火力發電廠脫硫漿液起泡與無機離子的相關性實驗研究*

吳 曄，包文運，向朝虎，郭行義，高良敏，陳曉晴，王新富，查甫更

(1 大唐環境產業集團股份有限公司特許經營分公司，江蘇 南京 211100；2 大唐環境產業集團股份有限公司馬鞍山項目部，安徽 當涂 243100；3 安徽理工大學地球與環境學院，安徽 淮南 232001)

濕法煙氣脫硫技術是現行國際范圍內使用最廣泛的脫硫技術，使用率高達85%，而石灰石-石膏法煙氣脫硫技術則占使用濕法煙氣脫硫技術電廠的36.7%[1]。石灰石-石膏法實質上是將已經破碎研磨完畢的石灰石原料與適量的水混合制成漿液。當煙氣通入石灰石漿液時，煙氣中的SO2會被漿液吸收，并且與漿液中的CaCO3和鼓入的空氣發生化學反應生成石膏[2]。石灰石-石膏濕法煙氣脫硫(FGD)的核心裝置為吸收塔[3]，在運行生產中，吸收塔液位計受到循環泵擾動、煙氣中粉塵濃度超標都可能引起吸收塔漿液起泡[5-6]。大量的氣泡在吸收塔漿液的液面生成和積累不僅會導致漿液溢流，還會影響增壓風機的運行[4]。針對火力發電廠脫硫吸收塔起泡，我國目前仍采用人工監控、加消泡劑、運行調節等手段阻止起泡現象的發生。本文以馬鞍山當涂火力發電廠脫硫塔漿液起泡為研究對象，對馬鞍山火力發電廠中1#吸收塔、2#吸收塔中的漿液進行了采集，測定漿液中無機組分的含量，分析并探討漿液中無機離子對火力發電廠脫硫漿液起泡的影響，以尋求解決吸收塔漿液起泡問題的技術途徑，以確保脫硫系統的高效穩定運行。

1 當涂火力發電廠基本概況

馬鞍山當涂火力發電廠一期工程2×660 MW超臨界機組煙氣脫硫工程，采用FGD工藝，按一爐一塔配置。FGD裝置采用噴淋塔作為主設備，整套系統由8個子系統組成：石灰石卸料系統、漿液制備系統、吸收塔系統、工藝水系統、事故漿液系統、石膏脫水系統、廢水旋流器系統和濾液回收系統。

2016年5月，1#FGD已經經歷了一次超低排放的改造，若1#FGD入口的煙氣中SO2的濃度不大于2800 mg/Nm3，則1#吸收塔即已達到超低排放的標準；2#FGD也應滿足入口煙塵濃度不大于1960 mg/Nm3、出口煙塵濃度不大于30 mg/Nm3、出口SO2濃度不大于200 mg/Nm3、出口NOx濃度不大于100 mg/Nm3。本脫硫系統中未設增壓風機和煙氣換熱系統，也無旁路煙道，1#吸收塔塔內設4層噴淋層，3級除霧器；最上一層噴淋層上方安裝有新增的高效(除塵)除霧裝置及其附屬設備，以保證1#吸收塔的出口處煙氣固體顆粒物濃度<5 mg/Nm3。為了確保新增一層高效除霧(除塵)裝置、噴淋層及煙氣勻流裝置安裝所需空間，抬高原有吸收塔高度至44.65 m。脫硫裝置能適應30%～100%的負荷范圍。

2 實驗樣品采集

3 實驗數據分析

3.1 消泡劑對漿液無機離子濃度的影響

圖1 1#吸收塔中消泡劑對漿液無機組分濃度的影響Fig.1 Effect of No.1 absorption tower defoamer on the concentration of inorganic components in the slurry

圖2 2#吸收塔中消泡劑對漿液無機組分濃度的影響Fig.2 The effect of defoamer on the concentration of inorganic components in the slurry in 2# absorption tower

綜合對比1#、2#吸收塔消泡劑的添加量，8月23日兩個吸收塔在取樣期間均使用了最多的消泡劑，整體來看，2#吸收塔Cl-含量持續上升，而1#吸收塔Cl-含量則隨測試時間波動較大，大量存在的Cl-不僅會對腐蝕煙道及吸收塔內部，還會與金屬離子反應生成能增加泡沫表面張力的絡合物，這從一定程度上增加了漿液中泡沫的穩定性。

3.2 無機組分與理化指標的相關性分析

表1 漿液無機指標與理化指標相關系數Table 1 Correlation coefficient of inorganic index and physical and chemical index of slurry

3 結 論

無機離子均對漿液起泡具有貢獻度，從源頭合理控制無機離子的含量，在滿足實際運行生產的基礎上，通過減少石灰石漿液的供漿量，將吸收塔漿液的pH控制在標準范圍內。通過一系列措施，對引起起泡的離子進行控制，從而減少起泡現象的產生。