火力发电厂脱硫浆液起泡与无机离子的相关性实验研究*

2020-10-18包文运向朝虎郭行义高良敏陈晓晴王新富查甫更

广州化工 2020年19期

吴晔，包文运，向朝虎，郭行义，高良敏，陈晓晴，王新富，查甫更

(1 大唐环境产业集团股份有限公司特许经营分公司，江苏南京 211100；2 大唐环境产业集团股份有限公司马鞍山项目部，安徽当涂 243100；3 安徽理工大学地球与环境学院，安徽淮南 232001)

湿法烟气脱硫技术是现行国际范围内使用最广泛的脱硫技术，使用率高达85%，而石灰石-石膏法烟气脱硫技术则占使用湿法烟气脱硫技术电厂的36.7%[1]。石灰石-石膏法实质上是将已经破碎研磨完毕的石灰石原料与适量的水混合制成浆液。当烟气通入石灰石浆液时，烟气中的SO2会被浆液吸收，并且与浆液中的CaCO3和鼓入的空气发生化学反应生成石膏[2]。石灰石-石膏湿法烟气脱硫(FGD)的核心装置为吸收塔[3]，在运行生产中，吸收塔液位计受到循环泵扰动、烟气中粉尘浓度超标都可能引起吸收塔浆液起泡[5-6]。大量的气泡在吸收塔浆液的液面生成和积累不仅会导致浆液溢流，还会影响增压风机的运行[4]。针对火力发电厂脱硫吸收塔起泡，我国目前仍采用人工监控、加消泡剂、运行调节等手段阻止起泡现象的发生。本文以马鞍山当涂火力发电厂脱硫塔浆液起泡为研究对象，对马鞍山火力发电厂中1#吸收塔、2#吸收塔中的浆液进行了采集，测定浆液中无机组分的含量，分析并探讨浆液中无机离子对火力发电厂脱硫浆液起泡的影响，以寻求解决吸收塔浆液起泡问题的技术途径，以确保脱硫系统的高效稳定运行。

1 当涂火力发电厂基本概况

马鞍山当涂火力发电厂一期工程2×660 MW超临界机组烟气脱硫工程，采用FGD工艺，按一炉一塔配置。FGD装置采用喷淋塔作为主设备，整套系统由8个子系统组成：石灰石卸料系统、浆液制备系统、吸收塔系统、工艺水系统、事故浆液系统、石膏脱水系统、废水旋流器系统和滤液回收系统。

2016年5月，1#FGD已经经历了一次超低排放的改造，若1#FGD入口的烟气中SO2的浓度不大于2800 mg/Nm3，则1#吸收塔即已达到超低排放的标准；2#FGD也应满足入口烟尘浓度不大于1960 mg/Nm3、出口烟尘浓度不大于30 mg/Nm3、出口SO2浓度不大于200 mg/Nm3、出口NOx浓度不大于100 mg/Nm3。本脱硫系统中未设增压风机和烟气换热系统，也无旁路烟道，1#吸收塔塔内设4层喷淋层，3级除雾器；最上一层喷淋层上方安装有新增的高效(除尘)除雾装置及其附属设备，以保证1#吸收塔的出口处烟气固体颗粒物浓度<5 mg/Nm3。为了确保新增一层高效除雾(除尘)装置、喷淋层及烟气匀流装置安装所需空间，抬高原有吸收塔高度至44.65 m。脱硫装置能适应30%～100%的负荷范围。

2 实验样品采集

3 实验数据分析

3.1 消泡剂对浆液无机离子浓度的影响

图1 1#吸收塔中消泡剂对浆液无机组分浓度的影响Fig.1 Effect of No.1 absorption tower defoamer on the concentration of inorganic components in the slurry

图2 2#吸收塔中消泡剂对浆液无机组分浓度的影响Fig.2 The effect of defoamer on the concentration of inorganic components in the slurry in 2# absorption tower

综合对比1#、2#吸收塔消泡剂的添加量，8月23日两个吸收塔在取样期间均使用了最多的消泡剂，整体来看，2#吸收塔Cl-含量持续上升，而1#吸收塔Cl-含量则随测试时间波动较大，大量存在的Cl-不仅会对腐蚀烟道及吸收塔内部，还会与金属离子反应生成能增加泡沫表面张力的络合物，这从一定程度上增加了浆液中泡沫的稳定性。