電捕焦油器的結(jié)構(gòu)改造與性能優(yōu)化研究

王靈果 宗俊華 解利芹

1 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院（050026） 2 石家莊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)冀能化工設(shè)備有限公司（052165）

電捕焦油器的結(jié)構(gòu)改造與性能優(yōu)化研究

王靈果1宗俊華2解利芹1

1 河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院（050026） 2 石家莊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)冀能化工設(shè)備有限公司（052165）

針對(duì)電捕焦油器運(yùn)行不平穩(wěn)、捕焦油效率降低等現(xiàn)象，提出了對(duì)電捕焦油器的結(jié)構(gòu)改造與優(yōu)化方案，并進(jìn)行了主體結(jié)構(gòu)改造，提高了電捕運(yùn)行穩(wěn)定性和捕集焦油效率。

電捕焦油器；結(jié)構(gòu)改造；性能優(yōu)化

電捕焦油器在煤氣凈化工藝中用于捕集煤氣中的焦油霧，降低電捕后煤氣含焦油量，確保煤氣質(zhì)量及其凈化系統(tǒng)的高效運(yùn)行，因此電捕的結(jié)構(gòu)改造及其運(yùn)行穩(wěn)定性、捕集焦油效率等性能優(yōu)化成為生產(chǎn)和科技研究關(guān)注的重點(diǎn)。

1 電捕焦油器結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)

目前，國(guó)內(nèi)大部分焦化和煤氣制造行業(yè)多數(shù)采用的是豎管或蜂窩式電捕焦油器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

電捕焦油器主要由圓筒形殼體、電暈極、沉淀極、上下吊柱、氣體分布板等構(gòu)成。在沉降管的中心懸掛著電暈極導(dǎo)線，由上下吊桿拉緊，并保持偏心度不大于3 mm。蜂窩式電捕的沉淀極是由不銹鋼板制成的六邊型蜂窩管構(gòu)成，這種蜂窩狀管束最大限度地利用了電捕焦油器的有效面積，凈化效果好，并可根據(jù)煤氣的處理量采用不同的蜂窩數(shù)和蜂窩直徑。電暈極是采用高強(qiáng)碳素鋼絲制作。

電捕焦油器頂部設(shè)有絕緣箱，高壓電源由此引入。為了防止煤氣中的焦油、萘及水汽等在絕緣子上冷凝沉積,可在絕緣箱內(nèi)充入壓力略高的氮?dú)猓姑簹獠荒芙佑|絕緣子表面。絕緣箱內(nèi)有蒸汽加熱器，以保持絕緣箱內(nèi)空間溫度在90～110℃。

1.2 工作原理

在電捕焦油器中沉降管為正極,也就是沉淀極，為正六邊形成蜂窩桶狀分布，中心懸掛的電暈導(dǎo)線作為負(fù)極，即電暈極。

當(dāng)通入高壓直流電時(shí)，便在正負(fù)極之間形成了不均勻的高壓電場(chǎng)。在不均勻的高壓電場(chǎng)中，電暈絲周圍，電場(chǎng)強(qiáng)度大。電暈絲附近的離子以較大的速度運(yùn)動(dòng)，使煤氣分子部分電離成為帶正電的離子和帶負(fù)電的電子。電子由于能量很小，很快被煤氣分子俘獲。煤氣中的焦油霧滴負(fù)離子化，在電場(chǎng)力的作用下，向沉淀極移動(dòng)，在沉淀極失去負(fù)電荷，重新轉(zhuǎn)變成分子，在沉淀極上沉積下來(lái)，從而達(dá)到捕集焦油的目的。

