在吸收塔內,煙(yān)氣中的(de)SO2被(bèi)吸收漿液洗滌並與漿液中的CaCO3發生反應,反應生成的亞硫酸鈣在吸收塔底部的循環漿池內被氧化風機鼓入的空氣強製氧化,最終生成石膏。在此過程中會產生粘度很高(gāo)的泡(pào)沫,泡沫嚴重時(shí),會帶出大量漿液從(cóng)溢流孔流出。
吸收塔產生泡沫會(huì)出現的問題:
1. 造(zào)成吸收塔液位測量不準,影響脫硫運行人員操(cāo)作(如(rú):在泡沫多時(shí),吸收塔實(shí)際液位低於吸收塔(tǎ)需衝(chōng)洗液位,而測(cè)量液位虛高達0.3--0.5m。運行人員因為不能判斷除霧器衝洗是否會超過(guò)吸收塔正常液(yè)位而不進行(háng)操作。)不能保證安全生產,影響脫(tuō)硫效果(guǒ)。
2. 最(zuì)嚴重的問題――造成吸收塔溢流,吸收塔漿液因(yīn)為起泡而導致溢(yì)流是石灰石-石膏法脫硫運行中常見的問題之一。由於(yú)吸收塔液位多采用裝在吸收(shōu)塔底(dǐ)部的壓差式液位計測量(liàng),FGD-DCS(脫硫(liú)控製係統(tǒng))顯(xiǎn)示的液(yè)位是根據差壓變送器測(cè)得的差壓(yā)與吸收(shōu)塔內漿液(yè)密度計(jì)算得來(lái)的值,而吸收塔內真實液位——由於氣泡、或泡沫引起的“虛假液位(wèi)”遠高(gāo)於(yú)顯示液位,再加(jiā)上底部漿液擾動泵脈衝擾動(dòng)或攪拌器攪拌、氧化空氣(qì)鼓入、漿液噴淋等因(yīn)素的綜合影(yǐng)響而引起液位波動,從而導致吸(xī)收塔間歇性溢流。因此當吸收塔漿液起泡溢流嚴重時,如果DCS 上無法及時監測並采取有效措施就會導致事(shì)故發生。大量石(shí)膏漿液被不正常排出吸收塔外(wài),造成石膏(gāo)漿液的嚴重浪費,在需大量水和石灰(huī)石漿液補充的同時,還需人(rén)力進行清洗,增加(jiā)了脫硫運行(háng)維(wéi)護費用,影響了文(wén)明生產(chǎn)。
1.溢流產生的問題:
正常運行狀況下,吸收(shōu)塔漿(jiāng)液溢流後通過吸收塔溢流管道進入吸收塔(tǎ)排水坑,再由地坑泵打回吸收塔重複使用,不會造成(chéng)其它後(hòu)果。但是,當漿液(yè)溢流量增大時,漿液不能通過溢流管及時排出,就會進(jìn)入到(dào)原煙氣入口煙(yān)道中,從而引發各種事故或影響正常運行,主要產(chǎn)生以下問題:
1. 溢流漿液進入原煙氣入口煙道中(zhōng),漿液中(zhōng)的硫酸鹽和亞硫酸鹽隨溶 液滲(shèn)入防腐內(nèi)襯及其毛細(xì)孔內,當水分逐漸蒸發,漿(jiāng)液中的硫(liú)酸鹽和亞硫酸鹽析出並結(jié)晶,隨後體積發(fā)生膨脹,使防腐內襯產生應力,尤其是帶結晶水的鹽,在幹濕交替作用下(xià),體積膨脹高達幾十倍,應力更大,導(dǎo)致嚴重的剝離損壞,漿液還會沉積在(zài)未作防腐的原(yuán)煙氣入(rù)口煙道中,發生(shēng)煙道結垢腐(fǔ)蝕現(xiàn)象。縮短了煙(yān)道的使用(yòng)壽命和檢修周期,影響脫硫(liú)係統的正常運行。
