石灰石 - 石膏湿(shi)法(fa)烟气(qi)脱(tuo)硫工艺是目前电厂中技术相对(dui)***成熟、应(ying)用***为广(guang)(guang)泛的(de)(de)(de)(de)(de)烟气(qi)脱(tuo)硫方法(fa)，被广(guang)(guang)泛应(ying)用于1000MW 燃煤发电机(ji)组。随(sui)着(zhe)(zhe)全(quan)球污染问题的(de)(de)(de)(de)(de)日(ri)益严(yan)峻，我国不断(duan)地提高了大气(qi)排(pai)放(fang)标(biao)准，伴随(sui)着(zhe)(zhe)《燃煤电厂超低排(pai)放(fang)改(gai)造计划》实施的(de)(de)(de)(de)(de)不断(duan)深入，脱(tuo)硫系(xi)统(tong)稳定、高效的(de)(de)(de)(de)(de)运行变得(de)尤为重(zhong)要(yao)，所(suo)以(yi)脱(tuo)硫系(xi)统(tong)后(hou)续的(de)(de)(de)(de)(de)发展(zhan)方向(xiang)必(bi)将沿着(zhe)(zhe)精(jing)细化(hua)、专业化(hua)发展(zhan)。吸(xi)收塔(ta)浆液(ye)(ye)起泡往往会(hui)伴随(sui)着(zhe)(zhe)吸(xi)收塔(ta)溢(yi)流，造成吸(xi)收塔(ta)液(ye)(ye)位异常(chang)、环境污染及设备腐蚀(shi)等问题。基于此(ci)，本文简要(yao)阐述了脱(tuo)硫系(xi)统(tong)中吸(xi)收塔(ta)产生泡沫(mo)的(de)(de)(de)(de)(de)原因及影响因素(su)，并(bing)提出具有(you)针对(dui)性的(de)(de)(de)(de)(de)预防及解决方法(fa)。
1 泡沫生(sheng)成(cheng)原(yuan)因及(ji)影响(xiang)因素
泡(pao)(pao)(pao)沫(mo)是(shi)气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)分(fen)(fen)散在液(ye)(ye)(ye)体(ti)(ti)(ti)(ti)中所形成的(de)(de)(de)(de)彼此之间以液(ye)(ye)(ye)膜隔离的(de)(de)(de)(de)多孔膜状多分(fen)(fen)散体(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)。正常情况下(xia)泡(pao)(pao)(pao)沫(mo)生(sheng)成非常容(rong)易的(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)因(yin)有以下(xia)3个方(fang)面(mian)(mian)。***个是(shi)浆(jiang)(jiang)液(ye)(ye)(ye)中含有表面(mian)(mian)活性(xing)(xing)剂或者类(lei)似活性(xing)(xing)剂的(de)(de)(de)(de)成分(fen)(fen)，而表面(mian)(mian)活性(xing)(xing)剂在工业中通(tong)常被(bei)用作起泡(pao)(pao)(pao)剂，因(yin)此，当浆(jiang)(jiang)液(ye)(ye)(ye)中含有表面(mian)(mian)活性(xing)(xing)剂或类(lei)似活性(xing)(xing)剂的(de)(de)(de)(de)成分(fen)(fen)，活性(xing)(xing)剂处于气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)体(ti)(ti)(ti)(ti)、液(ye)(ye)(ye)体(ti)(ti)(ti)(ti)分(fen)(fen)界(jie)面(mian)(mian)，通(tong)入空(kong)气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)后，气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)受(shou)(shou)到浮力影响，浮出水(shui)面(mian)(mian)后形成气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)。控制气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)体(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)进入不(bu)能可减(jian)少(shao)或消除气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)的(de)(de)(de)(de)产生(sheng)，其(qi)原(yuan)(yuan)因(yin)是(shi)由于石(shi)灰石(shi) - 石(shi)膏湿法脱(tuo)硫工艺的(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)理(li)。