增加了漿液中泡沫的穩(wěn)定性。

3.2 無機組分與理化指標的相關(guān)性分析

表1 漿液無機指標與理化指標相關(guān)系數(shù)Table 1 Correlation coefficient of inorganic index and physical and chemical index of slurry

3 結(jié) 論

無機離子均對漿液起泡具有貢獻度，從源頭合理控制無機離子的含量，在滿足實際運行生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，通過減少石灰石漿液的供漿量，將吸收塔漿液的pH控制在標準范圍內(nèi)。通過一系列措施，對引起起泡的離子進行控制，從而減少起泡現(xiàn)象的產(chǎn)生。