在石灰石-石膏濕法脫硫中，吸收塔漿液溢流是較為常見的現(xiàn)象，它會(huì)對(duì)脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行造成較大危害，如果不能采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防和處理辦法，甚至?xí)?dǎo)致諸如增壓風(fēng)機(jī)葉片損壞等重大事故。通過分析石灰石-石膏法中吸收塔漿液產(chǎn)生溢流現(xiàn)象的各種原因，提出防止和解決吸收塔漿液溢流的方法，保證脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

根據(jù)國(guó)家環(huán)保總局統(tǒng)計(jì)，2006年我國(guó)SO2排放量達(dá)2588×104t，居世界首位[1]，由此引發(fā)的酸雨等環(huán)境問題日益顯現(xiàn)。近年來，隨著火電行業(yè)的迅猛發(fā)展以及我國(guó)環(huán)境保護(hù)制度的逐漸健全規(guī)范，煙氣脫硫系統(tǒng)能否正常投入，穩(wěn)定運(yùn)行已成為火電企業(yè)非常關(guān)注的問題。在現(xiàn)有各種脫硫方法中，石灰石-石膏法因?yàn)榧夹g(shù)成熟，脫硫效率高等顯著優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。

吸收塔漿液因?yàn)槠鹋荻鴮?dǎo)致溢流是石灰石-石膏法脫硫運(yùn)行中常見的問題之一。由于吸收塔液位多采用裝在吸收塔底部的壓差式液位計(jì)測(cè)量，F(xiàn)GD-DCS(脫硫控制系統(tǒng))顯示的液位是根據(jù)差壓變送器測(cè)得的差壓與吸收塔內(nèi)漿液密度計(jì)算得來的值，而吸收塔內(nèi)真實(shí)液位——由于氣泡、或泡沫引起的“虛假液位”遠(yuǎn)高于顯示液位，再加上底部漿液擾動(dòng)泵脈沖擾動(dòng)或攪拌器攪拌、氧化空氣鼓入、漿液噴淋等因素的綜合影響而引起液位波動(dòng)，從而導(dǎo)致吸收塔間歇性溢流。因此當(dāng)吸收塔漿液起泡溢流嚴(yán)重時(shí)，如果DCS上無(wú)法及時(shí)監(jiān)測(cè)并采取有效措施就會(huì)導(dǎo)致事故發(fā)生。

正常情況下，吸收塔漿液溢流后通過吸收塔溢流管進(jìn)入吸收塔區(qū)排水坑，再經(jīng)由地坑泵打回吸收塔重復(fù)使用，不會(huì)造成其它后果。但是，當(dāng)吸收塔漿液溢流量較大時(shí)，漿液不能通過溢流管及時(shí)輸送，就會(huì)進(jìn)入到原煙氣煙道中，從而引發(fā)各種事故或影響正常運(yùn)行，主要危害歸納如下：

(1)溢流漿液進(jìn)入煙道中，漿液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽隨溶液滲入防腐內(nèi)襯及其毛細(xì)孔內(nèi)，當(dāng)水分逐漸蒸發(fā)，漿液中的硫酸鹽和亞硫酸鹽析出并結(jié)晶，隨后體積發(fā)生膨脹，使防腐內(nèi)襯產(chǎn)生應(yīng)力，尤其是帶結(jié)晶水的鹽，在干濕交替的作用下，體積膨脹高達(dá)幾十倍，應(yīng)力更大，導(dǎo)致嚴(yán)重的剝離損壞。漿液還會(huì)沉積在未作防腐的原煙道中，產(chǎn)生煙道垢下腐蝕，減短了煙道的使用壽命和檢修周期，影響脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行。

(2)溢流漿液通過煙道，到達(dá)增壓風(fēng)機(jī)出口，在運(yùn)行操作人員沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)的情況下，溢流漿液猛烈沖擊正在運(yùn)行的風(fēng)機(jī)葉片，造成嚴(yán)重的損害，甚至是葉片斷裂，致使增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)，脫硫系統(tǒng)被迫退出運(yùn)行。如果系統(tǒng)不設(shè)置旁路煙氣擋板，則主機(jī)也被迫停運(yùn)，計(jì)一次非停，損失嚴(yán)重。增壓風(fēng)機(jī)停運(yùn)后必須檢修，如需更換葉片則周期較長(zhǎng)，嚴(yán)重影響了脫硫系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在不設(shè)GGH的脫硫系統(tǒng)中，上述情況發(fā)生的可能性更大。

(3)吸收塔出現(xiàn)起泡溢流后，吸收塔運(yùn)行液位被迫降低，脫硫反應(yīng)氧化效果不能保證，漿液中亞硫酸鹽含量逐漸增高，致使?jié){液品質(zhì)惡化。

