湿法烟气脱硫吸收塔浆液起泡问题分析与诊断

湿法烟气脱硫吸收塔浆液起泡问题分析与诊断

魏宝龙

甘肃华亭煤电股份有限公司煤制甲醇分公司 甘肃省平凉市 744100

摘要：近年来我国综合国力的不断增强，工业的迅猛发展，涌现出大量的工业企业。在采用石灰石－石膏湿法工艺的烟气脱硫系统中，经常会出现吸收塔浆液起泡现象，当吸收塔浆液液面出现大量气泡，且泡沫长时间存在时，会造成浆液溢流，严重时甚至会倒灌到吸收塔入口烟道，影响增压风机运行安全或造成GGH堵塞。另外，吸收塔浆液起泡还会造成虚假液位，使吸收塔实际运行液位降低，减少实际运行浆池容积，影响石膏品质和脱硫效率等。本文就湿法烟气脱硫吸收塔浆液起泡问题分析与诊断展开探讨。

关键词：浆液溢流；浆液起泡；湿法脱硫

引言

脱硫塔浆液池浆液溢流严重危及整个湿法脱硫系统的安全稳定运行，在石灰石-石膏湿法系统的调试及运行过程中比较常见。

1泡沫生成

气泡是气体分散在液体中所形成的体系，气体是非连续相，液体是分散介质，也是连续相，大量气泡聚集在一起，形成彼此之间以液膜隔离的多孔膜状多分散体系即为泡沫。泡沫是一种热力学不稳定体系，由于重力的作用，液体中的气泡有自动逸出的属性。溶液起泡的原因主要有以下3个方面。（1）浆液中含有类似表面活性剂的成分。表面活性剂能降低溶液的表面张力，使整个体系表面能降低，从热力学角度上讲有利于泡沫的产生。所以，表面活性剂常被作为起泡剂使用。当向含有表面活性剂的溶液中通入气体后，活性剂吸附在气液界面上，气泡受浮力作用浮出水面后产生泡沫。（2）溶液中产生气体或者进入空气。溶液中不同物质之间进行某种化学反应可能会产生气体。对于石灰石－石膏湿法脱硫装置，吸收剂和二氧化硫气体反应产生二氧化碳气体，同时为保证石膏的氧化结晶，需在溶液中鼓入一定量的氧化空气，从而导致溶液起泡。（3）机械搅拌等。吸收塔中的一些旋转器件对浆液的剧烈搅拌，以及循环泵对浆液的循环、喷淋、扰动也会促使气泡的生成。

2吸收塔浆液起泡原因分析

湿法脱硫吸收塔浆液起泡的主要原因为:烟尘含量过高，部分烟气经过电除尘器处理后烟尘含量仍然过高，过多的烟尘被浆液吸收后，无法及时有效地进行排放及置换，导致浆液品质变差；过小的烟尘颗粒在吸收塔内聚集，一般情况下，烟尘颗粒的粒径小于10μm，与吸收塔内的浆液相比，烟尘的密度及粒径比浆液中的石膏均要小，因而过小的烟尘颗粒容易聚集在吸收塔的表面并引起起泡现象；颗粒较细的化合物如石灰石吸收剂、设备腐蚀产物(铁锈等)、各类反应生成物等在吸收塔浆液表面聚集；油类物质被带入至吸收塔内，发生皂化反应，并在吸收塔浆液表面形成泡沫；工艺水水质欠佳，较多的悬浮物被带进了吸收塔。此外，吸收塔负荷波动较大使得气液接触过快或浆液搅动过分剧烈时，也容易引起吸收塔发生起泡现象。

