一、項目背景

在脫硫塔的運行過程中，常常會出現泡沫問題。這些泡沫的產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，確保脫硫系統的穩定運行。

二、泡沫產生的原因分析

（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。當煙氣進入脫硫塔后，與脫硫漿液接觸反應，其中的雜質可能會引發泡沫的產生。

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

2. 煙氣流速變化

• 煙氣流速的不穩定會導致對脫硫漿液的擾動程度不同。當煙氣流速過高時，會對漿液產生強烈的攪動，使漿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，破壞了脫硫塔內的氣液平衡，導致泡沫產生。

（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，進而導致泡沫產生。

• 例如，當漿液溫度過高時，會使漿液中的水分蒸發過快，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值偏離優良范圍（一般為5 - 6），也會影響脫硫劑的電離狀態，使其不能很好地發揮消泡作用。

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（三）設備因素

1. 噴淋系統問題

• 噴淋系統的噴嘴堵塞、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形成積液，為泡沫的產生提供條件。

• 例如，噴嘴被雜質堵塞后，局部區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，這些液滴在塔內積聚，增加了泡沫產生的可能性。

• 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煙道，在塔內形成循環積累，產生泡沫。

三、消泡劑的選擇

（一）消泡劑類型

1. 硅油類消泡劑

• 具有優異的消泡性能，能夠快速降低泡沫的表面張力。其化學性質穩定，不易與其他物質發生化學反應，因此在復雜的脫硫環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，到達泡沫表面發揮作用。它對不同性質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形成的泡沫。

3. 復合型消泡劑

• 結合了多種消泡劑的優點，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快速降低泡沫高度和密度，有效抑制新泡沫的產生。可以通過實驗室小試和現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生化學反應，產生沉淀、絮凝等不良現象。否則會影響脫硫系統的正常運行。

• 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定存在且不與漿液中的其他物質發生反應。

3. 環保性

• 由于脫硫系統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境污染。所選消泡劑應符合國家和地方的環保法規要求。

• 例如，避免使用含有大量揮發性有機化合物（VOCs）或有毒有害物質的消泡劑，選擇綠色環保型消泡劑，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. 塔內直接添加

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

• 例如，在漿液循環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各個部位，及時消除新產生的泡沫。

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，降低泡沫進入塔內的數量。

• 例如，在煙道噴霧干燥系統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，然后根據實際消泡效果進行調整。

• 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. 持續添加量調整

• 在脫硫系統運行過程中，根據泡沫的產生情況和消泡效果實時調整消泡劑的持續添加量。如果泡沫產生頻繁且較多，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測裝置實時監測泡沫高度，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、消泡效果監測與評估

（一）監測方法

1. 外觀觀察法

• 定期觀察脫硫塔內漿液表面的泡沫情況，包括泡沫的高度、密度、顏色等。可以通過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。如果發現泡沫高度在短時間內迅速上升，說明泡沫產生嚴重，可能需要加大消泡劑的添加量。

2. 泡沫高度監測儀

• 安裝專業的泡沫高度監測儀，實時準確地測量漿液中泡沫的高度。這些監測儀可以將數據傳輸到控制系統，便于操作人員及時了解泡沫情況。

• 例如，泡沫高度監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。當泡沫高度超過設定的安全值時，控制系統會發出警報，提示操作人員采取相應措施。

3. 漿液參數檢測法

• 檢測漿液的一些關鍵參數，如pH值、密度、硫酸根離子濃度等，因為這些參數與泡沫的產生密切相關。通過對這些參數的變化分析，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。如果發現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。可以通過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整添加方式。

• 例如，通過在線監測煙氣中的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。