摘要：湿法脱硫技术在火电中应用广泛，吸收塔是其核心设备，但在运行中吸收塔会经常出现溢流现象，给火力发电厂的尾气处理造成麻烦、污染环境以及影响生产。本文主要从吸收塔的溢流现象出发分析其原因，进而给出一系列解决措施。
关键词：火电；烟气污染；吸收塔；湿法脱硫
前言
火电厂中的烟气是气体和烟尘的混合物，是污染居民区大气的主要原因，其的成分很复杂，气体中包括水蒸汽、SO2、N2、O2、CO、CO2 碳氢化合物以及氮氧化合物等，烟尘包括燃料的灰分、煤粒、油滴以及高温裂解产物等。因此烟气对环境的污染是多种毒物的复合污染。据统计，2015年1-6月份，全国规模以上电厂发电量27091亿千瓦时，同比增长0.6%。其中，火力发电20879亿千瓦时，占上半年发电量总比重77.07%。火电的发电总量在所有发电总量中占有如此高的比例，而中国火电的原料主要是煤，发电厂中煤燃烧后的烟气处理就显得尤为重要。
一、吸收塔溢流初解
在火电发电厂中，烟气的处理主要分为两个部分，一个是脱硝，另一个是脱硫，脱硝在前，脱硫在后。在脱硫过程中，由烟气注入吸收塔，经过石灰石浆液洗涤可以达到处理效果。而脱硫过程中，由于各种原因造成吸收塔溢流是一个比较常见的现象。
1.1吸收塔
火电厂中的吸收塔是烟气处理部分实现吸收操作的设备，吸收塔自下而上可分为氧化结晶区、吸收区、除雾区三个主要的功能区。原烟气通过吸收塔原烟气入口从浆液池上部进入吸收区。在吸收塔内，热烟气自下而上与多个喷淋层喷嘴喷出石灰石浆液接触发生化学吸收反应，并被冷却；净化后的烟气继续向上流经布置在塔顶的除雾器除去液滴，离开除雾器后的净烟气经加热后进入烟囱，排向大气。吸收了烟气中有害成分（主要是SO2、HCl、HF和飞灰）的循环浆液被收集在塔底的反应池中，浆液含硫酸钙、亚硫酸钙、未反应的碳酸钙、惰性物质、飞灰和各种溶质；在反应池中经过氧化、中和以及石膏结晶析出等反应逐渐形成浓度高石膏浆液。吸收塔是石灰石-石膏湿法脱硫装置中最为核心的设备，二氧化硫的脱除与脱硫产物亚硫酸钙的氧化，都是在吸收塔内完成的。因此吸收塔设计的合理与否将直接决定整个脱硫项目的成败。
1.2虹吸
虹吸是利用液面高度差的作用力现象，将液体充满一根倒U形的管状结构内后，将开口高的一端置于装满液体的容器中，容器内的液体会持续通过虹吸管从开口于更低的位置流出。吸收塔的溢流管就是倒U管，管出口接入排水坑。针对于虹吸，有两个问题：
（1）连通器的概念是上端开口下端连通的仪器，当连通状态不存在时通过改变空气密度时可发生过虹吸现象。
（2）这里面有液体压强，也有大气压的作用，假如没有大气压的作用，只有液体压强，那么管子中的水就会以A点为界线，左端往左流，右端往右流，中间形成一段真空层。在火电烟气脱硫中，由于反应剂以及氧化空气注入，很容易造成液体泡沫形成虚假液位，导致液位测试装置没有能够及时反应，液体的液位变化导致压强变化，很容易会造成虹吸现象。
吸收塔溢流管出现虹吸现象后，会造成溢流管有连续的浆液排除，直到虹吸被破坏。
二、吸收塔溢流原因分析
2.1确定吸收塔的成分以及位置
吸收塔中的成分可以分为以下部分：
2.1.1空气
进入吸收塔的气体主要有两种，一种是含有烟尘、硫化合物烟气，一种是往吸收塔底部反应池的氧化空气。当锅炉燃烧不充分或除尘效率低时，含有大量粉尘灰、惰性杂质和金属离子等的烟气进入吸收塔，可引起吸收塔浆液产生气泡。
2.1.2液体
进入吸收塔的液体，主要是浆液化后的石灰石，通过喷淋层喷嘴雾化后，洗涤含有硫化合物的烟气，而后这些液体落下到达池底的结晶化反应池。进入吸收塔的浆液化石灰石在外部是有专门的大型盛放装置，这些装置是有动力装置输送浆液化后的石灰石液体。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外一种进入吸收塔的液体是工艺水，当工艺水的水质达不到工艺要求时，吸收塔浆液品质会逐渐恶化，从而引起浆液冒泡