3浆液起泡问题诊断方法

浆液起泡问题应从气态、液态、固态、设备扰动等方面进行分析，找出最主要的原因，这样才能对症下药、治根治本。（1）监测脱硫出入口烟尘浓度，若出脱硫出口烟尘浓度较入口有明显降低，则吸收塔内浆液中可能积累了大量烟尘，导致浆液恶化而起泡。提高除尘器除尘效率、降低脱硫入口粉尘浓度，若浆液起泡状况明显改善，则说明烟尘中有害成分的累积是浆液起泡的主要原因。（2）化验工艺水水质，分析其COD、CL^-、Mg²⁺、酸不溶物等关键性指标是否异常，判断工艺水的有机物积累、离子浓度、不溶物对吸收塔浆液有无影响。（3）对石灰石、石膏、浆液成分的化验分析，重点关注Mg²⁺、F^-、CL^-、酸不溶物等成分含量是否超标，以分析出浆液起泡的原因。（4））对吸收塔所配氧化风机、浆液循环泵、除雾器等工作、运行情况进行考察，以判断是否因为设备运行操作不当引起浆液品质恶化，从而导致浆液起泡。

4吸收塔浆液起泡处理措施

4.1控制浆液品质

将脱硫剂石灰石粉组分控制在工艺要求范围内，以确保吸收塔补入的石灰石浆液品质合格，同时，加大石膏浆液的排出量，降低排出浆液的密度，并且保证新鲜浆液的及时补给；有效监控浆液品质并在线分析，一旦有恶化趋势及时处理，以减低浆液起泡溢流的概率。

4.2吸收塔浆液起泡处理措施

吸收塔起泡的处理措施包括:加强对石灰石品质和工艺水水质等的化验分析工作，对不合格项目要及时采取严格的控制措施；加强对吸收塔浆液和石膏品质的化验分析工作，了解吸收塔的运行工况，发现浆液品质有恶化趋势时，立即着手进行处理；当主机投油助燃或入口烟尘含量过高时，应及时调整脱硫系统的运行方式(如降低负荷或暂时打开旁路烟气挡板)；当吸收塔浆液发生起泡现象后，会形成虚假液位，此时应注意对吸收塔液位显示值的校准工作，以便正确地控制吸收塔的反应液位；加强石膏的排出，加大废水系统的处理量，加快石灰石浆液的补入量。如果吸收塔浆液品质实在太差，则应对浆液进行彻底的置换；向吸收塔排水坑中投加适量的脱硫专用消泡剂，通过吸收塔排水坑泵加入到吸收塔中，以达到消除及抑制泡沫的目的。运行过程中若发现吸收塔浆液有起泡溢流的现象，可在起泡初期进行部分浆液置换，新鲜浆液必须由生水制备，这样可快速降低引起浆液恶化物质的浓度，并保证废水排放系统正常稳定运行。

4.3制定氧化风机启停规范

在吸收塔高液位时，启停氧化风机首先要考虑控制住吸收塔浆液池的液位。实时分析副产物石膏的成分，分析是否鼓入了过量的氧化空气，避免长时间的鼓入过量氧化空气而导致浆液起泡溢流问题产生。同时也可以避免浆液池内气-液平衡被瞬间打破继而发生起泡溢流问题。

4.4消泡剂的选择

消泡剂有油型、溶液型、乳液型、固体粉末型及复合型等，性能良好的消泡剂应同时兼顾消泡和抑泡的作用，即不但可以迅速地破坏泡沫，而且能在相当长的时间内防止泡沫生成。脱硫系统中选用消泡剂应具备的性质:耐热性能好、耐氧化性强、耐酸性强；化学性能稳定，不挥发；扩散性、渗透性好；加入后不影响体系基本性质；表面张力小，消泡能力强，用量少；在起泡溶液中溶解性小；生理安全性高，一般应无毒性；价格合理。目前常用的消泡剂有低碳醇、矿物油、聚醚类及有机硅类等，其形态有油型、溶液型、乳液型、泡沫型等

结语

浆液起泡溢流是石灰石-石膏湿法脱硫系统常见的问题之一，不仅会污染现场环境，而且会对吸收塔前后的设备造成重大腐蚀，进而损伤基础设备，对整个系统的安全稳定运行非常不利。因此，在调试以及运行的过程中，要实时监控系统运行情况，一旦发现起泡，及时降低液位、减小供浆量、投加专用消泡剂等措施快速有效地抑制。

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