王靈果宋永斌范喜頻

1河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院（050026）2石家莊華成環(huán)通換熱設(shè)備有限公司（050800）

焦?fàn)t煤氣中焦油霧脫除設(shè)備的應(yīng)用及改造

王靈果1宋永斌2范喜頻1

1河北化工醫(yī)藥職業(yè)技術(shù)學(xué)院（050026）2石家莊華成環(huán)通換熱設(shè)備有限公司（050800）

探討了電捕焦油器在脫除焦?fàn)t煤氣焦油霧中的應(yīng)用，并提出了對(duì)電捕焦油器的改造與優(yōu)化方案，提高了電捕的運(yùn)行穩(wěn)定性和捕集焦油效率。

氣相焦油物脫除；電捕焦油器；改造及優(yōu)化

1 焦?fàn)t煤氣中焦油霧的脫除設(shè)備

在煤化工生產(chǎn)中由于煤氣冷卻常形成焦油霧，以內(nèi)充煤氣的焦油氣泡狀態(tài)或極小的焦油滴存在于煤氣中，且焦油霧會(huì)在后續(xù)煤氣凈化過(guò)程中被洗滌下來(lái)而進(jìn)入溶液或吸附于管道和設(shè)備上。通常煤氣凈化工藝要求煤氣中焦油霧含量低于0.02 g/m3，否則就會(huì)嚴(yán)重影響煤氣凈化操作，造成溶液污染、產(chǎn)品質(zhì)量降低、設(shè)備及管道堵塞等問(wèn)題，甚至造成嚴(yán)重的安全及工藝事故：焦油霧如在飽和器中凝結(jié)下來(lái)，將使酸焦油量增多，并可能使母液氣泡沫密度減小,有使煤氣從飽和器滿流槽沖出的危險(xiǎn);焦霧進(jìn)入洗苯塔內(nèi)，會(huì)使洗油黏度增大，質(zhì)量變壞，洗苯效率降低;焦油霧帶到洗氨和脫硫設(shè)備易引起堵塞,影響吸收效率等。

在煉焦生產(chǎn)中，焦?fàn)t煤氣中焦油霧脫除方法很多,但從焦油霧滴大小及所要求的凈化程度來(lái)看,電捕焦油器是去除焦?fàn)t煤氣中焦油霧滴的專業(yè)設(shè)備，捕焦油效率較高，阻力損失較小，最為經(jīng)濟(jì)可靠，效率可達(dá)98%以上。在大部分焦化和煤氣制造行業(yè)，特別是在引進(jìn)全負(fù)壓的煤氣凈化流程中均設(shè)置了電捕焦油設(shè)備，流程如圖1所示。

圖1 全負(fù)壓煤氣凈化局部流程圖

2 電捕焦油器工作原理

目前，國(guó)內(nèi)大部分焦化和煤氣制造行業(yè)多數(shù)采用豎管或蜂窩式電捕焦油器，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。電捕焦油器主要由圓柱形外殼、電暈極、沉淀極等構(gòu)成，底部呈錐形底或凸形底，并帶蒸汽夾套。電暈極導(dǎo)線懸掛在每根沉降極管的中心，被上部吊桿拉緊，并保持偏心度不大于3 mm。電暈極可由Φ3.5～4 mm的碳素鋼絲或Φ2 mm的鎳鎘鋼絲制作而成。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)煤氣處理量采用不同的蜂窩數(shù)和蜂窩直徑。煤氣從電捕的底部進(jìn)入，經(jīng)過(guò)兩塊氣體分布篩板均勻進(jìn)入到各沉降管中。凈化后煤氣從頂部出口排出。焦油則從沉降管捕集下來(lái)集中在電捕底部,由于焦油黏度大，故底部設(shè)有蒸汽夾套，以利于排放。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)?，使煤氣不能接觸絕緣子表面。

圖2 電捕焦油器結(jié)構(gòu)圖

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。電子由于能量很小而很快被煤氣分子俘獲，而煤氣中焦油霧滴負(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。

3 存在問(wèn)題及改造

3.1 存在問(wèn)題

實(shí)踐表明，電捕焦油器中電暈極采用單根吊柱懸掛結(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，電暈線的偏心度超過(guò)3 mm（標(biāo)準(zhǔn)要求值），保證不了所需壓降,從而造成內(nèi)部局部擊穿放電，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，造成后段工序的堵塞。洗液溫度偏高，惡化了煤氣指標(biāo)，而且增加了設(shè)備清理次數(shù)，既增加了備件費(fèi)，又增加了人工費(fèi)等，最終導(dǎo)致生產(chǎn)成本升高，生產(chǎn)效益降低。

3.2 電捕焦油器的改造

①改造電捕主體結(jié)構(gòu)，將電暈絲懸掛結(jié)構(gòu)由單根吊柱改為三吊柱懸掛結(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，改造為呈正三角形上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)度降低情況，減少電暈絲掛焦油，延長(zhǎng)斷絲周期，確保電暈絲不偏離,調(diào)整好后無(wú)需調(diào)整，節(jié)省人力、物力，降低了生產(chǎn)成本，提高了設(shè)備捕集焦油效率。

②對(duì)設(shè)備的絕緣箱形式進(jìn)行改造。把原電捕焦油器絕緣箱改造成內(nèi)置立式絕緣箱，并將絕緣箱內(nèi)側(cè)材質(zhì)改用不銹鋼材質(zhì)。另外依據(jù)原有電捕設(shè)備，將絕緣瓷瓶加熱由電加熱改為蒸汽夾套加熱，并且焊接時(shí)從外面焊，焊接完成后作氣密性試驗(yàn)，切實(shí)保證焊接質(zhì)量。蒸汽加熱型式既可保證緩慢升溫、降溫,避免開(kāi)停工時(shí)驟冷驟熱,防止瓷瓶爆裂,又起到了防止瓷瓶受到污染作用。

③在電捕焦油器內(nèi)部增加煤氣分配器，使煤氣均勻分布，提高了效率。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì)電捕焦油器主體結(jié)構(gòu)的改造，焦?fàn)t煤氣中焦油霧脫除裝置已能穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，運(yùn)行中的電流、電壓趨于穩(wěn)定，開(kāi)工率顯著提高，經(jīng)測(cè)定其捕集焦油效果提高了1.5%。從生產(chǎn)運(yùn)行情況來(lái)看,改造后的捕焦油器及后續(xù)煤氣凈化裝置和設(shè)備的運(yùn)行效果得到了明顯的改善。

[1]徐百亮.淺談煤氣中焦油霧的清除[J].黑龍江科技信息, 2013(17).

[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.

項(xiàng)目來(lái)源:院級(jí)課題項(xiàng)目“焦?fàn)t煤氣中氣相焦油物脫除設(shè)備的改造研究與應(yīng)用”

項(xiàng)目編號(hào):YZ201410