濕法脫硫吸收塔溢流原因及解決方案

1、濕法脫硫吸收塔溢流原因及解決方案摘要:在石灰石一石膏濕法脫硫系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，由于脫硫工藝水質(zhì)、入爐煤煤質(zhì)、粉煤灰成份、鍋爐燃燒 工況、石灰石粉成份等因素的影響，造成脫硫吸收塔內(nèi)部形成大量粘性泡沫，嚴(yán)重時(shí)會(huì)從吸收塔溢流管道 或吸收塔排水地坑溢流。漿液起泡，漿液品質(zhì)惡化，影響脫硫效率，且對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境造成污染。 本文從漿液起泡的機(jī)理、影響因素進(jìn)行分析，探討解決石灰石一石膏濕法脫硫系統(tǒng)吸收塔漿液起泡溢流的 方法。 引言：XX項(xiàng)目公司2X300MW熱電機(jī)組脫硫吸收塔為噴淋空塔，內(nèi)置煙氣隔板，設(shè)置三層漿液噴淋層，除霧器 布置在脫硫后凈煙氣煙道，不設(shè) GGH公用石灰石制漿、工藝水及石膏脫水系統(tǒng)。1狀況：自

2、20xx年3月起，#1、#2脫硫吸收塔排水地坑持續(xù)發(fā)生大量漿液起泡溢流，其中#1吸收塔排水地坑溢流漿液呈黑色，#2吸收塔地坑溢流顏色較淺，并隨時(shí)間變化逐步呈現(xiàn)黃褐色(見(jiàn)下圖)。針對(duì)#1、#2吸收塔排水地坑漿液起泡溢流異常工況的跟蹤、分析及治理過(guò)程，判斷造成此次脫硫吸收塔漿液起 泡溢流的原因?yàn)槎喾矫嬖蚓C合作用的結(jié)果，針對(duì)目前國(guó)內(nèi)石灰石一石膏濕法脫硫工藝系統(tǒng)中，吸收塔漿 液起泡溢流較為常見(jiàn)的幾種影響因素，有針對(duì)性的收集、整理、統(tǒng)計(jì)和分析有關(guān)技術(shù)參數(shù)，采用排除法， 查找主要影響因素，有針對(duì)性的制定技術(shù)管控措施，提高脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。圖1 :溢流漿液圖2: #2吸收塔入口石膏堆積2漿液起泡溢流的

3、影響因素1 吸收塔“虛假"液位；2脫硫系統(tǒng)前端設(shè)備運(yùn)行工況惡化的影響;3. 脫硫系統(tǒng)本身運(yùn)行工況的影響；4. 脫硫工藝水水質(zhì)影響；5. 石灰石粉成分的影響；6. 脫硫消泡劑影響因素；2.1吸收塔“虛假”液位對(duì)于采用壓差式液位計(jì)測(cè)量吸收塔液位的電廠，由于液位測(cè)量裝置多采用裝在吸收塔下部的，脫硫控制系統(tǒng)(DCS)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(lái)的值，由于密度值的變化造 成吸收塔內(nèi)真實(shí)液位高于顯示液位，形成“虛假液位。同時(shí)吸收塔底部漿液擾動(dòng)引起液位波動(dòng)，從而 導(dǎo)致吸收塔間歇性溢流。XX項(xiàng)目#1、#2機(jī)組吸收塔排水地坑溢流漿液來(lái)自除霧器后疏水管路，起泡溢流漿液主

4、要來(lái)自除霧器后沖洗水?dāng)y帶的大量漿液泡沫。由于脫硫系統(tǒng)除霧器為外置式折板型除霧器，布置在脫硫吸收塔出口凈煙氣煙 道中，另外由于吸收塔內(nèi)置煙氣隔板，漿液泡沫進(jìn)人除霧器后有兩個(gè)途徑：一是通過(guò)煙氣攜帶經(jīng)噴淋層洗 滌后隨煙氣進(jìn)人凈煙氣煙道；二是因吸收塔液位過(guò)高造成漿液溢流進(jìn)人凈煙氣煙道后被洗滌后煙氣攜帶由 于第一種途徑需要由吸收塔中部向上經(jīng)三層噴淋層石灰石漿液沖刷后再折返向下進(jìn)人凈煙氣煙道，阻力及 洗滌作用均會(huì)減少煙氣對(duì)漿液泡沫的攜帶，因此第二種途徑是漿液泡沫進(jìn)人吸收塔的主要路徑。圖3: #2吸收塔內(nèi)煙氣隔板吸收塔實(shí)際液位可以通過(guò)公式H=P/pg計(jì)算，式中H為漿液池高度；P為壓力變送器測(cè)量值；p 為漿液