(4)漿液起泡嚴(yán)重時(shí)，石膏排除泵入口漿液泡沫增加，泵出口壓力降低，無(wú)法正常排除石膏，致使?jié){液密度逐漸上升，液位難以控制。

(5)漿液溢流到煙道后，煙道積灰逐漸嚴(yán)重，煙道阻力增加，影響鍋爐的安全運(yùn)行。

泡沫由于表面作用而生成，是氣體分散在液體中的分散體系，其中液體所占體積分?jǐn)?shù)很小，泡沫占很大體積，氣體被連續(xù)的液膜分開，形成大小不等的氣泡。泡沫的產(chǎn)生是由于氣體分散于液體中形成氣-液的分散體，在泡沫形成的過程中，氣-液界面會(huì)急劇地增加，因而體系的能量增加，其增加值為液體表面張力γ與體系增加后的氣-液界面的面積A的乘積為γ×A，應(yīng)等于外界對(duì)體系所作的功。

若液體的表面張力γ越低則氣-液界面的面積A就越大，泡沫的體積也就越大，這說明此液體很容易起泡。當(dāng)不溶性氣體被液體所包圍時(shí)，形成一種極薄的吸附膜，由于表面張力的作用，膜收縮為球狀形成泡沫，在液體的浮力作用下氣上升到液面，當(dāng)大量的氣泡聚集在表面時(shí)，就形成了泡沫層。

吸收塔漿液中的氣體與漿液連續(xù)充分地接觸，由于氣體是分散相(不連續(xù)相)，漿液是分散介質(zhì)(連續(xù)相)，氣體與漿液的密度相差很大，所以在漿液中;泡沫很快上升到漿液表面，此時(shí)如漿液的表面張力小，漿液中的氣體就沖破液面聚集成泡沫。

由此可見，泡沫的產(chǎn)生必須具備3個(gè)條件：只有氣體與液體連續(xù)又充分地接觸時(shí)，才能產(chǎn)生泡沫;當(dāng)氣體與液體的密度相差非常大時(shí)，才能使液體中的泡沫能很快上升到液面，久而久之就形成泡沫;表面張力愈小的液體愈易起泡。

泡沫中的起泡呈多面體形，在多面體的液膜交界處，液膜是彎曲的，彎曲液面壓力差的存在加速了氣泡間平液膜向邊界處的排液作用，使液膜變薄，當(dāng)液膜厚度低于臨界值時(shí)破裂。但當(dāng)溶液中具有表面活性物質(zhì)或起泡物質(zhì)時(shí)，泡沫體系不穩(wěn)定性減弱，液膜修復(fù)能力增強(qiáng)，阻止了液膜進(jìn)一步變薄，使液膜保持一定的厚度。

純凈的液體起泡性只與其表面張力有關(guān)，但是由于純凈液體起泡后，液膜之間能相互連接，使形成的氣泡不斷擴(kuò)大，最終破裂。因此，純凈的液體不能形成穩(wěn)定的泡沫，吸收塔漿液起泡是由于系統(tǒng)中進(jìn)了其它成分，增加了氣泡液膜的機(jī)械強(qiáng)度，亦即增加了泡沫的穩(wěn)定性，最終導(dǎo)致起泡溢流現(xiàn)象的產(chǎn)生。具體引起起泡溢流的原因歸納如下：

(1)鍋爐在運(yùn)行過程中投油、燃燒不充分，未燃盡成份隨鍋爐尾部煙氣進(jìn)入吸收塔，造 成吸收塔漿液有機(jī)物含量增加。

(2)鍋爐后部除塵器運(yùn)行狀況不佳，煙氣粉塵濃度超標(biāo)，含有大量惰性物質(zhì)的雜質(zhì)進(jìn)入吸收塔后，致使吸收塔漿液重金屬含量增高。重金屬離子增多引起漿液表面張力增加，從而使?jié){液表面起泡。

(3)脫硫用石灰石中含過量MgO(起泡劑)，與硫酸根離子反應(yīng)參生大量泡沫(泡沫滅火器利用的是這個(gè)原理)。

(4)脫硫裝置脫水系統(tǒng)或廢水處理系統(tǒng)不能正常投入，致使吸收塔漿液品質(zhì)逐漸惡化。

(5)鍋爐燃燒情況不好，飛灰中有部分碳顆粒或焦油隨煙氣進(jìn)入吸收塔。

(6)運(yùn)行過程中出現(xiàn)氧化風(fēng)機(jī)突然跳閘現(xiàn)象，吸收塔漿液氣液平衡被破壞，致使吸收塔漿液大量溢流。

吸收塔漿液一旦出現(xiàn)起泡溢流現(xiàn)象后，必須及時(shí)采取妥善的處理方式，以免造成嚴(yán)重事故。處理方法：一是要消除已經(jīng)產(chǎn)生的泡沫;二是要通過運(yùn)行方式的調(diào)整，緩解起泡溢流現(xiàn)象;三是要控制進(jìn)入吸收塔的各種可能引起吸收塔漿液起泡的物質(zhì)。具體實(shí)施方法如下：

