（同煤大唐塔山第二发电有限责任公司 大同市 037000）
摘要：脱硫吸收塔浆液溢流严重危及整个湿法脱硫系统的安全稳定运行，在日常运行中比较常见。本文通过归纳总结吸收塔浆液起泡溢流的危害，进而分析浆液溢流起泡的原因，并提出切实可行的预防处理措施，对于提高脱硫系统运行的稳定性有借鉴参考意义。
关键词：浆液；起泡溢流；腐蚀；虹吸；调整；缓解
1.引言
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。本文着眼于实际生产，对吸收塔起泡溢流的危害及原因进行具体细致分析，并且提出切实可行的预防处理措施。
2.吸收塔浆液起泡溢流的主要危害
吸收塔浆液因为起泡而导致溢流是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，DCS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，再加上脉冲泵扰动、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。
2.1FGD系统运行恶化。溢流浆液量较大时，浆液从脱硫反应塔的溢流管大量涌出，吸收塔液位在短时间内急剧下降，液面无法维持原设计水平，使得脱硫效率降低。脱硫反应的氧化效果不能够得到保证，致使浆液中亚硫酸盐的含量逐渐增高，石膏品质恶化，这对脱硫装置的稳定运行十分不利。而溢出的浆液在FGD系统四周大量漫流，严重污染机组设备和厂区环境。
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浆液溢流污染图片（1）
2.2FGD系统设备损坏。如果“虚假液位”过高，溢流浆液甚至会倒流至引风机出口。在运行操作人员没有及时发现、引风机没有跳闸的情况下，溢流浆液猛烈冲击正在运行的风机叶片，造成叶片断裂，致使机组被迫停运。
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烟道防腐涂层剥落开裂图片（2）
2.3烟道防腐层破坏与腐蚀。溢流浆液进入烟道，浆液中的硫酸盐和亚硫酸盐随浆液渗到防腐层表面的毛细孔内。当水分逐渐蒸发，浆液中的硫酸盐和亚硫酸盐析出并形成结晶盐，同时体积膨胀，使防腐材料产生内应力，致使其脱皮、疏松或裂缝损坏。带结晶水的盐，在干、湿交替的环境下，体积可以增加几倍甚至几十倍，应力更大，会导致严重的剥离损坏。而且，浆液还会沉积在未防腐的原烟道中，产生烟道垢下腐蚀，缩短烟道的使用寿命和检修周期，影响机组正常运行。
2.4烟气系统积灰、堵塞。溢流浆液在吸收塔入口形成大量的石膏垢，会造成烟道积灰、阻力增加，还会造成MGGH换热面堵塞，影响FGD系统和锅炉的安全运行。
2.5液位控制困难。吸收塔内浆液起泡严重时，石膏排出泵入口浆液泡沫增加，泵出口压力降低，无法正常排出石膏，致使吸收塔内浆液密度逐渐上升，液位难以控制。
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浆液起泡严重，石膏无法正常脱水图片（3）
2.6吸收塔起泡后会出现以下现象：（1）吸收塔脉冲泵电流、氧化风机电流偏低；（2）真空脱水皮带机下料处（头部）的浆液带黑泡；（3）严重时吸收塔溢流管流出带浓黑泡沫的浆液。另外，会出现“通过除雾器冲洗水向吸收塔补水或供石灰石浆液时，吸收塔的液位降低、氧化风机电流上升，反之，停止供水、供浆时，吸收塔液位上升”这种怪现象，主要是吸收塔内部泡沫过多引起的，往吸收塔供浆或供水时，由于浆液或水从除雾器或喷淋层高处洒落，具有冲刷力，能消除液面的部分泡沫，减轻了吸收塔起泡的程度，故此时液位下降，氧化风机电流上升。
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浆液中携带大量的黑色泡沫图片（4）
3.吸收塔浆液起泡溢流的原因分析
泡沫由于表面作用而形成，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。吸收塔浆液起泡是由于系统中进入了其他成分，增加了起泡液膜的机械强度，最终导致起泡溢流现象的产生，归纳原因如下：
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浆液溢流携带碳颗粒或焦油的黑色泡沫图片（5）
3.1吸收塔浆液中有机物含量增加。锅炉燃烧不充分或在运行过程中投油，飞灰中部分未燃尽物质（包括碳颗粒或焦油）随烟气进入吸收塔，使吸收塔浆液中的有机物含量增加，发生皂化反应，在浆液表面形成油膜，被氧化风机鼓入的高压空气“压迫” 导致溢流。
3.2吸收塔浆液中重金属含量增加。锅炉尾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；石灰石含有的微量金属元素（如Cd、Ni等）。重金属离子增多会使浆液表面张力增加，从而在浆液表面产生泡沫。起泡不仅会抬升吸收塔液位，吸收塔还会由于虹吸作用而发生溢流。
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虹吸作用产生大量的浆液溢流图片（6）
