脱硫塔消泡剂方案

一、项目背景

在脱硫塔的运行过程中，常常会出现泡沫问题。这些泡沫的产生不仅影响脱硫效率，还可能导致浆液溢出、设备堵塞等一系列问题。因此，需要制定一套有效的脱硫塔消泡剂方案，以解决泡沫问题，确保脱硫系统的稳定运行。

二、泡沫产生的原因分析

（一）烟气因素

1. 烟气成分复杂

• 烟气中含有大量的硫化物、氮化物、粉尘等杂质。当烟气进入脱硫塔后，与脱硫浆液接触反应，其中的杂质可能会引发泡沫的产生。

• 例如，一些重金属离子（如汞、铅等）与浆液中的化学物质发生反应，形成不溶性物质，这些物质容易吸附在气泡表面，增加泡沫的稳定性。

2. 烟气流速变化

• 烟气流速的不稳定会导致对脱硫浆液的扰动程度不同。当烟气流速过高时，会对浆液产生强烈的搅动，使浆液中的空气大量混入，从而形成泡沫。

• 例如，在锅炉负荷突然变化的情况下，烟气流量会随之急剧增减，破坏了脱硫塔内的气液平衡，导致泡沫产生。

（二）浆液因素

1. 浆液成分变化

• 随着脱硫反应的进行，浆液中的化学成分会发生变化。硫酸根离子浓度的增加、亚硫酸盐的氧化等因素都可能导致泡沫的产生。

• 例如，在脱硫过程中，部分亚硫酸钙会被氧化成硫酸钙。如果硫酸钙的浓度超过其饱和度，就会结晶析出。这些晶体颗粒可能会附着在气泡上，使泡沫更加稳定。

2. 浆液温度和pH值异常

• 不合适的浆液温度和pH值会影响脱硫剂的溶解性和反应活性，进而导致泡沫产生。

• 例如，当浆液温度过高时，会使浆液中的水分蒸发过快，导致浆液浓缩，表面张力增大，有利于泡沫的形成。同时，如果pH值偏离优良范围（一般为5 - 6），也会影响脱硫剂的电离状态，使其不能很好地发挥消泡作用。