5、取樣處密度；g為重力加速度。20xx年3月1 5日9: 00，對(duì)吸收塔漿液池高度進(jìn)行計(jì)算標(biāo)定，計(jì)算得出 液而高度為4.95米，儀表顯示測(cè)量高度為 5.3米，負(fù)誤差0.35米。但是由于計(jì)算中所用密度值取樣位 于吸收塔底部，位置區(qū)域介質(zhì)主要為固液兩項(xiàng)。而測(cè)量?jī)x表中密度值采用壓力變送器高度差換算得岀，位 置區(qū)域介質(zhì)為固、液、氣三項(xiàng)，所以計(jì)算中所用手工監(jiān)測(cè)密度值較儀表測(cè)量密度值偏高。用儀表?yè)Q算得岀 的密度值對(duì)計(jì)算得岀的液位進(jìn)行修正，計(jì)算液位為5.6米，正誤差0.33米，由于差壓式液位計(jì)位于距吸收塔零米1.5m標(biāo)高處，吸收塔內(nèi)正常液位高度在5.3 5.6米之間，所以計(jì)算液位（實(shí)際液位）不僅比測(cè)量液位高，

6、而且誤差會(huì)超過(guò) 0.33米。實(shí)際的高液位造成的后果是容易造成吸收塔內(nèi)漿液泡沫進(jìn)入凈煙道被煙氣攜帶，進(jìn)入原煙氣煙道對(duì)增壓風(fēng) 機(jī)產(chǎn)生破壞。實(shí)際的低液位可能造成煙氣從隔板下短路進(jìn)入凈煙氣煙道，造成脫硫?qū)缈诙趸驖舛人查g 偏高。2.2脫硫系統(tǒng)前端設(shè)備運(yùn)行工況惡化的影響鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中投油、燃燒不充分，飛灰中有部分碳顆?；蚪褂碗S煙氣進(jìn)入吸收塔，造成吸收塔漿液有 機(jī)物含量增加，當(dāng)上述物質(zhì)在吸收塔內(nèi)富集到一定程度時(shí)，在循環(huán)漿液泵作用下吸收塔內(nèi)液面容易產(chǎn)生泡 沫。自20xx年2月下旬至3月中旬，#1、#2機(jī)組脫硫系統(tǒng)持續(xù)發(fā)生漿液溢流冒泡問(wèn)題，從主要影響因素分析，可以分為兩個(gè)階段：第一階段吸收塔槳液溢流起泡以

7、上述原因?yàn)橹?，第一階段自2月21日至3月2日，#1、#2機(jī)組脫硫系統(tǒng)漿液品質(zhì)急劇惡化，漿液顏色變黑，多次發(fā)生黑色漿液自吸收塔地坑中心站-一季度環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,對(duì)溢流岀的漿液泡沫風(fēng)干后溢流事件通過(guò)對(duì)鍋爐飛灰含碳量、鍋爐岀口含氧量指標(biāo)進(jìn)行跟蹤分析，并結(jié)合 省環(huán)境監(jiān)測(cè)取樣化驗(yàn)，結(jié)果如下：圖4: #2增壓風(fēng)機(jī)導(dǎo)流葉片表1 :煤灰成份分析時(shí)間KNaCaMgCuFeSiAlSP2月4日1.630.6215.7250.57204.9476716.744.7281.392月16日2.1131.1994.5090.2240.0057.72473.2613.063.1840.1113月16日1.4420.4

8、7214.911.4860.00611.755.5418.5112.470.2943月17日1.1110.62721.81.2330.00410.2948.7916.9315.850.2543月高硫1.8520.76613.590.9790.00713.2657.5817.0114.020.9564月9日0.83051.975516.7050.75350.00912.4448.2414.8718.430.568表2 :溢流漿液化驗(yàn)結(jié)果時(shí)間KNaCaMgCuFeSiAlSP吸收塔沫11.7377.90916.047.4870.0134.39920.767.10732.761.911除塵器積灰11

9、.0190.6678.2060.5460.0087.67549.518.946.7970.976除塵器積灰21.1340.5598.9360.6870.0087.78251.4920.917.2051.226吸收塔沫22.158915.729.550.014.56722.979.06232.32.021除塵器掛灰1.07850.6938.45950.4730.00759.347556.7518.564.05150.868石膏0.115024.980.61300.0983.1730.36162.8801）#1機(jī)組自2月19日9: 00-16:00持續(xù)低氧狀態(tài)高負(fù)荷運(yùn)行，鍋爐出口氧量長(zhǎng)時(shí)間低于1%

