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      電捕焦油器的結(jié)構(gòu)改造與性能優(yōu)化研究

      2014-04-02 15:06:14王靈果宗俊華解利芹
      河南建材 2014年1期
      關(guān)鍵詞:瓷瓶電暈焦油

      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)濟技術(shù)開發(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)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)冀能化工設(shè)備有限公司(052165)

      針對電捕焦油器運行不平穩(wěn)、捕焦油效率降低等現(xiàn)象,提出了對電捕焦油器的結(jié)構(gòu)改造與優(yōu)化方案,并進行了主體結(jié)構(gòu)改造,提高了電捕運行穩(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)的高效運行,因此電捕的結(jié)構(gòu)改造及其運行穩(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。

      1 電捕焦油器結(jié)構(gòu)及工作原理

      1.1 結(jié)構(gòu)

      目前,國內(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)充入壓力略高的氮氣,使煤氣不能接觸絕緣子表面。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)線作為負極,即電暈極。

      當(dāng)通入高壓直流電時,便在正負極之間形成了不均勻的高壓電場。在不均勻的高壓電場中,電暈絲周圍,電場強度大。電暈絲附近的離子以較大的速度運動,使煤氣分子部分電離成為帶正電的離子和帶負電的電子。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離子化,在電場力的作用下,向沉淀極移動,在沉淀極失去負電荷,重新轉(zhuǎn)變成分子,在沉淀極上沉積下來,從而達到捕集焦油的目的。

      2 運行中存在的問題

      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(電暈絲偏離度不應(yīng)超過3 mm),保證不了所需壓降;從而造成局部擊穿放電,嚴重時使正負極間發(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,增加了設(shè)備清理次數(shù),增加了備件費和人工費等。

      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)

      原來電捕筒體中間由單根吊柱懸掛整個電暈極重量,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,根據(jù)電暈絲腐蝕及強度降低等情況更換了所有電暈絲。電暈絲采用強度更高的軟態(tài)錳鋼絲,提高了電暈絲的強度,減少了電暈絲掛焦油,延長斷絲周期,確保電暈絲不偏離。改造后的電暈絲無需調(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,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,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,運行穩(wěn)定,能長期保持高沉積效率。

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

      4 改變絕緣瓷瓶形式

      在實際生產(chǎn)過程中,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,避免開停工時的驟冷驟熱,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)過對電捕焦油器結(jié)構(gòu)改造,裝置運行穩(wěn)定性得到提高,運行的電流、電壓趨于穩(wěn)定,二次電壓明顯提高,焦油脫除率可達99.5%,捕集焦油效果提高了1.5%。同時,降低了電捕后含焦油量,減輕了后段工序吸氣機等裝置的負荷,降低了洗滌三塔阻力。從生產(chǎn)運行情況來看,電捕焦油器的后續(xù)煤氣凈化裝置和儲配設(shè)備的運行效果得到了明顯的改善。

      [1]盧春雪.電捕焦油器安全運行條件[J].中國安全生產(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經(jīng)驗[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.

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