脱硫吸收塔起泡的原因及消泡剂在珠海电厂的应用

郑韶瑞

摘 要：近年来，随着火电行业的迅猛发展以及我国环境保护制度的逐渐健全规范，烟气脱硫系统能否正常投入，稳定运行已成为火电企业非常关注的问题。在现有各种脱硫方法中，石灰石-石膏法因为技术成熟，脱硫效率高等显著优点而被广泛采用。

关键词：脱硫;吸收塔;消泡剂

0.概述

珠海发电厂1、2号脱硫系统采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺，1炉1塔，共配套2个吸收塔，在设计煤种及校核煤种、锅炉最大工况（BMCR）下，处理1、2号机组100%烟气量条件下脱硫装置脱硫率保证值大于95%。来自锅炉引风机出口的烟气，通过烟气-烟气换热装置（GGH）后进入吸收塔进行脱硫处理。在GGH中，原烟气（未经处理）与来自吸收塔的洁净烟气进行热交换后被降温，降温后的原烟气进入吸收塔与喷淋的吸收剂浆液接触反应除去SO2。脱硫后的饱和烟气（50℃）经除雾器进入GGH的升温侧被加热至80℃以上，然后经过FGD净烟气烟道进入烟囱排入大气。

1.吸收塔起泡的原因

气泡是气体分散在液体或者固体中所行成的体系，气体是分散相，液体或固体是分散介质，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聚集状态，称之为泡沫。

在FGD吸收塔中，形成气泡的气体主要为烟气、氧化空气、脱硫反应生成的二氧化碳气体等。假如浆液的表面张力较小，或是存在其他使泡沫稳定的因素，上升到浆液表面的气泡就不易破裂，会相互聚集并在浆液表面形成泡沫或泡沫层，有的泡沫层可高达2m以上。

FGD吸收塔中，使泡沫稳定的因素有：①吸收塔石膏浆液的黏度过大，一旦形成泡沫，由于液膜不易被破坏，泡沫也比较稳定。②烟气中含有大量成分复杂的气体化合物及经ESP未能去除的粉塵、微粒等杂质，这些物质中可能会含有类似于表面活性剂的物质，具有明显降低浆液表面张力的属性，表面张力越低的浆液，越容易起泡，且泡沫稳定，不易消失。③脱硫用工艺水、石灰石浆液中可能带有易起泡的物质。④运行中pH值过低、浆液酸性过大以及搅拌作用、温度等，也对泡沫的形成有一定的促进。

吸收塔起泡是上述各种因素的综合作用，一些吸收塔溢流泡沫不仅数量多，且能稳定存在长达几天的时间而不破裂。

吸收塔起泡的根本原因一直没有定论，但由实际情况来看主要与吸收塔内浆液几种成分有关：吸收塔内含Mg元素（主要来自石灰石中的MgO）、杂质（主要来自烟气粉尘、石灰石）和油份（主要来自锅炉的燃油）。当上述物质在吸收塔内富集到一定程度时，在循环浆液泵作用下吸收塔内液面容易产生泡沫。

2.吸收塔起泡的影响

吸收塔浆液因为起泡而导致溢流是石灰石-石膏法脱硫运行中常见的问题之一。由于吸收塔液位采用装在吸收塔底部的压差式液位计测量，DCS显示的液位是根据差压变送器测得的差压与吸收塔内浆液密度计算得来的值，而吸收塔内真实液位——由于气泡、或泡沫引起的“虚假液位”远高于显示液位，再加上底部浆液扰动泵脉冲扰动或搅拌器搅拌、氧化空气鼓入、浆液喷淋等因素的综合影响而引起液位波动，从而导致吸收塔间歇性溢流。因此当吸收塔浆液起泡严重时，如果DCS上无法及时监测并采取有效措施就会导致溢流发生。此外，吸收塔起泡还会影响亚硫酸钙的氧化效果，导致脱硫率的下降，且影响石膏脱水效果，造成产生的石膏品质差。