吸收(shou)塔(ta)中，吸收(shou)浆(jiang)(jiang)液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)主要(yao)成分(fen)(fen)是(shi)石(shi)灰石(shi)，烟气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)中的(de)(de)(de)(de) SO2和浆(jiang)(jiang)液(ye)(ye)(ye)中的(de)(de)(de)(de) CaCO3在氧(yang)化空(kong)气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)催(cui)化下(xia)，反(fan)应生(sheng)成二(er)水(shui)石(shi)膏，其(qi)反(fan)应如式（1）所示，二(er)氧(yang)化硫被(bei)脱(tuo)除，二(er)水(shui)石(shi)膏经脱(tuo)水(shui)装置后回收(shou)。因(yin)此受(shou)(shou)反(fan)应机理(li)的(de)(de)(de)(de)影响，吸收(shou)塔(ta)内要(yao)吹入足量的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化空(kong)气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)以保证脱(tuo)硫系(xi)统的(de)(de)(de)(de)有效运行，空(kong)气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)吹入导致了溶液(ye)(ye)(ye)气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)，此为第(di)二(er)个原(yuan)(yuan)因(yin)。第(di)三个是(shi)机械搅(jiao)动导致的(de)(de)(de)(de)气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)生(sheng)成，吸收(shou)塔(ta)中部分(fen)(fen)旋转(zhuan)部件搅(jiao)动浆(jiang)(jiang)液(ye)(ye)(ye)以及(ji)循环泵作用下(xia)的(de)(de)(de)(de)浆(jiang)(jiang)液(ye)(ye)(ye)均较容(rong)易产生(sheng)气(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)。
研究(jiu)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)明，泡(pao)(pao)(pao)沫(mo)(mo)(mo)稳定性的(de)影响因素(su)(su)有 ：表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)张力、溶(rong)(rong)液(ye)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)黏(nian)(nian)度(du)、溶(rong)(rong)液(ye)泡(pao)(pao)(pao)沫(mo)(mo)(mo)双(shuang)气(qi) - 液(ye)界(jie)面(mian)(mian)结(jie)构液(ye)膜弹性、气(qi)体(ti)通过(guo)双(shuang)气(qi) -液(ye)界(jie)面(mian)(mian)结(jie)构液(ye)膜的(de)扩散、双(shuang)气(qi) - 液(ye)界(jie)面(mian)(mian)结(jie)构表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)电荷的(de)影响、溶(rong)(rong)液(ye)中(zhong)(zhong)杂质分(fen)子(zi)结(jie)构的(de)影响等。在烟气(qi)脱(tuo)硫(liu)中(zhong)(zhong)，上述因素(su)(su)中(zhong)(zhong)公(gong)认的(de)***主(zhu)要(yao)的(de)有2个，分(fen)别为(wei)气(qi)泡(pao)(pao)(pao)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)张力和溶(rong)(rong)液(ye)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)黏(nian)(nian)度(du)。当表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)张力越小(xiao)，溶(rong)(rong)液(ye)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)黏(nian)(nian)度(du)越大(da)，泡(pao)(pao)(pao)沫(mo)(mo)(mo)越容(rong)易生成(cheng)。因此增(zeng)大(da)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)张力和减小(xiao)表(biao)(biao)(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)黏(nian)(nian)度(du)即可解决泡(pao)(pao)(pao)沫(mo)(mo)(mo)易生成(cheng)的(de)问题(ti)。