2 運(yùn)行中存在的問(wèn)題

某焦化廠煤氣凈化車間使用的電捕焦油器，電暈極采用的是單根吊柱懸掛結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)受力不穩(wěn)，吊架及其固定的電暈線穩(wěn)定性較差，因此在高速煤氣流的沖擊下電暈絲左右搖擺，電暈線偏心度超標(biāo)（電暈絲偏離度不應(yīng)超過(guò)3 mm），保證不了所需壓降；從而造成局部擊穿放電，嚴(yán)重時(shí)使正負(fù)極間發(fā)生短路，電捕停止工作。絕緣箱內(nèi)瓷瓶被擊裂，電器系統(tǒng)放電頻繁，電壓電流下降，導(dǎo)致運(yùn)行不平穩(wěn)，捕焦油效率大大降低，增加了電捕后煤氣含焦油量，造成后段工序堵塞，換熱器堵塞，洗液溫度偏高，降低了煤氣指標(biāo)，增加了設(shè)備清理次數(shù)，增加了備件費(fèi)和人工費(fèi)等。

3 電捕改造及優(yōu)化方案

3.1 改造電暈絲及其懸掛結(jié)構(gòu)，由單根吊柱改為三根吊柱懸掛結(jié)構(gòu)

原來(lái)電捕筒體中間由單根吊柱懸掛整個(gè)電暈極重量，單絕緣箱為電暈極供電，改造為呈正三角形的三根吊柱共同懸掛電暈極重量，三個(gè)絕緣箱共同承擔(dān)供電平面,供電支撐結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性大大提高。同時(shí)，根據(jù)電暈絲腐蝕及強(qiáng)度降低等情況更換了所有電暈絲。電暈絲采用強(qiáng)度更高的軟態(tài)錳鋼絲，提高了電暈絲的強(qiáng)度，減少了電暈絲掛焦油，延長(zhǎng)斷絲周期，確保電暈絲不偏離。改造后的電暈絲無(wú)需調(diào)整，節(jié)省人力、物力。

3.2 將硅整流供電系統(tǒng)改為恒流源

改造為恒流源后電路穩(wěn)定性增強(qiáng)，二次電壓穩(wěn)步提升。恒流源電源的供電具有“正反饋”特性，即電源輸出功率與其所需電功率大小成正比關(guān)系。當(dāng)焦油霧濃度增大時(shí)，恒流電源輸出電功率也同步增大。這種電源適應(yīng)工況能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定，能長(zhǎng)期保持高沉積效率。

該電源采用模塊式并聯(lián)結(jié)構(gòu),可靠性高，操作簡(jiǎn)單，維修方便。

4 改變絕緣瓷瓶形式

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,焦油含量較高的煤氣快速撞擊瓷瓶，很容易在絕緣瓷瓶上形成焦油沉淀。由于絕緣箱內(nèi)側(cè)材質(zhì)為普通碳素鋼，很容易形成銹片并脫落,瓷瓶爆裂,導(dǎo)致供電系統(tǒng)跳閘停電。因此把原電捕焦油器絕緣箱改造成內(nèi)置立式絕緣箱,絕緣箱內(nèi)側(cè)材質(zhì)改用不銹鋼材質(zhì)。絕緣瓷瓶采用蒸汽夾套加熱,既可保證緩慢升溫、降溫,避免開(kāi)停工時(shí)的驟冷驟熱,防止瓷瓶爆裂,又起到了防止瓷瓶受到污染的作用。

5 效果

經(jīng)過(guò)對(duì)電捕焦油器結(jié)構(gòu)改造，裝置運(yùn)行穩(wěn)定性得到提高，運(yùn)行的電流、電壓趨于穩(wěn)定，二次電壓明顯提高，焦油脫除率可達(dá)99.5%，捕集焦油效果提高了1.5%。同時(shí)，降低了電捕后含焦油量,減輕了后段工序吸氣機(jī)等裝置的負(fù)荷,降低了洗滌三塔阻力。從生產(chǎn)運(yùn)行情況來(lái)看，電捕焦油器的后續(xù)煤氣凈化裝置和儲(chǔ)配設(shè)備的運(yùn)行效果得到了明顯的改善。

[1]盧春雪.電捕焦油器安全運(yùn)行條件[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù),2011(10)：195～197.

[2]谷毅,吳學(xué)明,王玉鳳.電捕焦油器的操作維護(hù)經(jīng)驗(yàn)[J].燃料與化工,2013(11)：55～56.

[3]何剛.電捕焦油器的改造[J].天津冶金,2010(3)：55～57.