电厂脱硫消泡剂竟然可以解决电厂脱硫产生的泡

作者:机械设备

1)杂质混入到吸收塔浆液中。吸收塔浆液中由 于系统中进入了其他成分,增加了气泡液膜的机械强 度,使得泡沫稳定性高,而纯净的液体由于起泡性只 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, 杂质混入的可能性原因如下:一是锅炉在运行过程中 投油、燃烧不充分,未燃尽成分随锅炉尾部烟气进入 吸收塔;二是脱硫吸收剂石灰石中含过量MgO(起泡 剂),与硫酸根离子发生反应;三是经过除尘器的烟 气粉尘浓度超标,含有过量的重金属。

(8)运行过程中要注意氧化风机的运行状况,保证备用设备处于良好的备用状态,一旦运行风机出现问题停运,及时启动备用设备,以免发生虹吸现象,造成大量浆液溢流,引发安全事故。

近年来,电厂脱硫行业的发展非常快速,而电厂脱硫企业也在不断的增多,能否稳定运行下去已成为电厂脱硫企业非常关注的问题,而电厂脱硫起泡是一个令人很头疼的问题,电厂脱硫过程中起泡既会影响工作进度,又会浪费很多人力物力,它则又是影响着电厂脱硫系统稳定运行的关键因素,那么电厂脱硫中起泡该怎么办?这时候就要用到电厂脱硫消泡剂来解决这些泡沫问题。

3)氧化风机风量及跳闸问题。氧化风机风量是 根据设计煤种含硫量而确定的,针对不同煤种,风机 没有风量调节功能,使得进入吸收塔的氧化风量大大 超过实际需要,这些富余的空气都以气泡的形式从氧 化区底部溢至浆液的表面,从而助长了浆液动态液位 的虚假值,也导致吸收塔溢流。另外运行过程中 氧化风机突然跳闸现象的出现,使吸收塔浆液气液平 衡被破坏,也会导致吸收塔浆液大量溢流。

(2)在可以暂时忽略脱硫效率的条件下,停运一台浆液循环泵以减小吸收塔内部浆液的扰动,同时减少浆液供给量。因为浆液循环量大时,浆液起泡性强。浆液循环量加大,每个分子所具有的动能加大,因而其克服内部引力,实现表面增大的可能性大,即起泡性增强。

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吸收塔浆液溢流现象的控制措施

根据国家环保总局统计,2006年我国SO2排放量达2588×104t,居世界首位[1],由此引发的酸雨等环境问题日益显现。近年来,随着火电行业的迅猛发展以及我国环境保护制度的逐渐健全规范,烟气脱硫系统能否正常投入,稳定运行已成为火电企业非常关注的问题。在现有各种脱硫方法中,石灰石-石膏法因为技术成熟,脱硫效率高等显著优点而被广泛采用。

2.泡沫的产生导致热交换器结垢堵塞

吸收塔浆液间歇性溢流的根本原因在于气泡或 泡沫的产生,引起的“虚假液位”远高于DCS所显示 的液位;再加上底部浆液扰动泵脉冲扰动或搅拌 器搅拌、氧化空气鼓入、浆液喷淋等因素的综合影响 引起液位波动。结合国华盘电公司脱硫系统吸收塔 浆液起泡的原因,分析如下:

(4)降低排除石膏时的吸收塔浆液密度,加大石膏排除量,保证新鲜浆液的不断补入。

由于起泡的原因大多数是化学反应所导致的,推荐使用化学方法—电厂脱硫消泡剂去解决泡沫问题,电厂脱硫消泡剂是专为烟气脱硫浆液发泡体系而研制,具有透明性、容性好,长效消泡抑泡性能,从而控制塔内液位,消除泡沫造成的虚高液位,防止浆液溢流,减缓因泡沫产生的热交换器结垢堵塞问题。可应用于脱硫浆液专用消泡,在抑制吸收塔起泡溢流和防止吸收塔入口浆液倒灌效果显著,明显优于其它消泡剂。

防止吸收塔浆液出现起泡溢流的现象,脱硫系统 运行人员应当时刻提高运行能力,从浆液溢流的原因 出发,做出适当的运行工况调整。

吸收塔浆液一旦出现起泡溢流现象后,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:一是要消除已经产生的泡沫;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种可能引起吸收塔浆液起泡的物质。具体实施方法如下:

2.底部浆液扰动泵脉冲扰动或搅拌器搅拌

2)脱硫废水的及时排放。盘电公司废水处理系 统,每天处理后向渣系统排放的废水为200 m3左右, 及时排放废水来降低吸收塔浆液中重金属离子、 Cl-、有机物、悬浮物及各种杂质的含量,避免因杂质 逐渐累积导致吸收塔内浆液“中毒”,造成脱硫率下 降、起泡溢流现象加剧。