2. 溢流漿液通過(guò)煙(yān)道,到達增壓機出口,在運(yùn)行操作人員沒有及時發現的情況下,溢流漿液猛烈衝擊(jī)正在運行的風機葉片,造成(chéng)嚴重的損害,甚至是葉片斷裂,致使增壓風機停運,脫硫係統被迫退出運行。如果係統不設置(zhì)旁路煙氣(qì)擋板,則主機也被迫停運,一次非停,損失(shī)嚴重。增壓(yā)風機停運後必須(xū)檢修,如需更換葉片則周期較長(zhǎng),額外增加檢修費用,嚴重影響了脫硫係(xì)統的正常運(yùn)行。在沒有GGH的脫硫(liú)係統中,上述情況發生的可能性更大。
3. 吸收塔出現起(qǐ)泡溢(yì)流後(hòu),吸收(shōu)塔(tǎ)運行液位被迫降低,脫硫反應(yīng)氧化效果不能保證;漿液中亞硫酸鹽(yán)含量逐漸增高,致使漿液品質惡化(huà)。
4. 漿液起泡嚴重時,石膏排出泵入口漿液泡沫增加,泵出口壓力降低,無法正常排出石膏,致使漿液密度(dù)逐漸上升,液位難以控製。
5. 漿液溢(yì)流到煙道後,煙道積灰逐漸嚴重,煙道阻力增加,影響鍋爐的安全(quán)運行。
6. 造成石膏漿液的無故浪費,降低(dī)石膏品質和產量,降低脫硫經濟效益。
7. 需補充大量石灰石漿液(yè)、水及絮凝(níng)劑;增大水耗石(shí)耗,增加脫硫運(yùn)行(háng)成本。
8. 每次溢流發生,需人力清洗,增加運行維護費用。
9. 頻繁起停漿液泵,影響設備性能,減少使用壽命,增加設備運行維護費用(yòng)。
2 吸收塔(tǎ)起泡(pào)溢流原因分析
泡沫由於表麵作(zuò)用而生(shēng)成,是氣體分散在液體中(zhōng)的分散體(tǐ)係(xì),其中液體(tǐ)所占體積分數很(hěn)小,泡沫(mò)占很(hěn)大體積,氣體被連續的液膜分開(kāi),形成(chéng)大小不等的氣泡。泡沫的產生是由於氣體分散於液(yè)體中形成氣-液(yè)的分散體,在泡沫形成的過程中,氣-液界麵會急劇地增加,因而(ér)體係(xì)的能(néng)量增加,其增加(jiā)值為液體表麵張力(lì)γ與體係增加後的氣-液界(jiè)麵的(de)麵積A 的乘積為γ×A,應等於外界對體係所作的功(gōng)。若液體的表麵張力γ越低則氣-液界(jiè)麵的麵積A 就越大,泡沫的體積也就越大,這說明此液體很容易起泡。當不溶性氣體被液體所包圍時,形(xíng)成(chéng)一種極薄的吸附膜,由(yóu)於表麵張力(lì)的作用,膜收縮(suō)為球狀形(xíng)成泡沫,在液體的浮力作用下氣泡上升到(dào)液麵,當大(dà)量的氣泡聚集在表麵時,就形成了泡沫層。吸收塔漿液中的氣體與漿液連續充(chōng)分地接觸(chù),由於氣體是分(fèn)散相(不連續相),漿液(yè)是分散介質(連續相),氣體與漿液的密度相(xiàng)差很大,所以在漿液中;泡沫很快(kuài)上升到(dào)漿液表麵,此時如漿液的(de)表麵張力小,漿液中的氣體就(jiù)衝破液麵聚集成泡沫。由此可見,泡沫的產生必須(xū)具備(bèi)3個條件:隻有氣體與液體(tǐ)連續又充分地接觸時,才能產生泡沫;當氣體(tǐ)與液體的密度相差非常大時,才能使液(yè)體(tǐ)中的泡(pào)沫能很快上升到液麵,久而久之就形成泡沫;表麵張力愈小的液體愈易起泡。
