燃煤电厂脱硫浆液起泡影响因子的研究

摘要：燃煤电厂在发电过程中，为了降低烟气中的二氧化硫排放，广泛采用石灰石-石膏湿法脱硫技术。然而，该技术在实际运行过程中，脱硫浆液起泡成为一个棘手的问题。浆液起泡不仅会导致虚假液位、吸收塔溢流等问题，还可能增加设备能耗，甚至影响引风机等关键设备的安全运行。因此，深入研究脱硫浆液起泡的影响因子，对于提高脱硫系统的运行稳定性和效率具有重要意义。鉴于此，本文就此展开了论述，以供参阅。

关键词：燃煤电厂；脱硫浆液；起泡

引言

随着环保法规对燃煤电厂二氧化硫排放标准持续收紧，石灰石-石膏湿法脱硫技术凭借高效、成熟优势广泛普及。但在实际运行中，脱硫浆液起泡难题凸显，泡沫充斥吸收塔、管道及泵体，干扰气液传质、降低浆液循环，致使脱硫效率下滑；泡沫夹带石膏、亚硫酸盐等固体物溢出，污染周边环境；泡沫长期附着加速设备磨损、结垢与腐蚀，增加运维成本与停机风险，故而精准剖析起泡影响因子意义重大。

1化学物质组成因素

1.1表面活性剂类物质

煤炭燃烧产生的烃类、酚类等有机物随烟气进入脱硫系统，部分具备表面活性，吸附于气液界面降低表面张力，助泡沫形成与稳定。再者，脱硫添加剂为提升反应速率、增强浆液活性引入，若选用不当含大量表面活性剂成分，会加剧起泡程度。实验表明，某电厂添加含高浓度聚醚类添加剂后，浆液表面张力骤降至30mN/m以下，泡沫层厚度从正常10cm飙升至50cm，严重影响系统运行。

1.2亚硫酸盐与硫酸盐

脱硫反应主产物亚硫酸钙、硫酸钙溶解度有限，过饱和时结晶析出，细微晶体充当泡沫“稳定剂”；亚硫酸盐氧化不完全残留，其还原性引发复杂化学反应，促使表面活性物质生成、吸附，稳固泡沫结构。现场监测发现，当吸收塔内亚硫酸盐浓度超0.5mol/L，起泡概率超80%，泡沫半衰期延长2-3倍，凸显其对起泡影响关键。

1.3重金属离子

煤中微量汞、铅、镉等重金属经燃烧气化、冷凝后溶入脱硫浆液。重金属离子改变溶液离子强度、电荷分布，干扰表面活性剂吸附脱附平衡，催化化学反应产生活性自由基，促进起泡。部分重金属还与有机物络合，增强表面活性，如汞离子与酚类形成络合物，强化泡沫稳定性，危害系统平稳。

2运行工艺参数因素

2.1浆液密度与pH值

浆液密度直观反映固体物含量，过高时颗粒碰撞频繁，裹挟气体形成泡沫；pH值关乎脱硫反应方向与速率，酸性过强抑制碳酸钙溶解，碱性过强加速亚硫酸盐氧化、晶体析出。某电厂pH值调至6.5以上时，亚硫酸盐结晶加剧，浆液密度超1200kg/m³，泡沫大量滋生，吸收塔液位波动剧烈，脱硫效率降低约15%。

2.2液气比与气体流速

液气比在脱硫工艺里宛如一把“双刃剑”，精准把控才能发挥最佳效能。它本质上决定着气液接触的紧密程度，当液气比过大时，浆液会被过度雾化，细微的液滴漫天飞舞，不可避免地夹带大量空气，为泡沫滋生埋下隐患；而气体流速一旦超出临界值，情况则愈发糟糕，强劲的气流如脱缰野马，肆意冲击着浆液，将其打散成不计其数的小液滴，顺势裹挟海量气体，泡沫就此源源不断地催生。工业实践给出了清晰警示：一旦液气比超15L/m³、气体流速达4m/s，吸收塔内瞬间泡沫肆虐，体积分数飙升超30%，气液传质效率大打折扣，系统能耗也随之水涨船高，陷入低效运行困境。

