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石灰投加石灰石-石膏湿法烟气脱硫浆液起泡探讨

时间:2011-11-01 21:41:14  来源:上海龙亚加药装置  作者:龙亚加药装置

择要:[/b]在石灰石-生石膏法脱硫中,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-生石膏法中吸收塔浆液孕育发生溢流现象的各类缘故原由,提出防止息争决吸收塔浆液溢流的方法,包管脱硫系统的正常运行。

根据国家环保总局统计,2006年我国SO2排放量达2588×104 t,居世界首位,由此引发的酸雨等环境问题日益闪现。近年来,随着火电行业的迅猛发展以及我国环境掩护轨制的逐渐健全规范,烟气脱硫系统能否正常投入,稳定运行已成为火电企业很是关注的问题。在现有各类脱硫方法中,石灰石-生石膏法因为技术成熟,脱硫效率高档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-生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--由于气泡儿、或者泡沫引起的"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者搅拌器搅拌、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

正常理况下,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施用,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运送,就会进入到原烟气烟道中,从而引发各类事故或者影响正常运行,首要危害归纳如下:

(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,使防腐内衬孕育发生应力,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,孕育发生烟道垢下腐蚀,减短了烟道的施用寿命和检修周期,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,甚至是叶片段裂,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,上面所说的情况发生的有可能性更大。

(3)吸收塔浮现起泡溢流后,吸收塔运行液位被迫减低,脱硫反应氧化效果不能包管,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,生石膏排除泵入口浆液泡沫增加,泵出口压力减低,无法正常排除生石膏,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吸收塔起泡溢流缘故原由分析

泡沫由于外貌作用而生成,是气体分离在液体中的分离体系,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,形成巨细不等的气泡儿。泡沫的孕育发生是由于气体分离于液体中形成气-液的分离体,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,其增加值为液体外貌张力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。若液体的外貌张力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,由于外貌张力的作用,膜收缩为球状形成泡沫,在液体的浮力作用下气泡儿上升到液面,当大量的气泡儿聚集在外貌时,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,由于气体是分离相(不连续相),浆液是分离媒质(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外貌,此时如浆液的外貌张力小,浆液中的气体就冲破液面聚集成泡沫。由此可见,泡沫的孕育发生必须具备三个条件:只有气体与液体连续又充分地接触时,才气孕育发生泡沫;当气体与液体的密度相差很是大时,才气使液体中的泡沫能很快上升到液面,久而久之就形成泡沫;外貌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快了气泡儿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。但当溶液中具有外貌活性物质或者起泡物质时,泡沫体系不稳定性削弱,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外貌张力有关,但是由于纯净液体起泡后,液膜之间能相互连接,使形成的气泡儿不断扩大,最终破裂。因此,纯净的液体不能形成稳定的泡沫,吸收塔浆液起泡是由于系统中进入了其它成分,增加了气泡儿液膜的机械强度,亦即增加了泡沫的稳定性,最终导致起泡溢流现象的孕育发生。具体引起起泡溢流的缘故原由归纳如下:

(1)锅炉在运行过程中投油、燃烧不充分,未燃尽成份随锅炉尾部烟气进入吸收塔,造成吸收塔浆液有机物含量增加。

(2)锅炉后部除尘器运行状况不佳,烟气粉尘浓度超标,含有大量惰性物质的杂质进入吸收塔后,致使吸收塔浆液重金属含量增高。重金属离子增多引起浆液外貌张力增加,从而使浆液外貌起泡

(3)脱硫用石灰石中含超过限量MgO(起泡剂),与硫酸根离子反应参生大量泡沫(泡沫灭火器哄骗的是这个原理)。

(4)脱硫用工艺水水质达不到设计要求(如中水),COD、BOD超标。

(5)脱硫装配脱水系统或者废水处理系统不能正常投入,致使吸收塔浆液品质逐渐恶化。

⑹锅炉燃烧情况不好,飞灰中有部分碳颗粒或者焦油随烟气进入吸收塔。

(7)运行过程中浮现氧化风机俄然跳闸现象,吸收塔浆液气液平衡被破坏,致使吸收塔浆液大量溢流。

3吸收塔溢流解决对策

吸收塔浆液一旦浮现起泡溢流现象后,必须及时采取妥善的处理方式,以免造成严重事故。处理方法:一是要消弭已经孕育发生的泡沫;二是要通过运行方式的调整,缓解起泡溢流现象;三是要控制进入吸收塔的各类有可能引起吸收塔浆液起泡的物质。具体实施方法如下:

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