一、項目背景

在脫硫塔的運行過程中，常常會出現(xiàn)泡沫問題。這些泡沫的產(chǎn)生不僅影響脫硫效率，還可能導致漿液溢出、設備堵塞等一系列問題。因此，需要制定一套有效的脫硫塔消泡劑方案，以解決泡沫問題，確保脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

二、泡沫產(chǎn)生的原因分析

（一）煙氣因素

1. 煙氣成分復雜

• 煙氣中含有大量的硫化物、氮化物、粉塵等雜質(zhì)。當煙氣進入脫硫塔后，與脫硫漿液接觸反應，其中的雜質(zhì)可能會引發(fā)泡沫的產(chǎn)生。

• 例如，一些重金屬離子（如汞、鉛等）與漿液中的化學物質(zhì)發(fā)生反應，形成不溶性物質(zhì)，這些物質(zhì)容易吸附在氣泡表面，增加泡沫的穩(wěn)定性。

2. 煙氣流速變化

• 煙氣流速的不穩(wěn)定會導致對脫硫漿液的擾動程度不同。當煙氣流速過高時，會對漿液產(chǎn)生強烈的攪動，使?jié){液中的空氣大量混入，從而形成泡沫。

• 例如，在鍋爐負荷突然變化的情況下，煙氣流量會隨之急劇增減，破壞了脫硫塔內(nèi)的氣液平衡，導致泡沫產(chǎn)生。

（二）漿液因素

1. 漿液成分變化

• 隨著脫硫反應的進行，漿液中的化學成分會發(fā)生變化。硫酸根離子濃度的增加、亞硫酸鹽的氧化等因素都可能導致泡沫的產(chǎn)生。

• 例如，在脫硫過程中，部分亞硫酸鈣會被氧化成硫酸鈣。如果硫酸鈣的濃度超過其飽和度，就會結晶析出。這些晶體顆粒可能會附著在氣泡上，使泡沫更加穩(wěn)定。

2. 漿液溫度和pH值異常

• 不合適的漿液溫度和pH值會影響脫硫劑的溶解性和反應活性，進而導致泡沫產(chǎn)生。

• 例如，當漿液溫度過高時，會使?jié){液中的水分蒸發(fā)過快，導致漿液濃縮，表面張力增大，有利于泡沫的形成。同時，如果pH值偏離最佳范圍（一般為5 - 6），也會影響脫硫劑的電離狀態(tài)，使其不能很好地發(fā)揮消泡作用。

• 

（三）設備因素

1. 噴淋系統(tǒng)問題

• 噴淋系統(tǒng)的噴嘴堵塞、損壞或噴霧不均勻等情況會導致漿液不能充分霧化。大顆粒的漿液滴容易在塔內(nèi)形成積液，為泡沫的產(chǎn)生提供條件。

• 例如，噴嘴被雜質(zhì)堵塞后，局部區(qū)域的漿液噴射量減少，周圍的漿液就不能得到充分的混合和反應，導致該區(qū)域的泡沫增多。

2. 除霧器故障

• 除霧器用于分離煙氣中的液滴，如果除霧器出現(xiàn)故障，如堵塞、變形等，會導致液滴不能有效地從煙氣中除去，這些液滴在塔內(nèi)積聚，增加了泡沫產(chǎn)生的可能性。

• 例如，除霧器的葉片上結垢后，其除霧效率會大大降低，使得大量的漿液液滴隨煙氣進入后續(xù)煙道，在塔內(nèi)形成循環(huán)積累，產(chǎn)生泡沫。

三、消泡劑的選擇

（一）消泡劑類型

1. 硅油類消泡劑

• 具有優(yōu)異的消泡性能，能夠快速降低泡沫的表面張力。其化學性質(zhì)穩(wěn)定，不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學反應，因此在復雜的脫硫環(huán)境中能保持良好的消泡效果。

• 例如，聚二甲基硅氧烷是一種常用的硅油類消泡劑，它能夠在氣液界面迅速鋪展，取代泡沫表面的活性劑分子，使泡沫破開。

2. 聚醚類消泡劑

• 具有良好的水溶性和分散性，能夠在漿液中快速擴散，到達泡沫表面發(fā)揮作用。它對不同性質(zhì)的泡沫都有一定的消泡效果，尤其是對于含有極性基團的泡沫效果較好。

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

3. 復合型消泡劑

• 結合了多種消泡劑的優(yōu)點，通過復配不同的活性成分，達到更好的消泡效果。這種消泡劑可以根據(jù)脫硫漿液的具體成分和泡沫特性進行定制，提高消泡的針對性。

• 例如，將硅油和聚醚按一定比例混合，利用硅油的低表面張力和聚醚的良好的水溶性，可制備出適用于多種工況的復合型消泡劑。

（二）選擇標準

1. 消泡效果

• 所選消泡劑應能在短時間內(nèi)快速降低泡沫高度和密度，有效抑制新泡沫的產(chǎn)生?？梢酝ㄟ^實驗室小試和現(xiàn)場試驗來評估消泡劑的消泡效果。

• 例如，在實驗室中模擬脫硫漿液的起泡環(huán)境，加入不同種類和劑量的消泡劑，觀察泡沫消失的時間和殘留泡沫量，從而篩選出消泡效果好的消泡劑。

2. 兼容性

• 消泡劑必須與脫硫漿液有良好的兼容性，不能與漿液中的成分發(fā)生化學反應，產(chǎn)生沉淀、絮凝等不良現(xiàn)象。否則會影響脫硫系統(tǒng)的正常運行。

