脱硫吸收塔溢流现象产生的原因及其控制措施

目 录

第一章 引言 .................................. 错误！未定义书签。

第二章 脱硫系统概况 ............................................ 2

2.1.脱硫基本工艺概述 ........................................... 2

2.2.脱硫吸收塔概述 ............................................. 2

第三章 吸收塔浆液溢流的现象、原因及影响 ........................ 3

3.1.吸收塔浆液溢流的现象 ....................................... 3

3.2.吸收塔浆液溢流的原因 ....................................... 3

3.2.1.发泡性杂质混入吸收塔浆液中 ................................................................ 4

3.2.2.脱硫用工艺水水质问题 ............................................................................ 4

3.2.3.氧化风机风量及跳闸问题 ........................................................................ 7

3.2.4.浆液扰动泵、浆液喷淋的影响 ................................................................ 8

3.2.5.工艺水中含有微生物的影响 .................................................................... 8

3.3.吸收塔浆液溢流的影响 ....................................... 8

第四章 吸收塔浆液溢流现象的控制措施 .......................... 10

第五章 结语 .................................. 错误！未定义书签。

参考文献 ........................................ 错误！未定义书签。

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2 第二章 脱硫系统概况

2.1.脱硫基本工艺概述

基本工艺描述：由锅炉引风机来的全部烟气在动叶可调轴流式增压风机的升压作用下进入吸收塔，烟气自下向上流动，在吸收塔洗涤区（吸收区）内，烟气与由上而下喷出的雾态的石灰石吸收剂逆向接触，从而吸收其中的SO2生成CaSO3,并在吸收塔反应池中被鼓入的空气氧化成CaSO4，进而生成石膏（CaSO4·2H2O）。脱硫后的烟气经过两层除雾器将烟气中携带的大部分液滴除去，由吸收塔顶部排出，经过气-气换热器（GGH）加热后送入烟囱排入大气。

脱硫装置的烟气入口与烟囱之间设置有旁路烟道，正常运行时烟气通过脱硫装置，事故情况或脱硫装置停机检修时烟气由旁路烟道进入烟囱。

吸收剂制备车间按2×500MW机组耗量设计。采用湿式球磨机制浆方式。石灰石原料按进厂时粒度为不大于20mm考虑。石灰石料经斗式提升机、石灰石埋刮板输送机，进入石灰石储仓。吸收剂制备系统包括1台振动给料机、1台斗式提升机、1台埋刮板输送机（石灰石仓顶）、1个石灰石仓、2台称重皮带给料机，石灰石储仓的总容量按2台锅炉在BMCR工况运行3天（日利用20 h计）的石灰石耗量设计。湿式球磨机制浆系统设置两台湿式球磨机。

在吸收塔中，石灰石浆液与氧化风机鼓入的空气和吸收塔中的二氧化硫发生反应，达到了除掉烟气中的二氧化硫的目的，并且产生副产品－石膏。吸收塔配有4台浆液循环泵。石灰石浆液和除雾器的冲洗水从上而下地通过吸收塔，最后汇集到吸收塔底部。吸收塔配有2台浆液扰动泵（一运一备），使浆液保持悬浮状。

本工程设2台真空皮带脱水机，其单台容量按燃烧设计煤种时2台锅炉BMCR工况下石膏排放量的75%设计。经石膏浆液旋流器浓缩后的石膏浆液被输送至真空皮带脱水机脱水，脱水后的石膏含水率为≤10%。

本工程工艺水主要采用电厂循环水，工艺水系统设有一个工艺水箱，三台工艺水泵(设计为2运1备，目前采用1运2备的节能方式运行)，工艺水经工艺水泵输送至各工艺水用户。

本工程除雾器冲洗系统水源取自工艺水箱，由三台除雾器冲洗水泵供给（设计为2运1备，目前采用1运2备的节能方式运行），用于吸收塔除雾器冲洗和PH测量装置冲洗。除雾器布置有三层冲洗水母管，除具备定期清洗功能外，冲洗系统还具有维持脱硫FGD系统水平衡的作用。

2.2.脱硫吸收塔概述

吸收塔概述：两台500MW机组各安装一座吸收塔，单塔处理烟气量为2011212Nm3/h，吸收塔直径为φ15m，高度为40.52m，钢结构圆柱体，内衬玻璃鳞片衬里；上部分为吸收塔华北电力大学成人教育毕业设计（论文）

3 和除雾器两部分，底部为循环浆池。每座吸收塔采用4台浆液循环泵(其中3台运行，1台备用)、4层喷淋层(每层喷淋层由一台浆液循环泵单独供浆)、2台罗茨式氧化风机（一运一备）、2台扰动泵（一运一备）、三层除雾器。

正常情况下，在保证出GGH净烟气SO2排放浓度﹤100mg/ m3的环保指标和脱硫效率＞95%的前提下，要调整吸收塔进水量和出水量平衡，维持吸收塔液位在一定的稳定范围。按照设计原则，吸收塔正常液位为14.8m，低液位控制在14.3m，高液位控制在15.3m。发生少量溢流时，吸收塔浆液溢流后通过吸收塔溢流管（溢流管布置在吸收塔16.15ｍ高的位置）流入至吸收塔区排水坑，再经由2台地坑泵（一运一备）打回吸收塔循环使用，这属于正常的运行状态。