(1)從吸收塔排水坑定期加入脫硫?qū)Ｓ孟輨Ｔ谖账畛醭霈F(xiàn)起泡溢流時(shí)，消泡劑加入量較大，在連續(xù)加入一段時(shí)間后，泡沫層逐漸變薄，減少加入量，直至穩(wěn)定在一定加藥量上。經(jīng)過試驗(yàn)得出，需要指出的是消泡劑不能隨便亂加，常用于水處理的有機(jī)硅消泡劑不適用與脫硫漿液的消泡環(huán)境。

所以添加普通的有機(jī)硅消泡劑不僅僅消泡效果不理想，而且由于用量大而增加運(yùn)營(yíng)成本。另外，應(yīng)利用脫硫?qū)Ｓ孟輨┚哂幸种婆菽偕匦裕鶕?jù)吸收塔起泡的情況每天適當(dāng)?shù)募尤胂輨┮砸种婆菽偕?/p>

(2)在可以暫時(shí)忽略脫硫效率的條件下，停運(yùn)一臺(tái)漿液循環(huán)泵以減小吸收塔內(nèi)部漿液的擾動(dòng)，同時(shí)減少漿液供給量。因?yàn)闈{液循環(huán)量大時(shí)，漿液起泡性強(qiáng)。漿液循環(huán)量加大，每個(gè)分子所具有的動(dòng)能加大，因而其克服內(nèi)部引力，實(shí)現(xiàn)表面增大的可能性大，即起泡性增強(qiáng)。

(3)在可以保證氧化效果的前提下，適當(dāng)降低吸收塔工作液位，減小漿液溢流量，防止?jié){液進(jìn)入吸收塔入口煙道。

(4)降低排除石膏時(shí)的吸收塔漿液密度，加大石膏排除量，保證新鮮漿液的不斷補(bǔ)入。

(5)堅(jiān)持脫硫廢水的排放，從而降低吸收塔漿液重金屬離子、Cl-、有機(jī)物、懸浮物及各種雜質(zhì)的含量，保證吸收塔內(nèi)漿液的品質(zhì)。

(6)嚴(yán)格控制脫硫用工藝水的水質(zhì)，加強(qiáng)過濾和預(yù)處理工作，降低COD、BOD。同事嚴(yán)格控制石灰石原料，保證其中各項(xiàng)組分(如MgO、SiO2等)含量符合實(shí)際要求。

(7)制定嚴(yán)格的運(yùn)行制度。在主機(jī)投油或除塵裝置出現(xiàn)故障時(shí)，要及時(shí)通知脫硫運(yùn)行人員。如果投油時(shí)間較短或除塵裝置能較快修復(fù)，可采用暫時(shí)打開旁路煙氣擋板，調(diào)小增加風(fēng)機(jī)葉片的運(yùn)行方式，最大程度減少進(jìn)入到脫硫系統(tǒng)的未燃盡成份或飛灰。如投油時(shí)間較長(zhǎng)或除塵裝置處理周期較長(zhǎng)，則必須將脫硫系統(tǒng)退出運(yùn)行。

(8)運(yùn)行過程中要注意氧化風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況，保證備用設(shè)備處于良好的備用狀態(tài)，一旦運(yùn)行風(fēng)機(jī)出現(xiàn)問題停運(yùn)，及時(shí)啟動(dòng)備用設(shè)備，以免發(fā)生虹吸現(xiàn)象，造成大量漿液溢流，引發(fā)安全事故。

(9)加強(qiáng)吸收塔漿液、廢水、石灰石漿液、石灰石粉和石膏得化學(xué)分析工作，有效監(jiān)控脫硫系統(tǒng)運(yùn)行狀況，發(fā)現(xiàn)漿液品質(zhì)惡化趨勢(shì)，及時(shí)采取處理手段。

(10)一旦發(fā)生漿液起泡溢流現(xiàn)象，定期打開煙道底部疏水閥疏水，防止?jié){液到達(dá)增壓風(fēng)機(jī)出口段。同時(shí)定期對(duì)吸收塔液位進(jìn)行標(biāo)定，保證DCS顯示值的正確性。注意吸收塔入口處煙氣溫度，如果出現(xiàn)溫度突然大幅降低的情況，說明漿液大量溢流進(jìn)入煙道，要及時(shí)采取處理方法(如停用增壓風(fēng)機(jī))。

(11)如果采取多種處理方法，并有效地控制工藝水、石灰石原料的品質(zhì)，且脫水系統(tǒng)、廢水系統(tǒng)投運(yùn)正常，但吸收塔漿液仍舊經(jīng)常溢流就要考慮倒空吸收塔內(nèi)的漿液(可以將塔內(nèi)漿液先打入事故漿液箱中)，重新上漿。

總之，吸收塔漿液因起泡而溢流是石灰石-石膏法脫硫中常見的問題之一，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有很大危害，必須加以重視，一旦出現(xiàn)起泡溢流現(xiàn)象要及時(shí)采取妥善處理辦法，保證系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

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