10、 #2機(jī)組2月24日4: 00-7:00 分，3月1日3:00-7:30 分，3月2日，11:30-13:30 分三個(gè)時(shí)間段持續(xù)維持鍋爐出口 氧量低于1%2）省環(huán)境監(jiān)測(cè)中心站于 20xx年3月2日下午15: 30-16:40 之間對(duì)#1、#2機(jī)組進(jìn)行污染物監(jiān)測(cè)期間，煙氣 中co含量高達(dá)1600PPm且由于一氧化碳難溶于水并積極參與脫硫化學(xué)反應(yīng)，其含量能夠說(shuō)明鍋爐缺氧燃燒，燃燒產(chǎn)物不充分；3）通過(guò)對(duì)溢流漿液風(fēng)干物進(jìn)行含碳量化驗(yàn)，化驗(yàn)結(jié)果顯示該種風(fēng)干物殘留高達(dá)25.64%的固定碳，且試驗(yàn)后殘留物呈鐵紅色，含氧化鐵較高，說(shuō)明黑色漿液表面物質(zhì)即為未完全燃燒的煤粉（見(jiàn)圖5）;圖5:吸收塔溢流漿液風(fēng)干物、

11、燒蝕殘留物及化驗(yàn)報(bào)告4）煙氣中未完全燃燒的煤粉在吸收塔內(nèi)被漿液洗滌，污染吸收塔內(nèi)部漿液，造成吸收塔溢流；5）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；2.3脫硫系統(tǒng)本身運(yùn)行工況的影響1）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；2）脫硫工況變化（例如漿液循環(huán)泵啟停對(duì)漿液的擾動(dòng)）、吸收塔液位調(diào)控不穩(wěn)定、除霧器沖洗效果不好（由于堵塞造成煙氣分層流動(dòng)，外置式除霧器后聚集大量泡沫）等因素造成吸收塔漿液溢流； 根據(jù)對(duì)#1、#2機(jī)組脫硫系統(tǒng)吸收塔漿液起

12、泡溢流的時(shí)間分析，溢流時(shí)間均發(fā)生在鍋爐升負(fù)荷幅度較大和漿 液循環(huán)泵啟動(dòng)過(guò)程中，吸收塔液位發(fā)生降低需要通過(guò)除霧器大量補(bǔ)水，造成除霧器后疏水量增大，除霧器 后聚集的泡沫瞬時(shí)間通過(guò)疏水管（溢流管）進(jìn)入吸收塔排水地坑，地坑容積無(wú)法容納造成溢流。另外，由 于啟動(dòng)漿液循環(huán)泵，對(duì)吸收塔液面造成劇烈擾動(dòng)，擾動(dòng)的直接后果是泡沫的大量生成。圖6:清洗過(guò)程中的#2吸收塔二級(jí)除霧器圖7： #2脫硫除霧器疏水管道2.4脫硫工藝水水質(zhì)影響1）脫硫工藝水中的金屬離子（Na+、Mg2+）、氯離子（Cl-）、SS （懸浮物）、COD（化學(xué)需氧量）會(huì)在脫硫吸收塔內(nèi)形成堿性物質(zhì)、絡(luò)合物及粘性雜質(zhì)，在吸收塔內(nèi)漿液析出CO及富余O氣體

13、工況下，在擾動(dòng)作用下形成大量泡沫。2）該廠脫硫系統(tǒng)工藝水水源為循環(huán)水回水（工業(yè)水系統(tǒng)），循環(huán)水水源為城市中水。3）下表3是對(duì)20xx年1-3月份脫硫工藝水、漿液指標(biāo)的封比表，從表中可以看出，脫硫工藝水水質(zhì)已 經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離脫硫工藝水設(shè)計(jì)指標(biāo)，其中由于金屬離子及氯離子含量的嚴(yán)重超標(biāo)，造成脫硫工藝水堿度增加 并富氧化性，不僅造成脫硫系統(tǒng)漿液起泡，更嚴(yán)重的后果是惡化漿液品質(zhì)，降低脫硫效率，腐蝕脫硫設(shè)備 基體。4）另外，2月25日對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)添加復(fù)合型殺菌劑，是造成3月份吸收塔漿液起泡的直接原因之一。表3:脫硫工藝水設(shè)計(jì)指標(biāo)與實(shí)際供水、漿液指標(biāo)對(duì)比表工藝水指標(biāo)單位設(shè)計(jì)指標(biāo)供水指標(biāo)漿液指標(biāo)超標(biāo)情況PH6-9