泡沫中的起泡呈多麵體(tǐ)形,在多麵體的液膜交界處,液膜是彎曲(qǔ)的,彎曲液麵壓力差的存在加速了氣泡(pào)間平液膜(mó)向(xiàng)邊界處的排液作用,使液膜變薄,當液膜(mó)厚(hòu)度低於臨界值時破裂。但當溶液中具有表麵活性物質或起(qǐ)泡物質時,泡沫體係不穩定性減弱,液膜修複能力增強,阻止了(le)液(yè)膜進一步變薄,使液膜保持一定的厚度。純淨的(de)液體起泡性隻與其表麵張力有關,但是(shì)由於純淨液體起泡後,液膜之間能相互連接,使形成(chéng)的氣泡不斷擴大,最(zuì)終破裂(liè)。因此,純淨的液體不能形成穩定的泡沫,吸收塔漿液起泡是由於(yú)係統中進入了其它成分,增加了(le)氣泡液(yè)膜的機械強度,亦即增加了泡沫的穩(wěn)定性,最(zuì)終導致起泡溢流現象的產生。具體引起起(qǐ)泡溢(yì)流的原(yuán)因歸納如下(xià):
(1) 鍋爐在運行過程(chéng)中投油、燃燒不(bú)充分,未燃盡成份隨鍋爐尾部煙氣進入吸收塔,造成吸收(shōu)塔(tǎ)漿液有機物含量增加。
(2) 鍋(guō)爐後部除塵器運行狀(zhuàng)況不佳,煙(yān)氣粉塵(chén)濃度超標,含(hán)有大量惰性物質的雜質進入吸收(shōu)塔後,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(biǎo)麵張力增加,從而使漿液表麵起(qǐ)泡
(3) 脫硫用(yòng)石灰石中含(hán)過量MgO(起泡(pào)劑),與硫(liú)酸根離子反應參生大量泡沫(泡沫滅火器利用(yòng)的是這個原理)。
(4) 脫硫用工藝水水(shuǐ)質達不到(dào)設計要求(如中水),COD、BOD 超標。
(5) 脫硫裝置脫水係統或(huò)廢水處理係統不能正常投入(rù),致使吸(xī)收塔漿(jiāng)液品質(zhì)逐漸惡化。
(6) 鍋爐燃燒情況不(bú)好,飛灰(huī)中有糠痔(zhì)伎帕;蚪褂(guà)退嫜唐胛賬�
(7) 運(yùn)行過程中出現氧化風機突然跳(tiào)閘現象,吸收塔漿液氣液平衡被破壞,致使吸收塔漿液大量溢(yì)流。
3 吸收塔溢流解決對策
吸收塔漿液一旦出現(xiàn)起泡溢流現象後,必須及時采取妥善的處理方式(shì),以免(miǎn)造成嚴重(chóng)事故。處理方法:一是要消除已經產生的(de)泡沫;二是要通過運行方(fāng)式的調整,緩解起泡溢流現象(xiàng);三是要控製進入吸收塔的(de)各種可能引起吸收塔漿液起泡的物質。具(jù)體實施方法(fǎ)如(rú)下:
(1) 從吸收(shōu)塔(tǎ)排水(shuǐ)坑定期加入脫硫專用消泡劑。在吸收(shōu)塔最初(chū)出現起泡溢流時(shí),消泡劑加(jiā)入量較大,在連續加入一段時間後,泡沫層(céng)逐漸變(biàn)薄,減少加入量,直至穩定在一定加藥(yào)量上。經過試驗得出,需要指出的是消泡劑不能隨便(biàn)亂加,常用於水處(chù)理的有機矽消泡劑不適用與脫硫漿液的消泡環境。所以添加普通的有機矽消(xiāo)泡劑不僅僅消泡效果(guǒ)不理想,而(ér)且由於(yú)用量大而增加運營成本。另外,應利用脫硫專用消泡劑具有抑製泡沫再(zài)生(shēng)特性,根據吸收塔起泡的情況每天適當的(de)加入消泡劑以抑製泡沫再生。