2.1.3反应成分
吸收塔中的反应成分，有两个部分，一个是吸收塔中部的烟气和浆液化的石灰石反应部分，其成分改变，但是反应物仍为液体。一个是池底部分，通过氧化空气与饱和液体形式的亚硫酸钙反应，形成固体的硫酸钙，直接沉淀在池底。浆液中镁离子含量超标，不仅影响脱硫效率还会与硫酸根反应生成MgSO4进而产生大量泡沫发生溢流。
2.2液位装置
在吸收塔中常用的液位装置是压差液位装置和变送器。目前，液位装置在安装位置的高低可能影响液位的准确反应；浆液泡沫多改变的浆液的密度使得吸收塔液位在DCS上显示不准确；液位装置附近没有平定周围浆液波动导致液位装置受到的压强变化幅度大。这些问题导致了液位装置有效工作。
2.3分析历史溢流破坏程度
发生溢流现象时，池底的液体突然增多，容易造成浆液在原烟气入口处沉积，严重时，浆液倒流进入原烟气通道，威胁到前端的设备安全，减少了流通面积。另外，还缩短了反应空间，增大了烟气的携带浆液能力，液滴进入后续烟道，经反应及沉积，减少了流通面积，还会影响烟道的寿命。可以让工作人员进入吸收塔的烟气排放通道，观察之前液体在通道中的淹没程度以及高度。记录溢流在吸收塔的空气通道、溢流管、以及溢流密封水箱的影响，分析出该吸收塔在溢流方面的最大破坏度和最大溢流程度。
三、吸收塔溢流现象的防治措施
在不影响塔内气体和液体接触面积和接触时间上、不影响脱硫的效率基础上，可以对吸收塔中的原料、空气、PH值、水质等进行严格要求，改变空气中的氧化量以及采取排放事故浆液等措施。
3.1吸收塔内物料严格要求
吸收塔里的物料要严格要求，因为这是引起浆液起泡导致溢流的根源。石灰石中的碳酸钙一定要达到90%以上；进入吸收塔的空气要除尘；控制浆液PH值；控制工艺水品质；按照要求排放脱硫酸废水；定时进行吸收塔内除雾喷淋消除泡沫；吸收塔底部浆液定期化验与调整。
3.2加强吸收塔液位高的监视
从吸收塔的体积，到在吸收塔中间的喷嘴的管道数目。这些管道的大小是固定的，可是在发生虹吸的时候，吸收塔的液体高度越高，发生虹吸的速度和虹吸的吸进液体就越多，所以，在可以允许生产的正常范围，可以减低吸收塔液体的高度，即吸收塔的液体的体积数量。某吸收塔溢流时，工作人员对吸收塔液液位计进行冲洗，并将液位由10.2米降至9.5米时，现场查看未见溢流管有浆液溢出。
3.3改造或者更换液位装置
吸收塔的体积表比较大，为了使得液位装置更加有效工作，改变如下：第一，给液位装置的安装高度要合理；第二，液位装置应加装保护层，保护层可以起到消除液位装置小范围的气泡现象和阻挡浆液波动，避免液位装置显示虚假液位；第三，更换新型号的液位装置或者非压力式的装置，压力式液位装置测试误差相对大。
3.4溢流扩容装置
根据上文2.3分析出来的最大浆液溢流破坏度，改变浆液溢流密封罐水箱的高度以及管径，必要的时候增加排放泵；对空气管道的部分，增加可以阻挡浆液溢流而不影响空气流动的阻隔版；加强溢流的浆液回收通道，使得浆液重新回到吸收塔的数量。以上扩容部分可以在一定程度上减少吸收塔的溢流破坏程度。
结语
在防治火电发电厂中脱硫装置吸收塔的虹吸溢流现象，在考虑效果的同时，尽量考虑留多几种措施，也要视火力发电厂的在这方面审批下来的改建费用，来选择合适的措施方法。
参考文献：
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论文作者:黄增富
论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/9
标签：吸收塔论文; 浆液论文; 烟气论文; 液位论文; 装置论文; 液体论文; 火电论文; 《基层建设》2017年第19期论文;