(4)脱硫装置脱水系统或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。

4.浆液喷淋

1)适当降低浆液静态液位。正常运行时将吸收 塔液位控制在正常值的低限维持运行。国华盘电 公司吸收塔实际控制液位在13·0~13·5 m,主要是 防止高液位时吸收塔浆液溢流进入GGH换热元件表 面造成结垢堵塞,坚持通过石膏浆液排出泵排出石膏 浆液,降低吸收塔的密度,保持吸收塔浆液密度控制 在1 110~1 130 kg/m3之间,减少吸收塔内杂质浓度, 提高浆液质量,避免因密度过高造成浆液起泡溢流。

(6)严格控制脱硫用工艺水的水质,加强过滤和预处理工作,降低COD、BOD。同事严格控制石灰石原料,保证其中各项组分(如MgO、SiO2等)含量符合实际要求。

解决方案:

4)严格执行目前脱硫专业运行规程和各项技术 措施。与其他专业紧密配合,在主机投油或除尘装置 出现故障时,可采用暂时打开旁路烟气挡板,调小增 加风机叶片的运行方式,最大程度地减少进入到脱 硫系统的杂质或粉尘。

由此可见,泡沫的产生必须具备3个条件:只有气体与液体连续又充分地接触时,才能产生泡沫;当气体与液体的密度相差非常大时,才能使液体中的泡沫能很快上升到液面,久而久之就形成泡沫;表面张力愈小的液体愈易起泡。

3.泡沫增加了表面张力,导致塔内液位虚高,浆液溢流,流失了原材料

吸收塔浆液溢流的原因

(10)一旦发生浆液起泡溢流现象,定期打开烟道底部疏水阀疏水,防止浆液到达增压风机出口段。同时定期对吸收塔液位进行标定,保证DCS显示值的正确性。注意吸收塔入口处烟气温度,如果出现温度突然大幅降低的情况,说明浆液大量溢流进入烟道,要及时采取处理方法(如停用增压风机)。

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(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。

1.重金属离子增多引起浆液表面张力增加

5)加入消泡剂。加入消泡剂是最直接的控制手 段,定期把消泡剂加入到吸收塔地坑里通过排水坑泵 打到吸收塔中,能快速解决起泡问题。但是,该方法 不能从根本上解决问题,一旦停止加入消泡剂时间过 长,吸收塔浆液可能再次出现起泡溢流的现象,而且 消泡剂的大量使用在一定程度上增加了运行成本。

(9)加强吸收塔浆液、废水、石灰石浆液、石灰石粉和石膏得化学分析工作,有效监控脱硫系统运行状况,发现浆液品质恶化趋势,及时采取处理手段。

3.氧化空气鼓入

7)对于没有设置GGH的电厂脱硫系统,应定期 打开烟道底部疏水阀疏水,防止浆液到达增压风机出 口段。当溢流浆液进入烟道后,吸收塔入口处烟气温 度突然大幅下降,必须及时停运增压风机。

吸收塔浆液因为起泡而导致溢流是石灰石-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、或泡沫引起的“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。

电厂脱硫起泡原因:

4)浆液扰动泵、浆液喷淋的影响。盘电公司每 个吸收塔浆液循环系统有4台浆液循环泵,流量均在 7 600 m3/h,吸收塔浆液循环泵的大流量循环喷淋, 一定程度上加剧了吸收塔液位的波动。

(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表面张力增加,从而使浆液表面起泡。

4.泡沫在烟气湿法脱硫系统的吸收塔内被石灰石浆液洗涤过程中出现泡沫,导致吸收塔入口积灰

2)脱硫用工艺水水质问题。国华盘电公司脱硫 系统工艺水用水为空压机冷却水回水,该水温度较 高,夏天可达40℃左右。由于本身较高的浓缩倍率 加之经过了各种药剂处理,使得工艺水水质极不稳 定,且极易起泡。而且吸收塔在正常运行时考虑到水 平衡的因素,大量的滤液水经常不间断地补充至吸收 塔浆液中,由于滤液水为吸收塔排出浆液经石膏旋流 站旋流后的溢流,其中含有大量的重金属离子也会促 使泡沫的产生。

(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。

1.泡沫影响石灰石的脱硫效果

3)在保证脱硫效率高于95%的前提下,保持2 台浆液循环泵运行。针对盘电公司目前燃煤为低硫 煤的特点,考虑到节能方面的因素,在保证脱硫效率 的基础上,目前盘电公司在正常运行时基本上保持两 台浆液循环泵运行,由此可以减小吸收塔内部浆液的 扰动,减轻吸收塔浆液的起泡程度。

正常情况下,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使用,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输送,就会进入到原烟气烟道中,从而引发各种事故或影响正常运行,主要危害归纳如下:

电厂脱硫起泡的危害:

在湿式石灰石-石膏法脱硫的运行实践中,吸收塔溢流现象是许多火电厂经常出现的情况,浆液溢流不但易造 成环境污染,还会对运行方式的控制产生不利的影响。为此小编给大家分析下其溢流原因及其控制措施。

(3)脱硫用石灰石中含过量MgO(起泡剂),与硫酸根离子反应参生大量泡沫(泡沫灭火器利用的是这个原理)。

6)定期对吸收塔液位进行标定。盘电公司脱硫 系统吸收塔所采用液位计为压力变送器式液位计,取 三次平均值,减小液位误差,并分析动态液位与静态 液位之间关系及规律,确保DCS画面吸收塔液位显 示值的正确性。

(3)吸收塔出现起泡溢流后,吸收塔运行液位被迫降低,脱硫反应氧化效果不能保证,浆液中亚硫酸盐含量逐渐增高,致使浆液品质恶化。

总之,吸收塔浆液因起泡而溢流是石灰石-石膏法脱硫中常见的问题之一,对系统的稳定运行有很大危害,必须加以重视,一旦出现起泡溢流现象要及时采取妥善处理办法,保证系统安全、稳定运行。

(5)坚持脱硫废水的排放,从而降低吸收塔浆液重金属离子、Cl-、有机物、悬浮物及各种杂质的含量,保证吸收塔内浆液的品质。

(3)在可以保证氧化效果的前提下,适当降低吸收塔工作液位,减小浆液溢流量,防止浆液进入吸收塔入口烟道。

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(不连续相),浆液是分散介质(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表面,此时如浆液的表面张力小,浆液中的气体就冲破液面聚集成泡沫。

泡沫由于表面作用而生成,是气体分散在液体中的分散体系,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,形成大小不等的气泡。泡沫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-液界面会急剧地增加,因而体系的能量增加,其增加值为液体表面张力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。

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(6)运行过程中出现氧化风机突然跳闸现象,吸收塔浆液气液平衡被破坏,致使吸收塔浆液大量溢流。

(1)从吸收塔排水坑定期加入脱硫专用消泡剂。在吸收塔最初出现起泡溢流时,消泡剂加入量较大,在连续加入一段时间后,泡沫层逐渐变薄,减少加入量,直至稳定在一定加药量上。经过试验得出,需要指出的是消泡剂不能随便乱加,常用于水处理的有机硅消泡剂不适用与脱硫浆液的消泡环境。

(7)制定严格的运行制度。在主机投油或除尘装置出现故障时,要及时通知脱硫运行人员。如果投油时间较短或除尘装置能较快修复,可采用暂时打开旁路烟气挡板,调小增加风机叶片的运行方式,最大程度减少进入到脱硫系统的未燃尽成份或飞灰。如投油时间较长或除尘装置处理周期较长,则必须将脱硫系统退出运行。

(11)如果采取多种处理方法,并有效地控制工艺水、石灰石原料的品质,且脱水系统、废水系统投运正常,但吸收塔浆液仍旧经常溢流就要考虑倒空吸收塔内的浆液(可以将塔内浆液先打入事故浆液箱中),重新上浆。

(5)锅炉燃烧情况不好,飞灰中有部分碳颗粒或焦油随烟气进入吸收塔。

纯净的液体起泡性只与其表面张力有关,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了其它成分,增加了气泡液膜的机械强度,亦即增加了泡沫的稳定性,最终导致起泡溢流现象的产生。具体引起起泡溢流的原因归纳如下:

(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,使防腐内衬产生应力,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,产生烟道垢下腐蚀,减短了烟道的使用寿命和检修周期,影响脱硫系统正常运行。

若液体的表面张力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,由于表面张力的作用,膜收缩为球状形成泡沫,在液体的浮力作用下气上升到液面,当大量的气泡聚集在表面时,就形成了泡沫层。

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速了气泡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。但当溶液中具有表面活性物质或起泡物质时,泡沫体系不稳定性减弱,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。

在石灰石-石膏湿法脱硫中,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-石膏法中吸收塔浆液产生溢流现象的各种原因,提出防止和解决吸收塔浆液溢流的方法,保证脱硫系统的正常运行。

(4)浆液起泡严重时,石膏排除泵入口浆液泡沫增加,泵出口压力降低,无法正常排除石膏,致使浆液密度逐渐上升,液位难以控制。

所以添加普通的有机硅消泡剂不仅仅消泡效果不理想,而且由于用量大而增加运营成本。另外,应利用脱硫专用消泡剂具有抑制泡沫再生特性,根据吸收塔起泡的情况每天适当的加入消泡剂以抑制泡沫再生。

(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,甚至是叶片断裂,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,上述情况发生的可能性更大。

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