• 例如，在選擇消泡劑時，要考慮到漿液的pH值、離子濃度等因素，確保消泡劑在這些條件下能穩(wěn)定存在且不與漿液中的其他物質(zhì)發(fā)生反應。

3. 環(huán)保性

• 由于脫硫系統(tǒng)處理的是含有污染物的煙氣，消泡劑的使用不能增加額外的環(huán)境污染。所選消泡劑應符合國家和地方的環(huán)保法規(guī)要求。

• 例如，避免使用含有大量揮發(fā)性有機化合物（VOCs）或有毒有害物質(zhì)的消泡劑，選擇綠色環(huán)保型消泡劑，如可生物降解的聚醚類消泡劑。

四、消泡劑添加方案

（一）添加位置

1. 塔內(nèi)直接添加

• 在脫硫塔的漿液池內(nèi)設置專門的消泡劑添加點。一般可以選擇在漿液循環(huán)泵的入口附近或噴淋系統(tǒng)的主管道上安裝加藥裝置，使消泡劑能夠隨著漿液的循環(huán)或噴淋均勻地分布在塔內(nèi)。

• 例如，在漿液循環(huán)泵入口處添加消泡劑，可以利用泵的動力將消泡劑快速輸送到塔內(nèi)各個部位，及時消除新產(chǎn)生的泡沫。

2. 塔外預處理添加

• 對于一些泡沫問題比較嚴重的情況，可以在脫硫塔前的煙道或漿液預處理系統(tǒng)中添加消泡劑。這樣可以在泡沫進入脫硫塔之前就進行初步處理，降低泡沫進入塔內(nèi)的數(shù)量。

• 例如，在煙道噴霧干燥系統(tǒng)中加入適量的消泡劑，對煙氣中的液滴進行預處理，防止含有大量泡沫的煙氣進入脫硫塔。

（二）添加量確定

1. 初始添加量計算

• 根據(jù)脫硫塔的容積、漿液總量以及預期的消泡效果來確定初始添加量。一般可以先按照一定的比例（如0.1 - 0.5‰）進行添加，然后根據(jù)實際消泡效果進行調(diào)整。

• 例如，對于一個容積為100立方米的脫硫塔，漿液總量為50立方米，若按照0.3‰的比例添加消泡劑，則初始添加量為50×0.3/1000 = 0.015立方米（15升）。

2. 持續(xù)添加量調(diào)整

• 在脫硫系統(tǒng)運行過程中，根據(jù)泡沫的產(chǎn)生情況和消泡效果實時調(diào)整消泡劑的持續(xù)添加量。如果泡沫產(chǎn)生頻繁且較多，可以適當增加添加量；如果泡沫較少，可以減少添加量。

• 例如，通過安裝在脫硫塔頂部的泡沫監(jiān)測裝置實時監(jiān)測泡沫高度，當泡沫高度超過設定值（如50厘米）時，自動增加消泡劑的添加量；當泡沫高度低于設定值（如30厘米）時，適當減少添加量。

五、消泡效果監(jiān)測與評估

（一）監(jiān)測方法

1. 外觀觀察法

• 定期觀察脫硫塔內(nèi)漿液表面的泡沫情況，包括泡沫的高度、密度、顏色等?？梢酝ㄟ^設置在脫硫塔頂部的觀察窗口或者安裝攝像頭來進行觀察。

• 例如，每小時觀察一次泡沫情況，記錄泡沫的高度變化。如果發(fā)現(xiàn)泡沫高度在短時間內(nèi)迅速上升，說明泡沫產(chǎn)生嚴重，可能需要加大消泡劑的添加量。

2. 泡沫高度監(jiān)測儀

• 安裝專業(yè)的泡沫高度監(jiān)測儀，實時準確地測量漿液中泡沫的高度。這些監(jiān)測儀可以將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)，便于操作人員及時了解泡沫情況。

• 例如，泡沫高度監(jiān)測儀通過傳感器感知泡沫的高度，并將其轉換為電信號傳輸給控制系統(tǒng)。當泡沫高度超過設定的安全值時，控制系統(tǒng)會發(fā)出警報，提示操作人員采取相應措施。

3. 漿液參數(shù)檢測法

• 檢測漿液的一些關鍵參數(shù)，如pH值、密度、硫酸根離子濃度等，因為這些參數(shù)與泡沫的產(chǎn)生密切相關。通過對這些參數(shù)的變化分析，間接評估消泡效果。

• 例如，定期取樣檢測漿液的pH值和硫酸根離子濃度。如果發(fā)現(xiàn)pH值下降且硫酸根離子濃度升高，可能是由于泡沫中含有大量未反應的SO?導致的，這說明消泡效果可能不佳，需要調(diào)整消泡劑的添加策略。

（二）評估指標

1. 消泡率

• 消泡率是衡量消泡效果的重要指標之一?？梢酝ㄟ^對比添加消泡劑前后的泡沫體積或高度來計算消泡率。

• 計算公式為：消泡率 =（添加消泡劑前泡沫體積 - 添加消泡劑后泡沫體積）/添加消泡劑前泡沫體積×100%。一般來說，消泡率應達到80%以上才算合格。

2. 脫硫塔消泡劑方案對脫硫效率的影響

• 評估消泡劑對脫硫效率的影響是很關鍵的。如果添加消泡劑后，脫硫效率沒有明顯下降或者有所提高，說明消泡劑對脫硫過程的負面影響較小；反之，如果脫硫效率大幅下降，則需要考慮更換消泡劑品種或調(diào)整添加方式。

• 例如，通過在線監(jiān)測煙氣中的SO?含量來計算脫硫效率。如果添加消泡劑前脫硫效率為95%，添加消泡劑后脫硫效率為90%，則需要進一步分析原因并采取措施。