(2) 在可以暫時忽略脫硫效(xiào)率的條件下(xià),停運一台漿液循環泵以減小吸(xī)收塔內部漿液的擾動,同時減少漿液供給量(liàng)。因為漿液循環量大(dà)時,漿液起泡性強。漿液循環(huán)量(liàng)加大,每個分子所具有的動能加大,因而其克服內部引力,實(shí)現表麵增大的可能(néng)性大,即起泡(pào)性增強。
(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,防止漿液進入吸收(shōu)塔入口煙道。
(4) 降(jiàng)低排除石膏時的吸收塔漿液密度,加大石膏排除量,保(bǎo)證新鮮漿液的(de)不(bú)斷補(bǔ)入。
(5) 堅持脫(tuō)硫廢水的(de)排放,從而降低吸收塔漿液重金屬離子、Cl-、有機物、懸浮物及各(gè)種雜質的含量,保證吸收塔內漿液的品質。
(6) 嚴格控製脫硫用工藝水的水質,加強過濾和預處理工作,降低(dī)COD、BOD。同時嚴格控製石灰石原料,保證其中各項組分(如MgO、SiO2 等)含量(liàng)符合實際要(yào)求。
(7) 製定嚴格的運行製度。在主機投油或除塵(chén)裝置出現故障時,要(yào)及(jí)時通知脫硫(liú)運行人員。如果投油時間較短或除塵裝置(zhì)能較快修複,可(kě)采用暫時打開旁路煙氣擋板,調小增加風機葉片(piàn)的運行方式,最大程度減少進入(rù)到脫硫係統的未燃盡成份或(huò)飛灰(huī)。如投油時間較長或除塵裝置處理(lǐ)周期較長(zhǎng),則(zé)必須將脫硫係統退出(chū)運行。
(8) 運行過程中要注意氧化風機的(de)運行狀況,保證備用設備處於良好(hǎo)的(de)備用狀態,一旦運行風(fēng)機出現問題停運,及時啟動備用設備,以免發生虹吸現象,造成大量漿液溢流,引發安全事故。
(9) 加強吸收塔漿液、廢水、石(shí)灰石漿液、石灰石粉和石膏得化學分析工(gōng)作,有效監控脫硫係統運行狀(zhuàng)況,發現漿液品質惡化(huà)趨(qū)勢,及時(shí)采取處理手段。
(10) 一旦發生漿液起泡溢流(liú)現象,定期打開煙道底(dǐ)部疏水閥疏水,防(fáng)止漿液到達增壓風機出口段。同時定期對吸收塔液位進行標(biāo)定,保證DCS 顯(xiǎn)示值的正確性。注意吸收塔入口處煙氣(qì)溫度,如(rú)果出現溫度突然大幅降低的(de)情況,說(shuō)明漿液大量(liàng)溢流進入煙(yān)道,要及時采取處(chù)理方法(如停(tíng)用增壓風機)。
(11) 如果采取多種處理方法,並(bìng)有效地控製工藝水、石灰石原料的品質,且脫水係統(tǒng)、廢水係(xì)統(tǒng)投運正常,但吸收塔漿液仍舊(jiù)經常溢流就要考慮倒空吸收塔內的漿液(可以(yǐ)將塔內漿液先打入事故漿液箱(xiāng)中(zhōng)),重新上漿。
總(zǒng)之,吸收塔漿液因起泡而溢流(liú)是石灰石-石膏法脫硫中(zhōng)常見的問題之一,對(duì)係(xì)統的穩定運行有很大危害,必(bì)須加以重視,一旦出現起泡溢流現象要及(jí)時采取妥(tuǒ)善處(chù)理辦法,保證係統安全、穩定運行。