2 吸(xi)收(shou)塔(ta)浆液起(qi)泡溢流原(yuan)因(yin)分析(xi)
在分(fen)析吸(xi)收塔内(nei)浆(jiang)液(ye)起泡溢流(liu)之(zhi)前，首(shou)先应明确(que)浆(jiang)液(ye)泡直接导(dao)致了浆(jiang)液(ye)溢流(liu)，因浆(jiang)液(ye)起泡，工作人(ren)员无法(fa)准(zhun)确(que)获(huo)取(qu)浆(jiang)液(ye)的(de)准(zhun)确(que)位置(zhi)，造(zao)成了吸(xi)收塔内(nei)出现(xian)虚假液(ye)位的(de)问题。就目前的(de)吸(xi)收塔液(ye)位获(huo)取(qu)方式来看，差压变送器测量计算法(fa)用(yong)的(de)较多，其基本原理公式如式（2）所示(shi)。
式中，H 为(wei)(wei)吸收塔(ta)内浆液液位；p 为(wei)(wei)压(ya)力(li)变送器的测(ce)量值；ρ 为(wei)(wei)取样处浆液密(mi)度 ；g 为(wei)(wei)重力(li)常数(shu)。
使用此方法测量(liang)起泡(pao)(pao)(pao)的浆(jiang)液(ye)(ye)(ye)液(ye)(ye)(ye)位，测量(liang)值(zhi)(zhi)和(he)实际值(zhi)(zhi)可(ke)相(xiang)差1~2m。其原(yuan)(yuan)因(yin)是由于浆(jiang)液(ye)(ye)(ye)受自身重(zhong)力的影响，浆(jiang)液(ye)(ye)(ye)密度自上而(er)下越来(lai)越大，但绝大部分(fen)工作(zuo)人员目前的浆(jiang)液(ye)(ye)(ye)取样位置都在浆(jiang)液(ye)(ye)(ye)底部，而(er)取样处密度较大，根(gen)据(ju)公(gong)式(shi)可(ke)知(zhi)，计算液(ye)(ye)(ye)位势必(bi)会(hui)比实际液(ye)(ye)(ye)位低，***终(zhong)造(zao)成浆(jiang)液(ye)(ye)(ye)溢流问题的发生。由于浆(jiang)液(ye)(ye)(ye)溢流的直接原(yuan)(yuan)因(yin)是由于浆(jiang)液(ye)(ye)(ye)起泡(pao)(pao)(pao)，因(yin)此分(fen)析(xi)浆(jiang)液(ye)(ye)(ye)起泡(pao)(pao)(pao)原(yuan)(yuan)因(yin)并针对这些原(yuan)(yuan)因(yin)，制订有针对性的措施，即(ji)可(ke)有效(xiao)地预防(fang)及缓解(jie)浆(jiang)液(ye)(ye)(ye)溢流。根(gen)据(ju)目前的运行(xing)情况进行(xing)分(fen)析(xi)，得出造(zao)成浆(jiang)液(ye)(ye)(ye)起泡(pao)(pao)(pao)的原(yuan)(yuan)因(yin)主要有以下几个(ge)方面。
1）石灰石杂质偏多。如果(guo)石灰石中氧(yang)化(hua)镁的(de)含(han)量(liang)较高（一般正常使用的(de)石灰石中氧(yang)化(hua)镁的(de)含(han)量(liang)在1% 左(zuo)右(you)），而(er)镁离(li)(li)(li)子(zi)的(de)溶(rong)解度又高于钙(gai)离(li)(li)(li)子(zi)，因此(ci)当镁离(li)(li)(li)子(zi)进(jin)入浆(jiang)液(ye)并溶(rong)于浆(jiang)液(ye)中后，就会提高浆(jiang)液(ye)中溶(rong)解盐的(de)含(han)量(liang)，从而(er)导致(zhi)浆(jiang)液(ye)中新出现(xian)的(de)气泡弹性更(geng)好，稳(wen)定(ding)性更(geng)佳，***终导致(zhi)泡沫量(liang)的(de)异(yi)常。
2）溢流管防虹吸(xi)(xi)门设计(ji)不符合使用标(biao)准，过(guo)小(xiao)的防虹吸(xi)(xi)门不仅在溢流发(fa)生时无法有(you)效破坏虹吸(xi)(xi)问题，而且容易(yi)阻(zu)塞管道，导致维护成本的增(zeng)加。
3）脱(tuo)硫系(xi)统中废(fei)水(shui)清理(li)(li)不及时、不合(he)理(li)(li)，导(dao)致了系(xi)统中循环水(shui)水(shui)质不达(da)标，杂质较(jiao)多(duo)。因此(ci)在条件允许或预算足够的情况下投(tou)入废(fei)水(shui)处理(li)(li)系(xi)统，废(fei)水(shui)经(jing)处理(li)(li)后达(da)到国(guo)家(jia)排放标准后，定期外排。
