湿法脱硫浆液起泡探讨.doc

石灰石-石膏湿法烟气脱硫浆液起泡探讨

摘要：在石灰石-石膏法脱硫中，吸收塔浆液溢流是较为常见的现象，它会对脱硫系统的正常运行造成较大危害，如果不能采取适当的预防和处理办法，甚至会导致诸如增压风机叶片损坏等重大事故。通过分析石灰石-石膏法中吸收塔浆液产生溢流现象的各种原因，提出防止和解决吸收塔浆液溢流的方法，保证脱硫系统的正常运行。
关键词：脱硫；起泡

根据国家环保总局统计，2006年我国SO2排放量达2588根据国家环保总局统计，2006年我国SO2排放量达2588×104t，居世界首位[1]，由此引发的酸雨等环境问题日益显现。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。
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。由于吸收塔液位多采用装在吸收塔底部的压差式液位计测量，FGD-DCS（脱硫控制系统）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溢流严重时，如果DCS上无法及时监测并采取有效措施就会导致事故发生。
1吸收塔起泡溢流危害
正常情况下，吸收塔浆液溢流后通过吸收塔溢流管进入吸收塔区排水坑，再经由地坑泵打回吸收塔重复使用，不会造成其它后果。但是，当吸收塔浆液溢流量较大时，浆液不能通过溢流管及时输送，就会进入到原烟气烟道中，从而引发各种事故或影响正常运行，主要危害归纳如下：
(1)溢流浆液进入烟道中，浆液中的硫酸盐和亚硫酸盐随溶液渗入防腐内衬及其毛细孔内，当水分逐渐蒸发，浆液中的硫酸盐和亚硫酸盐析出并结晶，随后体积发生膨胀，使防腐内衬产生应力，尤其是带结晶水的盐，在干湿交替的作用下，体积膨胀高达几十倍，应力更大，导致严重的剥离损坏。浆液还会沉积在未作防腐的原烟道中，产生烟道垢下腐蚀，减短了烟道的使用寿命和检修周期，影响脱硫系统正常运行。
(2)溢流浆液通过烟道，到达增压风机出口，在运行操作人员没有及时发现的情况下，溢流浆液猛烈冲击正在运行的风机叶片，造成严重的损害，甚至是叶片断裂，致使增压风机停运，脱硫系统被迫退出运行。如果系统不设置旁路烟气挡板，则主机也被迫停运，计一次非停，损失严重。增压风机停运后必须检修，如需更换叶片则周期较长，严重影响了脱硫系统的正常运行。在不设GGH的脱硫系统中，上述情况发生的可能性更大。
(3)吸收塔出现起泡溢流后，吸收塔运行液位被迫降低，脱硫反应氧化效果不能保证，浆液中亚硫酸盐含量逐渐增高，致使浆液品质恶化。
(4)浆液起泡严重时，石膏排除泵入口浆液泡沫增加，泵出口压力降低，无法正常排除石膏，致使浆液密度逐渐上升，液位难以控制。
(5)浆液溢流到烟道后，烟道积灰逐渐严重，烟道阻力增加，影响锅炉的安全运行。
2吸收塔起泡溢流原因分析
泡沫由于表面作用而生成，是气体分散在液体中的分散体系，其中液体所占体积分数很小，泡沫占很大体积，气体被连续的液膜分开，形成大小不等的气泡。泡沫的产生是由于气体分散于液体中形成气-液的分散体，在泡沫形成的过程中，气-液界面会急剧地增加，因而体系的能量增加，其增加值为液体表面张力γ与体系增加后的气-液界面的面积A的乘积为γ×A，应等于外界对体系所作的功。若液体的表面张力γ越低则气-液界面的面积A就越大，泡沫的体积也就越大，这说明此液体很容易起泡。当不溶性气体被液体所包围时，形成一种极薄的吸附膜，由于表面张力的作用，膜收缩为球状形成泡沫，在液体的浮力作用下气泡上升到液面，当大量的气泡聚集在表面时，就形成了泡沫层。吸收塔浆液中的气体与浆液连续充分地接触，由于气体是分散相（不连续相），浆液是分散介质（连续相），气体与浆液的密度相差很大，所以在浆液中；泡沫很快上升到浆液表面，此时如浆液的表面张力小，浆液中的气体就冲破液面聚集成泡沫。由此可见，泡沫的产生必须具备3个条件：只有气体与液体连续又充分地接触时，才能产生泡沫；当气体与液体的密度相差非常大时，才能使液体中的泡沫能很快上升到液面，久而久之就形成泡沫；表面张力愈小的液体愈易起泡。
泡沫中的起泡呈多面体形，在多面体的液膜交界处，液膜是弯曲的，弯曲液面压力差的存在加速了气泡间平液膜向边界处的排液作用，使液膜变薄，当液膜厚度低于临界值时破裂。但当溶液中具有表面活性物质或起泡物质时，泡沫体系不稳定性减弱，液膜修复能力增强，阻止了液膜进一步变薄，使液膜保持一定的厚度。纯净的液体起泡性只与其表面张力有关，但是由