14、8.136.18/6.39達(dá)標(biāo)CaTmg/Lv 364171412超標(biāo)Cmg/LV 300233022838超標(biāo)Mg+mg/L2863048超標(biāo)CODcrmg/L1 V 4062449超標(biāo)雖然實(shí)施脫硫工藝水技改項(xiàng)目引入深井水，但是水量不到10噸/時(shí)，對(duì)于高達(dá)100噸/時(shí)補(bǔ)水量的需求，不能從根本上解決脫硫工藝水水質(zhì)問(wèn)題。另外由于中水污泥進(jìn)入脫硫吸收塔，污泥中沉淀的大量重金屬離子和中水懸浮物沉積物隨污泥進(jìn)入脫硫系統(tǒng)也是長(zhǎng)期造成脫硫吸收塔漿液起泡的原因。20 xx年3月1 4 日，由于中水系統(tǒng)#1機(jī)加池排泥系統(tǒng)故障，清理#1機(jī)加池，大量沉積多時(shí)的污泥進(jìn)入脫硫吸收塔，加重了吸收塔漿液的起泡。2.5石灰

15、石粉成分的影響石灰石粉中含有MgO如果MgO含量超標(biāo)不僅影響脫硫效率，而且與SO2-反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量的泡沫。目前，該廠使用的石灰石粉主要來(lái)自XXX和XXX石灰石粉礦石 MgC含量正常情況下1%部分石灰石粉能夠達(dá)到0.5%以下。2.6脫硫消泡劑影響因素針對(duì)吸收塔漿液起泡現(xiàn)象，直接的措施是在吸收塔排水地坑內(nèi)加入消泡劑SN-9230T。消泡劑的使用效果與兩個(gè)因素有關(guān)：一是消泡劑的性質(zhì)；二是定期添加量是否滿(mǎn)足要求。要考慮所加消泡劑工作原理，是否對(duì) 整個(gè)運(yùn)行環(huán)境產(chǎn)生影響；消泡劑要多次少量添加，一次性加入對(duì)系統(tǒng)影響較大，容易形成盲點(diǎn)，引起脫硫 效率下降，嚴(yán)重會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)停運(yùn)。3.吸收塔漿液起泡溢流的解決辦

16、法3.1吸收塔漿液起泡溢流的原則性處理流程1）要消除已經(jīng)產(chǎn)生的泡沫：2）要通過(guò)運(yùn)行方式的調(diào)整，緩解起泡溢流現(xiàn)象；3）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)；3.2針對(duì)#1、#2機(jī)組吸收塔漿液溢流起泡的具體技術(shù)措施1）確定合理的吸收塔運(yùn)行液位，減小漿液溢流量，防止?jié){液進(jìn)入吸收塔入口煙道。2）改善鍋爐燃燒工況，徹底消除#1機(jī)組煙風(fēng)、除塵系統(tǒng)漏風(fēng)，提高鍋爐（額定負(fù)荷）出口過(guò)量空氣系數(shù)）1.19。3）暫停#1、#2電除塵器節(jié)能運(yùn)行方式，恢復(fù)正常高壓供電方式；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）加強(qiáng)吸收塔漿液、廢水、石灰石漿液、石灰石粉和石膏的化學(xué)

17、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)有惡化趨勢(shì)應(yīng)及時(shí)采取處理措施。6）提高脫硫系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)控的預(yù)判能力，鍋爐升負(fù)荷及啟動(dòng)漿液循環(huán)泵前做好預(yù)控措施，避免低液位時(shí)短時(shí)間通過(guò)除霧器大量補(bǔ)水，避免在高液位時(shí)啟動(dòng)漿液循環(huán)泵；在 #1、#2機(jī)組脫硫效率 95%寸，停止 B或C泵運(yùn)行，可以有效減少漿液溢流量，避免B泵和C泵組合運(yùn)行；7）提高脫硫輔控運(yùn)行人員對(duì)入爐煤含硫量及灰份的預(yù)控判斷，入廠高硫煤進(jìn)行堆存摻配，保證入爐煤含硫 量0.8%。值長(zhǎng)每班將入廠煤化驗(yàn)單通報(bào)脫硫集控，對(duì)脫硫入口二氧化硫濃度提前預(yù)判，做好預(yù)控措施；8）對(duì)脫硫工藝水水質(zhì)的控制措施 首先控制中水水質(zhì)，在污水處理廠對(duì)來(lái)水水質(zhì)指標(biāo)進(jìn)