3.3石灰石成分因素。石灰石遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸，高温条件下分解为氧化钙和二氧化碳。石灰石中含有MgO，如果MgO含量超标不仅影响脱硫效率，与SO42-反应会产生大量泡沫。如果石灰石成分发生某种变化，在吸收塔浆池中产生某种天然无机发泡剂，如NaHCO3、Al2（SO4）3等，混合在一起会发生反应，产生大量的CO2气体。
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石灰石粉中含有不反应的沙子及其杂物图片（7）
3.4在FGD系统运行过程中，如果停运氧化风机或启动浆液循环泵，则吸收塔浆液的气液平衡会被破坏，导致吸收塔浆液大量溢流。对于氧化风机，因其空气孔朝下，氧化风机处于开启状态时，泡沫被鼓入的氧化空气吹破，氧化风机停运时，大量泡沫生成，致使吸收塔溢流。
3.5溢流管设计不合理，产生虹吸现象。一旦出现虹吸现象，只要吸收塔内液位高于溢流液的终点液位就会连续溢流。虹吸现象是液态分子间引力与位差造成的，利用液柱压力差，使液体上升再流到低处。由于管口液面承受不同的大气压力，液体会由压力大的一边流向压力小的一边，直到两边的大气压力相等，容器内的液面变成相同高度，液体才会停止流动。
3.6吸收塔补充水水质达不到设计要求，COD、BOD等含量超标。
3.7 FGD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。
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4.吸收塔浆液起泡溢流的预防措施
吸收塔起泡往往是吸收塔浆液恶化的表征，起泡越多浆液恶化越严重，脱硫率、PH值下降越快。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。处理方法主要是：（1）是要消除已经产生的泡沫。（2）是要通过运行方式的调整，缓解起泡溢流现象。（3）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：
4.1从吸收塔排水坑定期定量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。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。
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脱硫消泡剂
4.2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。
4.3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。另外，在处理吸收塔起泡过程中应注意吸收塔溢流，如果溢流管上的透气口堵塞，溢流将源源不绝，吸收塔液位将不断降低，会引起很严重的后果。此时应尽早疏通透气口，破坏虹吸作用。
4.4降低吸收塔浆液密度，加大石膏排除量，保证新鲜浆液的不断补入。
4.5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。
4.6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。同时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。
4.7严格执行运行调度制度。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。如果投油时间较长或除尘装置不能较快修复，可采用暂时加大吸收塔的冲洗量，增加外排处理量，最大程度减少进入到脱硫系统的未燃尽成份或飞灰。
4.8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。
4.9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。
4.10一旦发生浆液起泡溢流现象，定期打开烟道底部疏水阀疏水，防止浆液到达引风机出口段。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（如停用引风机）。
4.11如采取多种处理方法，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.结论
吸收塔浆液起泡溢流是脱硫运行中常见的问题之一，不仅会污染环境，而且会对吸收塔前后的设备造成重大腐蚀，进而损伤基础设备，对整个脱硫系统的安全稳定运行非常不利，在日常运行中必须加以重视，一旦出现起泡溢流现象要及时分析原因并采取有针对性的处理办法，保证系统安全稳定运行。
参考文献：
[1]武汉龙净环保有限公司公司编制的“大同煤矿集团塔山2×660MW 坑口电厂（二期扩建）脱硫系统总承包（EPC）技术协议”。
[2]同煤大唐塔山第二发电公司脱硫系统图纸。
[3]程永新 吸收塔浆液起泡溢流的原因分析及解决办法 电力科学与工程 2010年10月第十期。