4）除(chu)(chu)雾器出(chu)(chu)现堵塞故(gu)障，不能有效的消除(chu)(chu)泡(pao)沫(mo)(mo)。吸收塔内除(chu)(chu)雾器主要被用(yong)于烟气(qi)出(chu)(chu)口位置残留液(ye)(ye)体的吸除(chu)(chu)和(he)(he)一定的消除(chu)(chu)泡(pao)沫(mo)(mo)的作用(yong)，其原理是除(chu)(chu)雾器的冲(chong)洗水(shui)能在一定程(cheng)度上压制(zhi)和(he)(he)破(po)坏泡(pao)沫(mo)(mo)，而控制(zhi)了泡(pao)沫(mo)(mo)层(ceng)的厚(hou)度，溢流(liu)现象即得(de)到(dao)了很(hen)好的避免。因此(ci)当除(chu)(chu)雾器出(chu)(chu)现堵塞故(gu)障时，缺少了一股(gu)压制(zhi)和(he)(he)破(po)坏泡(pao)沫(mo)(mo)的力量，泡(pao)沫(mo)(mo)增(zeng)(zeng)大增(zeng)(zeng)厚(hou)，提高了浆液(ye)(ye)溢流(liu)的发(fa)生(sheng)几率(lv)。
5）电除(chu)(chu)尘(chen)器(qi)(qi)末(mo)级(ji)除(chu)(chu)尘(chen)器(qi)(qi)振动(dong)频(pin)率也是影(ying)响浆(jiang)液起泡(pao)(pao)的(de)(de)(de)一大重要(yao)原因。由于(yu)电除(chu)(chu)尘(chen)器(qi)(qi)末(mo)端(duan)除(chu)(chu)尘(chen)器(qi)(qi)主要(yao)用来吸(xi)收细灰，细灰易飞扬(yang)(yang)，因此(ci)若电除(chu)(chu)尘(chen)器(qi)(qi)前后振打(da)频(pin)率一样的(de)(de)(de)话(hua)，极易造成细灰飞扬(yang)(yang)，不仅会(hui)导(dao)致烟气排放时粉(fen)尘(chen)超标，而且当(dang)大 量的(de)(de)(de)粉(fen)尘(chen)进(jin)入(ru)吸(xi)收塔浆(jiang)液中时，浆(jiang)液表面(mian)(mian)张力变大，造成泡(pao)(pao)程(cheng)学、信息反馈(kui)理论(lun)等(deng)方面(mian)(mian)应用到其中，以此(ci)构建一个完(wan)善的(de)(de)(de)设备全(quan)周期的(de)(de)(de)维修防护系(xi)统(tong)，为(wei)化工(gong)设备运行的(de)(de)(de)稳定性和安全(quan)性提供了基(ji)础性的(de)(de)(de)保障。沫厚度增加(jia)，提高溢流发生(sheng)的(de)(de)(de)概(gai)率。电除(chu)(chu)尘(chen)器(qi)(qi)前后端(duan)除(chu)(chu)尘(chen)器(qi)(qi)振打(da)频(pin)率应有(you)所(suo)差异，调(diao)整(zheng)的(de)(de)(de)标准(zhun)具(ju)体根据(ju)生(sheng)成石膏的(de)(de)(de)品质及颜色进(jin)行调(diao)整(zheng)。
6）脱(tuo)硫系统正常运行时，由于反应机(ji)(ji)理(li)，需要鼓入一定量(liang)的氧(yang)化(hua)空气，但氧(yang)化(hua)空气的量(liang)突然改(gai)变时极易造成浆(jiang)(jiang)液起泡，这种现(xian)象多发生(sheng)于氧(yang)化(hua)风机(ji)(ji)突然跳(tiao)闸时，跳(tiao)闸后(hou)氧(yang)化(hua)风量(liang)骤减，打破了(le)吸(xi)收(shou)塔内原(yuan)有的气 - 液平衡(heng)，并(bing)由此造成浆(jiang)(jiang)液起泡，***终出现(xian)溢(yi)流问(wen)题。
7）燃(ran)煤锅炉中煤粉(fen)(fen)燃(ran)烧不充分时(shi)，就会有部分碳(tan)粉(fen)(fen)随(sui)着烟气(qi)(qi)进入(ru)吸(xi)收塔(ta)内(nei)(nei)，当进入(ru)吸(xi)收塔(ta)内(nei)(nei)的(de)烟气(qi)(qi)中碳(tan)粉(fen)(fen)含量大(da)于(yu)7%时(shi)，吸(xi)收塔(ta)内(nei)(nei)发生(sheng)起泡溢流问题的(de)频(pin)率就会大(da)幅提(ti)高。
3 浆液(ye)起泡溢流(liu)的危(wei)害