• 

（三）设备因素

1. 喷淋系统问题

• 喷淋系统的喷嘴堵塞、损坏或喷雾不均匀等情况会导致浆液不能充分雾化。大颗粒的浆液滴容易在塔内形成积液，为泡沫的产生提供条件。

• 例如，喷嘴被杂质堵塞后，局部区域的浆液喷射量减少，周围的浆液就不能得到充分的混合和反应，导致该区域的泡沫增多。

2. 除雾器故障

• 除雾器用于分离烟气中的液滴，如果除雾器出现故障，如堵塞、变形等，会导致液滴不能有效地从烟气中除去，这些液滴在塔内积聚，增加了泡沫产生的可能性。

• 例如，除雾器的叶片上结垢后，其除雾效率会大大降低，使得大量的浆液液滴随烟气进入后续烟道，在塔内形成循环积累，产生泡沫。

三、消泡剂的选择

（一）消泡剂类型

1. 硅油类消泡剂

• 具有优异的消泡性能，能够快速降低泡沫的表面张力。其化学性质稳定，不易与其他物质发生化学反应，因此在复杂的脱硫环境中能保持良好的消泡效果。

• 例如，聚二甲基硅氧烷是一种常用的硅油类消泡剂，它能够在气液界面迅速铺展，取代泡沫表面的活性剂分子，使泡沫破开。

2. 聚醚类消泡剂

• 具有良好的水溶性和分散性，能够在浆液中快速扩散，到达泡沫表面发挥作用。它对不同性质的泡沫都有一定的消泡效果，尤其是对于含有极性基团的泡沫效果较好。

• 例如，聚氧乙烯聚氧丙烯甘油醚（GPEC）可以有效消除因浆液中表面活性物质形成的泡沫。

3. 复合型消泡剂

• 结合了多种消泡剂的优点，通过复配不同的活性成分，达到更好的消泡效果。这种消泡剂可以根据脱硫浆液的具体成分和泡沫特性进行定制，提高消泡的针对性。

• 例如，将硅油和聚醚按一定比例混合，利用硅油的低表面张力和聚醚的良好的水溶性，可制备出适用于多种工况的复合型消泡剂。

（二）选择标准

1. 消泡效果

• 所选消泡剂应能在短时间内快速降低泡沫高度和密度，有效抑制新泡沫的产生。可以通过实验室小试和现场试验来评估消泡剂的消泡效果。

• 例如，在实验室中模拟脱硫浆液的起泡环境，加入不同种类和剂量的消泡剂，观察泡沫消失的时间和残留泡沫量，从而筛选出消泡效果好的消泡剂。

2. 兼容性

• 消泡剂必须与脱硫浆液有良好的兼容性，不能与浆液中的成分发生化学反应，产生沉淀、絮凝等不良现象。否则会影响脱硫系统的正常运行。

• 例如，在选择消泡剂时，要考虑到浆液的pH值、离子浓度等因素，确保消泡剂在这些条件下能稳定存在且不与浆液中的其他物质发生反应。

3. 环保性

• 由于脱硫系统处理的是含有污染物的烟气，消泡剂的使用不能增加额外的环境污染。所选消泡剂应符合国家和地方的环保法规要求。

• 例如，避免使用含有大量挥发性有机化合物（VOCs）或有毒有害物质的消泡剂，选择绿色环保型消泡剂，如可生物降解的聚醚类消泡剂。

四、消泡剂添加方案

（一）添加位置

1. 塔内直接添加

• 在脱硫塔的浆液池内设置专门的消泡剂添加点。一般可以选择在浆液循环泵的入口附近或喷淋系统的主管道上安装加药装置，使消泡剂能够随着浆液的循环或喷淋均匀地分布在塔内。

• 例如，在浆液循环泵入口处添加消泡剂，可以利用泵的动力将消泡剂快速输送到塔内各个部位，及时消除新产生的泡沫。

2. 塔外预处理添加

• 对于一些泡沫问题比较严重的情况，可以在脱硫塔前的烟道或浆液预处理系统中添加消泡剂。这样可以在泡沫进入脱硫塔之前就进行初步处理，降低泡沫进入塔内的数量。

• 例如，在烟道喷雾干燥系统中加入适量的消泡剂，对烟气中的液滴进行预处理，防止含有大量泡沫的烟气进入脱硫塔。

（二）添加量确定

1. 初始添加量计算

• 根据脱硫塔的容积、浆液总量以及预期的消泡效果来确定初始添加量。一般可以先按照一定的比例（如0.1 - 0.5‰）进行添加，然后根据实际消泡效果进行调整。

• 例如，对于一个容积为100立方米的脱硫塔，浆液总量为50立方米，若按照0.3‰的比例添加消泡剂，则初始添加量为50×0.3/1000 = 0.015立方米（15升）。

2. 持续添加量调整

• 在脱硫系统运行过程中，根据泡沫的产生情况和消泡效果实时调整消泡剂的持续添加量。如果泡沫产生频繁且较多，可以适当增加添加量；如果泡沫较少，可以减少添加量。

• 例如，通过安装在脱硫塔顶部的泡沫监测装置实时监测泡沫高度，当泡沫高度超过设定值（如50厘米）时，自动增加消泡剂的添加量；当泡沫高度低于设定值（如30厘米）时，适当减少添加量。

五、消泡效果监测与评估

（一）监测方法

1. 外观观察法

• 定期观察脱硫塔内浆液表面的泡沫情况，包括泡沫的高度、密度、颜色等。可以通过设置在脱硫塔顶部的观察窗口或者安装摄像头来进行观察。

• 例如，每小时观察一次泡沫情况，记录泡沫的高度变化。如果发现泡沫高度在短时间内迅速上升，说明泡沫产生严重，可能需要加大消泡剂的添加量。

2. 泡沫高度监测仪

• 安装专业的泡沫高度监测仪，实时准确地测量浆液中泡沫的高度。这些监测仪可以将数据传输到控制系统，便于操作人员及时了解泡沫情况。

• 例如，泡沫高度监测仪通过传感器感知泡沫的高度，并将其转换为电信号传输给控制系统。当泡沫高度超过设定的安全值时，控制系统会发出警报，提示操作人员采取相应措施。

3. 浆液参数检测法

• 检测浆液的一些关键参数，如pH值、密度、硫酸根离子浓度等，因为这些参数与泡沫的产生密切相关。通过对这些参数的变化分析，间接评估消泡效果。

• 例如，定期取样检测浆液的pH值和硫酸根离子浓度。如果发现pH值下降且硫酸根离子浓度升高，可能是由于泡沫中含有大量未反应的SO₂导致的，这说明消泡效果可能不佳，需要调整消泡剂的添加策略。

（二）评估指标

1. 消泡率

• 消泡率是衡量消泡效果的重要指标之一。可以通过对比添加消泡剂前后的泡沫体积或高度来计算消泡率。

• 计算公式为：消泡率 =（添加消泡剂前泡沫体积 - 添加消泡剂后泡沫体积）/添加消泡剂前泡沫体积×100%。一般来说，消泡率应达到80%以上才算合格。

2. 脱硫塔消泡剂方案对脱硫效率的影响

• 评估消泡剂对脱硫效率的影响是很关键的。如果添加消泡剂后，脱硫效率没有明显下降或者有所提高，说明消泡剂对脱硫过程的负面影响较小；反之，如果脱硫效率大幅下降，则需要考虑更换消泡剂品种或调整添加方式。

• 例如，通过在线监测烟气中的SO₂含量来计算脱硫效率。如果添加消泡剂前脱硫效率为95%，添加消泡剂后脱硫效率为90%，则需要进一步分析原因并采取措施。