吸收塔起泡后会出现如下现象：1）吸收塔液位突然大幅度上升;2）吸收塔的密度突然大幅度降低;3）吸收塔上层搅拌器电流偏低;4）氧化风机电流偏低;5）真空脱水皮带机下料处（头部）的浆液带黑泡;6）严重时吸收塔溢流管流出带浓黑泡沫的浆液。

3.吸收塔起泡的处理

吸收塔起泡时应及早发现及早处理，一般的应急方法有：1）加消泡剂是最有效的处理方式之一。根据起泡程度加入适量的消泡剂，常用的方法是将消泡剂倒入吸收塔地坑，再由地坑泵打入吸收塔中。2）加大除雾器的冲洗。冲洗水从除雾器高处洒落，具有冲刷力，能消除液面的部分泡沫，减轻了吸收塔起泡的程度。3）在FGD烟气量硫分较少、脱硫率较高时可暂时停运一台（最好是上层的）循环浆液泵。

除此之外，可通过合理运行方式来避免起泡的发生，比如：定期进行液位计校验，加强巡视工作，重视溢流管透气口检查并保持其畅通;在脱硫率满足的前提下，减少上层浆液循环泵的运行;控制好吸收塔PH值、液位和浆液密度在合理范围;运行中维持ESP的高效运行、做好锅炉的燃烧调整、加大废水排放量等，在一定程度上可改善起泡状况。

4.消泡剂的消泡原理

消泡剂是指具有化学和界面化学消泡作用的药剂。作为消泡剂，有低碳醇、矿物油、有机极性化合物及硅树脂等。消泡剂的作用是通过进入泡沫的双分子定向膜，破坏其力学平衡，从而达到消泡的目的。消泡剂“抑泡”、“破泡”过程是：当体系加入消泡剂后，其分子杂乱无章地广布于液体表面，抑制形成弹性膜，即终止泡沫的产生。当体系大量产生泡沫后，加入消泡剂，其分子立即散布于泡沫表面，快速铺展，形成很薄的双膜层，进一步扩散、渗透，层状入侵，从而取代原泡膜薄壁。由于其表面张力低，便流向产生泡沫的高表面张力的液体，这样低表面张力的消泡剂分子在气液界面间不断扩散、渗透，使其膜壁迅速变薄，泡沫同时又受到周围表面张力大的膜层强力牵引，这样，致使泡沫周围应力失衡，从而导致其“破泡”。不溶于体系的消泡剂分子，再重新进入另一个泡沫膜的表面，如此重复，直至所有泡沫全部覆灭。

5.消泡剂在我厂的使用

我厂不定期向吸收塔区地坑加入脱硫专用消泡剂，通常是吸收塔液位、密度、上层搅拌器电流等参数出现异常时加入消泡剂。以下是加消泡剂前后吸收塔密度、液位、上层搅拌器电流的变化曲线，由此可见加入消泡剂可以解决吸收塔起泡带来的影响。

6.总结

需要指出的是，消泡剂只能暂时缓解，不能根本解决吸收塔浆液起泡问题，一旦停止加入消泡剂，吸收塔浆液有可能重新出现起泡溢流现象，这治标不治本。根本的方法是消除起泡的根源：1）更换品质好的石灰石，减少吸收塔浆液中杂质如Mg元素等的含量。2）改善电除尘的运行工况，减少吸收塔浆液内的灰尘含量。3）加大脱硫废水的排放，减少杂质在吸收塔内的富集。另外，在处理吸收塔起泡过程中应注意吸收塔溢流，如果溢流管上的透气口堵塞，将引发虹吸现象，造成大量浆液源源不绝地外溢，吸收塔液位将不断降低，会引起很严重的后果，此时应尽早疏通透气口，破坏虹吸作用。

参考文献

[1] 郭元立.脱硫系统培训教材〔M〕.珠海电厂运行部，2005

[2] 曾庭华.湿法烟气脱硫系统的调试、试验及运行〔M〕.中国电力出版社，2008年：808-812