1）当吸(xi)(xi)收塔内(nei)出(chu)现起泡(pao)问题(ti)时，随(sui)着气泡(pao)越来越多，导致(zhi)形成泡(pao)沫(mo)层(ceng)并越来越厚，势(shi)必会压缩吸(xi)(xi)收塔内(nei)浆(jiang)液反应区的(de)空(kong)间，增加(jia)(jia)了浆(jiang)液脱(tuo)(tuo)硫(liu)的(de)负荷(he)，脱(tuo)(tuo)硫(liu)效率明显(xian)降低。单位体积内(nei)的(de)浆(jiang)液若长时间超负荷(he)工作，势(shi)必会增加(jia)(jia)浆(jiang)液中(zhong)亚硫(liu)酸盐的(de)浓(nong)度(du)(du)(du)，而亚硫(liu)酸盐浓(nong)度(du)(du)(du)的(de)提(ti)高又会增加(jia)(jia)泡(pao)沫(mo)厚度(du)(du)(du)，导致(zhi)脱(tuo)(tuo)硫(liu)系统陷入死循环中(zhong)。
2）当吸收塔内泡沫过多造成(cheng)溢(yi)流(liu)问题时(shi)(shi)，吸收塔前后(hou)连接设(she)备及管道(dao)均会(hui)受到腐蚀，当设(she)备、管道(dao)长时(shi)(shi)间存在于腐蚀的(de)环(huan)境中时(shi)(shi)，轻(qing)则磨(mo)穿管道(dao)，造成(cheng)漏烟问题，重则造成(cheng)前后(hou)设(she)备的(de)损坏，导(dao)致脱硫系(xi)统无(wu)法正常(chang)运转，***终造成(cheng)停工(gong)停产。如溢(yi)流(liu)后(hou)会(hui)导(dao)致 GGH 无(wu)法正常(chang)对(dui)烟气进行换热处理，溢(yi)流(liu)严重时(shi)(shi)会(hui)堵塞 GGH，增加升(sheng)压(ya)风(feng)(feng)机和引风(feng)(feng)机的(de)工(gong)作(zuo)负荷，***终会(hui)导(dao)致炉膛无(wu)法维(wei)持负压(ya)。
3）起泡溢(yi)流(liu)会使石膏排出(chu)泵(beng)工作时排出(chu)大量气泡，导致泵(beng)工作电流(liu)的不稳定，***终会造成该泵(beng)的损坏。
4 预防和缓解浆(jiang)液起(qi)泡(pao)的措(cuo)施
1）完善(shan)溢(yi)流(liu)管(guan)防虹吸门的(de)设计，增(zeng)大虹吸管(guan)道的(de)直径，并增(zeng)加(jia)冲(chong)洗管(guan)的(de)设计。
2）选择停机维护时，更改排(pai)烟管道(dao)的(de)倾斜(xie)度***一定程度，溢(yi)流发生时浆液(ye)可(ke)依靠自身重力流回***吸收内为宜。
3）烟道内加装冲洗水管(guan)道，***大限度地保护设备不(bu)受浆液的腐蚀。
4）吸收塔内用于补水(shui)的水(shui)质应严格(ge)(ge)把控(kong)，循(xun)环水(shui)应加强过(guo)滤 ；石(shi)灰石(shi)料中(zhong)的 MgO 和 SiO2含(han)量应严格(ge)(ge)把控(kong)，超标(biao)的石(shi)灰石(shi)料坚决不使(shi)用。
5）尽可能使吸(xi)收塔(ta)内所有补充用水(shui)都经过除雾(wu)器(qi)进入塔(ta)内 ；定期分析除雾(wu)器(qi)冲洗水(shui)压(ya)。
6）条件允(yun)许的(de)情况下(xia)，废(fei)水系统应(ying)及(ji)时外排(pai)废(fei)水。
7）及(ji)时、准确地调整燃烧环境，定时清理磨煤机(ji)分离器(qi)，减(jian)少颗粒超大(da)的煤粉进入(ru)燃烧室的概率(lv)。
8）氧化(hua)(hua)风机的运行状况(kuang)应视吸收塔(ta)内(nei)反应情况(kuang)而定，切不可长时(shi)间鼓(gu)入(ru)过量的氧化(hua)(hua)空(kong)气，结合(he)***终石膏的成色(se)确(que)定氧化(hua)(hua)空(kong)气的需求(qiu)量，从而制订合(he)理的氧化(hua)(hua)风机启停(ting)时(shi)间。
9）吸(xi)收塔(ta)内各(ge)处(chu)(chu)浆液(ye)密度不同，为了使差压(ya)变送器(qi)测量法计算得到的数据(ju)更(geng)加接近真实值，取样处(chu)(chu)应从上***下(xia)多选(xuan)几处(chu)(chu)。
10）若经过上述措施后浆液(ye)仍然起泡严重，***好的解决办法(fa)是更换(huan)部分浆液(ye)。
5 结语
研究表明，在石灰石 - 石膏湿法烟气脱(tuo)硫(liu)工艺中吸收塔(ta)浆(jiang)液起(qi)泡(pao)溢流(liu)不仅仅是由(you)一(yi)个(ge)原(yuan)(yuan)因引起(qi)的(de)，往(wang)往(wang)由(you)多方(fang)面的(de)因素造成的(de)。当吸收塔(ta)内出(chu)现起(qi)泡(pao)溢流(liu)问题(ti)时，应(ying)及时、准确(que)地(di)分(fen)析出(chu)造成起(qi)泡(pao)溢流(liu)的(de)原(yuan)(yuan)因，根据(ju)原(yuan)(yuan)因有针对(dui)(dui)性地(di)制(zhi)订(ding)应(ying)对(dui)(dui)措施，及时制(zhi)止(zhi)浆(jiang)液溢流(liu)的(de)持续发生(sheng)，***大限(xian)度地(di)保护连接管道(dao)及设(she)备。