第三章 吸收塔浆液溢流的现象、原因及影响

3.1.吸收塔浆液溢流的现象

吸收塔浆液间歇性溢流的现象是吸收塔溢流管能间断看到有浆液剧烈喷出，同时吸收塔排水坑液位上升趋势明显，排水坑泵运行启动间隔由1.8小时降至1小时甚至更短，而此时吸收塔液位（此数据在DCS画面终端中显示）在设计值之间，无超标现象。

3.2.吸收塔浆液溢流的原因

通过现场数据分析采集，初步判断导致吸收塔浆液间歇性溢流的根本原因为吸收塔运行中浆液循环时接触烟气，导致浆液中携带大量气泡或泡沫的产生，引起吸收塔液位计显示的液位远低于吸收塔内部的实际气液界面。再加上位于吸收塔底部的浆液扰动泵脉冲扰动或搅拌器搅拌，以及氧化空气鼓入、浆液喷淋等因素的综合影响引起得液位波动。泡沫是产生虚假液位的直接原因,现场安装的液位计在设计上为避免显示错误，共安装有三台压力变送器，且安装高度一致，压力变送器的工作原理是测量现有测点的压力，根据液体密度换算出当前液位高度，同时考虑到测点死区的影响，在此数值上增加1.5米的基础数值，从液位显示的原理可以看出，当吸收塔内部产生大量的泡沫时，由于泡沫与浆液的密度偏差极大，泡沫作用在液位计上的压力基本可以忽略不计，泡沫是不会对液位显示数值产生任何影响。结果造成吸收塔在线监测显示正常液位时，其实际液位已经到达溢流高度16.15米，最终导致浆液上部的泡沫型浆液大量溢流现象的发声。

脱硫系统吸收塔浆液起泡的原因分析如下： 华北电力大学成人教育毕业设计（论文）

4 3.2.1.发泡性杂质混入吸收塔浆液中

泡沫是由于表面作用而生成，它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-液界面会急剧的增加。若液体的表面张力越低，则气-液界面的面积越大，泡沫的体积也越大。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，浆液是分散介质，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。

正常情况下吸收塔浆液受浆液循环、扰动泵搅拌、氧化空气搅拌，其产生的泡沫稳定性高，理想状态下的吸收塔浆液可以设想为是一种纯净的液体，由于其起泡性只与其表面张力有关，液膜之间能相互连接，使形成的气泡不断扩大，最终破裂，不能形成稳定的泡沫[1] ，因此吸收塔浆液泡沫丰富、泡沫单体细小的特性，确定了起泡是由于系统中进入了其它发泡性成分，增加了气泡液膜的机械强度。可能性原因分析如下：

一是锅炉在启动、停运、正常运行过程中由于燃烧不充分而投入油枪稳定燃烧时，烟气中携带大量的未燃尽成份如：油烟、碳核、沥青质、多环芳烃等进入吸收塔，在吸收塔内与喷淋下来的石灰石浆液进行逆向接触，并发生一系列吸收、置换反应，造成吸收塔浆液有机物含量增加；

二是脱硫吸收剂石灰石中含有MgO（起泡剂），其在吸收塔浆液内与烟气中的硫酸根离子发生反应，由于镁盐的溶解度远高于钙盐，致使浆液中的镁离子、硫酸根离子升高，并产生富集，最终导致浆液化学成分超过原有设计标准，影响了石膏结晶形状、大小，同时增大了吸收塔浆液的黏度，浆液起泡现象失去控制；

三是经过机组电除尘器的烟气粉尘浓度超过系统运行标准，粉尘中携带的颗粒物，溶解后释放一些重金属（如：Hg、Mg、Cd、Zn等），而浆液中重金属离子增加后，浆液表面张力增加，从而使浆液表面起泡的机械强度提高，而定期向吸收塔内加入阴离子表面活性剂（消泡剂）并维持在一定浓度可以消除或缓解浆液泡沫现象，而通过增加脱硫废水排放量，可以降低浆液中重金属离子（如：Hg、Mg、Cd、Zn等）的含量，这是减少甚至消除泡沫的根本办法。

3.2.2.脱硫用工艺水水质问题

脱硫系统工艺水用水分为空压机冷却水回水（循环水）和来自于桥水库的生水，其水质见表一。脱硫系统正常情况下工艺水源采用循环水，当循环水塔投加季铵盐杀菌剂时或循环水补水系统故障时，将工艺水箱水源切换至生水。

表一：水质全分析报告（于桥库水）

报告日期： 2003 年 4月2 日

水样

名称 库水 采样地点 澄清器入口 华北电力大学成人教育毕业设计（论文）

5 采样日期：2003.3.21 8：00 分析日期：3.21～3.31

项目 结果 单位 项目 结果 单位

阳

离

子 钠+钾离子 14.29 mg/L

硬

度 总硬度 4.3 mmol/L

钙离子 50.1 mg/L 非碳酸盐硬度 1.5 mmol/L

镁离子 21.87 mg/L 碳酸盐硬度 2.8 mmol/L

铁离子 31.5 μg/L 负硬 mmol/L

铜离子 4.5 μg/L

碱

度 全碱度 2.8 mmol/L

酚酞碱度 0 mmol/L

PH 7.99

阴离子 氯离子 24 mg/L

其

它 外观 清

硫酸根 57.5 mg/L 耗氧量 4.48 mg/L

硝酸根 6 mg/L 全硅 2.18 mg/L

亚硝酸根 0 mg/L 活性硅 1.40 mg/L

碳酸氢根 170.8 mg/L 胶体硅 0.78 mg/L

碳酸根 0 mg/L 铁铝氧化物 0.5 mg/L

氢氧根 0 mg/L 全固 283.4 mg/L