2.3搅拌强度与氧化风量

搅拌环节是维持脱硫浆液均匀稳定的重要手段，却也暗藏“起泡危机”。适度搅拌能让浆液成分均匀分布，促进反应高效进行，但强度过大时，搅拌桨叶疯狂搅动，仿若一台强力漩涡制造机，源源不断地卷入过量空气；氧化风量同样不容小觑，它肩负着为亚硫酸盐氧化供给能量的重任，可风量过多就走向了反面，致使气泡上浮速度过快，来不及逸出就破碎重组，反复循环，泡沫如同滚雪球般越积越多，泛滥成灾，最终将正常的脱硫工艺进程搅得支离破碎，严重干扰系统运行。

3设备工况因素

3.1吸收塔结构设计

吸收塔作为脱硫系统核心设备，其结构设计合理性直接关联浆液起泡状况。喷淋系统是关键一环，若喷淋层数过少，浆液覆盖不匀，气液接触受限，反应不充分；间距不合理易形成喷淋“盲区”，造成局部积液，气流卷入积液形成涡旋，裹挟空气生成顽固泡沫。塔径与高度搭配不当，气液分离空间局促，上升泡沫无法及时逸出，不断累积致使泡沫泛滥。新型吸收塔经精准模拟、改良，优化喷淋布局，消除积液隐患，气液流动顺畅，泡沫锐减，脱硫效率随之提升10%，凸显结构精巧之益。

3.2除雾器性能

除雾器肩负拦截雾滴、净化气流重任，性能优劣关乎起泡与否。运行中，除雾不彻底是“大忌”，细微雾滴裹挟灰尘、亚硫酸盐等杂质折回吸收塔，让浆液愈发浓稠，表面张力改变，起泡诱因大增；一旦除雾器堵塞，气流阻力飙升，内部压降急剧增大，原本平稳气流紊乱不堪，强力冲击浆液，加剧泡沫生成与裹挟。唯有严守定期清洗、按需更换除雾器元件准则，维持其高效除雾性能，方能牢牢把控起泡源头，实现泡沫夹带率降低70%以上。

3.3泵体与管道磨损

泵体运转、管道输浆时的磨损，是催生脱硫浆液起泡的“隐匿帮凶”。泵叶轮高速转动，似利刃切削浆液，管道内流体湍急奔涌，内壁不堪冲击，日渐磨损粗糙。粗糙面宛如陷阱，极易挂附浆液，气泡一经生成便被“捕捉”；磨损处金属离子还会溶入浆液，扰乱原有化学平衡，协同表面活性物质，催化起泡反应。对此，选用高硬度、耐腐蚀耐磨材料打造泵体与管道，结合工况优化泵选型，定期巡检维护，能有效破除磨损引发的起泡“困局”。

4微生物因素

在燃煤电厂的脱硫系统里，脱硫浆液构成了一个温度适宜、营养物质充裕的独特生态环境，宛如一片“微生物温床”，悄然滋生出细菌、真菌以及藻类等多元微生物群落。这些微生物虽个体微小，却在起泡现象中扮演着举足轻重的角色。

诸多细菌在代谢进程中，源源不断地产出多糖、蛋白质这类黏性物质。这些黏性物质如同细密的蛛丝，紧紧地包裹住浆液中生成的气泡，赋予气泡更强的结构韧性，使其稳定性大幅跃升，难以轻易破裂消散；真菌则施展着别样的“生存策略”，它们伸展出细长的菌丝，仿若天然的绳索，一圈又一圈地缠绕在气泡周边，宛如给气泡穿上一层防护铠甲，有效阻拦了气泡的正常破灭进程。

藻类更是不甘示弱，凭借光合作用这一独特“本领”，持续向浆液中释放氧气，无形之中为气泡的产生“添砖加瓦”，致使气泡数量呈直线攀升。大量实例与监测数据有力证实，微生物群落的数量、活跃度与其所在区域的起泡程度存在显著正相关关系。就拿某电厂来说，每逢夏日高温时节，微生物群落迎来“狂欢”，活跃度飙升，彼时泡沫体积急剧膨胀，一度达到日常水准的3倍之巨。由此可见，着力治理微生物污染，斩断这一关键起泡诱因，对精准、高效控制脱硫浆液起泡现象而言，不可或缺、意义非凡。

结束语

综上所述，燃煤电厂脱硫浆液起泡受多元因素交织影响，化学物质、工艺参数、设备工况及微生物各环节紧密关联、协同作用。未来研究应聚焦多因子耦合定量模型构建，借助大数据、人工智能精准预测起泡；研发绿色高效消泡剂，结合物理消泡手段，探索从源头削减起泡诱因、现场快速消泡的综合防控策略，保障脱硫系统高效稳定，助力燃煤电厂绿色可持续发展。

参考文献

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