18、行監(jiān)督，重點(diǎn)監(jiān)控金屬離子（Na+、Mg+）、氯離子（Cl-）、SS （懸浮物）、COD（化學(xué)需氧量）、BOD（生化需氧量），提前通知來(lái)水水質(zhì)，做好預(yù)防措施： 降低循環(huán)水循環(huán)倍率； 技術(shù)改造改善脫硫工藝水水質(zhì)； 將中水污泥連續(xù)補(bǔ)充石灰石漿液箱方式改為間斷補(bǔ)入； 化學(xué)專(zhuān)業(yè)在對(duì)循環(huán)水添加復(fù)合式殺菌劑前通報(bào)發(fā)電部脫硫?qū)I(yè)，并由化學(xué)專(zhuān)業(yè)在加藥后三日內(nèi)對(duì)脫硫工 藝水進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)； 控制吸收塔補(bǔ)水。吸收塔補(bǔ)水主要來(lái)源于除霧器沖洗水和裝液管路沖洗水。嚴(yán)格控制鍋爐漲負(fù)荷后除霧 器沖洗水量，建議少量多次，杜絕集中大量補(bǔ)水方式（在漿液起泡現(xiàn)象得到有效控制后，對(duì)除霧器加大沖 洗，防止結(jié)垢）。嚴(yán)格控制漿液管線的沖洗水量

19、，沖洗岀水只要達(dá)到澄清就停運(yùn)，防止過(guò)多的水進(jìn)入吸收 塔。9）對(duì)石灰石粉質(zhì)量進(jìn)行控制，降低MgC含量；10）在漿液溢流起泡初期，按時(shí)定量添加消泡劑，推薦使用SN-9230T;11）在做好預(yù)控措施的同時(shí)，加強(qiáng)對(duì) #1、#2機(jī)組增壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況的監(jiān)督，重點(diǎn)是軸系振動(dòng)的監(jiān)督，避免 漿液溢流對(duì)增壓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的破壞；12）保持吸收塔排水地坑低液位運(yùn)行，起泡現(xiàn)象嚴(yán)重時(shí)采用事故漿液箱置換吸收塔被污染漿液；通過(guò)吸收塔漿液起泡現(xiàn)象的分析，吸收塔漿液起泡溢流的因素以外部因素為主，控制措施的宗旨是優(yōu)化脫 硫前端設(shè)備運(yùn)行方式，改善進(jìn)入吸收塔的物料（工藝水、石灰石粉）品質(zhì)，細(xì)化運(yùn)行操控措施，并針對(duì)今 后二氧化硫排放標(biāo)準(zhǔn)提高

20、的要求，實(shí)施技術(shù)改造，目的在于在提高脫硫系統(tǒng)穩(wěn)定性和脫硫效率，確保污染 物達(dá)標(biāo)排放，同時(shí)改善勞動(dòng)作業(yè)環(huán)境。（轉(zhuǎn)）小知識(shí)：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和對(duì)環(huán)境要求的日益嚴(yán)格，脫硫技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，新型高效脫 硫技術(shù)也不斷開(kāi)發(fā)成功，并在生產(chǎn)應(yīng)用中取得令人滿(mǎn)意的效果。目前煙氣脫硫技術(shù)種類(lèi)達(dá)幾十種，按脫硫過(guò)程是否加水和脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài)，煙氣脫硫分為：濕法、半干法、干法三大類(lèi)脫硫工藝。濕法脫硫技 術(shù)較為成熟，效率高，操作簡(jiǎn)單。傳統(tǒng)的石灰石/石灰一石膏法煙氣脫硫工藝采用鈣基脫硫劑吸收二氧化硫后生成的亞硫酸鈣、硫酸鈣。當(dāng)前脫硫技術(shù)在新建、擴(kuò)建、或改建的大型燃煤工礦企業(yè)，特別是燃煤電廠 正得到廣泛的推廣應(yīng)用，而石灰石一石膏濕法脫硫是技術(shù)最成熟、適合我國(guó)國(guó)情且國(guó)內(nèi)應(yīng)用最多的高效脫 硫工藝。工藝流程：從電除塵器出來(lái)的煙氣通過(guò)增壓風(fēng)機(jī)BUF進(jìn)入換熱器GGH煙氣被冷卻后進(jìn)入吸收塔 ABS并與石灰石漿液相混合。漿液中的部分水份蒸發(fā)掉，煙氣進(jìn)一步冷卻。煙氣經(jīng)循環(huán)石灰石稀漿的洗滌，可將煙氣中95%以上的硫脫除。同時(shí)還能將煙氣中近100%勺氯化氫除去。在吸收器的頂部，煙道氣穿過(guò)