電除塵在焦化爐煙氣凈化中的運用

王婷裕 高遜

摘要：在資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的發(fā)展要求下，怎樣降低工業(yè)發(fā)展過程中有害氣體的排放成為相關(guān)人員需要思考和解決的問題。電除塵是一種利用強電場使氣體電離，即產(chǎn)生電暈放電，進而使粉塵荷電，并在電場力的作用下，將粉塵從氣體中分離出來的除塵裝置。將其應(yīng)用到焦化爐煙氣凈化領(lǐng)域能夠提升煙氣凈化成效，為此，本文在闡述焦化爐尾氣處理工藝的基礎(chǔ)上，結(jié)合電除塵器的內(nèi)涵和設(shè)計特點，就電除塵在焦化爐煙氣凈化中的運用問題和優(yōu)化措施進行了探究，旨在促進焦化爐煙氣凈化更好發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電除塵;焦化爐;煙氣凈化;優(yōu)化

中圖分類號：X701 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）08-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.08.036

Application of electrostatic precipitator in flue gas purification of coking furnace

Wang Tingyu，Gao Xun

（Zhongye Jiaonai Dalian Engineering Technology Co.， Ltd.， Dalian? Liaoning 116024，China）

Abstract： Under the development requirements of a resource-saving and environment-friendly society， how to reduce the emission of harmful gases in the process of industrial development has become a problem that relevant personnel need to think about and solve. Electrostatic precipitator is a dust removal device that uses a strong electric field to ionize a gas， that is， generates a corona discharge， thereby charging the dust， and separating the dust from the gas under the action of the electric field force. Applying it to the field of coke oven flue gas purification can improve the effectiveness of flue gas purification. For this reason， based on the coking furnace tail gas treatment process， combined with the connotation and design features of the electrostatic precipitator， the electric dedusting in the coke oven flue gas The application problems and optimization measures in purification were explored to promote the better development of coke oven flue gas purification.

Key words： Electric dust removal; Coking furnace; Flue gas purification; Optimization

1 焦化爐尾氣處理工藝流程

某焦化廠是一個集煉焦、發(fā)電為一體的焦化企業(yè)，在運行的過程中不僅會生產(chǎn)出焦炭，而且還能夠充分利用煉焦爐煙氣的熱量，通過余熱回收系統(tǒng)進行發(fā)電。焦化爐尾氣處理的工藝流程如下所示：焦化爐生產(chǎn)出的高溫煙氣在溫度達到600℃的時候，高溫煙氣會進入到余熱回收系統(tǒng)中，經(jīng)過余熱回收系統(tǒng)的汽水分離處理能夠?qū)⒏邷卣羝腿氲狡啓C中，帶動發(fā)單機的發(fā)電。焦化爐尾氣處理工藝流程具體如圖1所示。焦化爐尾氣處理操作涉及到的各類參數(shù)信息如下所示：①鍋爐型號為Q96/750-27-2.5型號的焦爐煤氣余熱回收系統(tǒng);②鍋爐的額定蒸發(fā)量是每小時20噸;③鍋爐的煙氣量是每小時310000m3;④鍋爐的最高溫度是300℃;⑤煙氣的含塵量是1g/Nm3;⑥鍋爐的運行壓力是2～-6Kpa之間。

圖1 焦化爐尾氣處理工藝流程

2 電除塵器概述

2.1 內(nèi)涵

電除塵是一種利用強電場使氣體電離，即產(chǎn)生電暈放電，進而使粉塵荷電，并在電場力的作用下，將粉塵從氣體中分離出來的除塵裝置。

2.2 電除塵器的特點

煙氣大多來自焦化爐，在焦化爐使用的過程中雖然經(jīng)歷了余熱回收系統(tǒng)的熱交換，進入除塵器的煙氣溫度達到250～260℃，最高情況下能夠達到300℃，因而和一般的煤粉爐煙氣相比，電除塵器的使用效率基本上高出了一倍左右。另外，受焦化爐使用不穩(wěn)定的影響，在焦爐的煙氣溫度不超過500℃的時候，焦爐中的煙氣焦油含量也會相應(yīng)增多，對電除塵器的除灰工作帶來了難度。電除塵器的設(shè)計要點具體表現(xiàn)在以下幾個方面：第一，氣體流動速度不能較高，受粉塵顆粒直徑較小、重量較輕的影響，在風速較高的情況下，進入到電場中粉塵往往會被氣流帶出電場，達不到收塵的目的，同時，在風速較大的情況下還會將收集到的粉塵重新帶入到電場中，出現(xiàn)生產(chǎn)加工的二次粉塵飛揚，因此，在煙氣量一定的情況下需要確保除塵器斷面的強大;第二，收塵極板的合理選擇，收塵極一方面要具備良好的電性能，另一個方面還需要確保振打加速度分布的均勻，從而減少粉塵的二次飛揚，從電除塵器的收塵極板應(yīng)用來看，這類極板的電流密度分布比較均勻，型號是C480極板，在使用過程中板中間還會出現(xiàn)幾個波形，由此在無形中增大了板子的剛度;第三，在出口位置上設(shè)置槽板裝置，受低比電阻粉塵的跳躍影響，一些重返電磁場的粉塵會被氣流帶離電場，加上電場振打操作中出現(xiàn)的二次揚塵，如果沒有對這些揚塵進行及時收集就會導致空氣中的粉塵增多，降低除塵效率，為此，需要在除塵器的出口垂直位置上安排兩層槽形板，在槽型板的作用下捕捉額外出現(xiàn)的粉塵，提升粉塵除塵效率。

2.3 電暈極和收塵極的選擇

電場是靜電除塵器的重要零部件，電場的運行在某種程度上決定了電除塵的除塵效果和除塵效率，正確選擇收塵極和電暈極是有效利用除塵器的重要關(guān)鍵。在使用靜電除塵器的時候，除塵器的陽極板適合應(yīng)用綜合性能良好的C480極板，材質(zhì)為不銹鋼。陰極線應(yīng)用不銹鋼芒刺線，受芒刺線起暈電壓低特點的影響可以充分吸收塵埃。

2.4 低耗水量

除塵器在使用的過程中配套灰水處理自動循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)過的噴嘴循環(huán)水流量不會隨著機組的負荷變化而發(fā)生變化，電除塵器在應(yīng)用的過程中用水量基本保持了一種不變的使用狀態(tài)。循環(huán)水的補水量和煙氣中的含塵量呈現(xiàn)出一種線性關(guān)系。

2.5 無運動部件

除塵器在使用的過程中大大降低了運行維護成本費用。除塵器的放電極應(yīng)用了特殊形狀的設(shè)計方式和安裝方式，在使用過程中不會因為震動、腐蝕而出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象。同時，在先進技術(shù)的支持下還實現(xiàn)了對噴淋系統(tǒng)噴嘴形式和塵埃匯集板型號的優(yōu)化，使得除塵器的設(shè)計不具備額外的運動部件，在無形中降低了除塵器的工作量。

3 電除塵在焦化爐煙氣凈化運行中出現(xiàn)的問題及整改措施

3.1 振打制度設(shè)置不合理問題和整改措施

電除塵在焦化爐煙氣凈化運行中應(yīng)用的時候雖然電流電壓數(shù)值正常，但是煙囪的使用出現(xiàn)了比較明顯的黑色煙氣，除塵效果不理想。在經(jīng)過一段時間的觀察發(fā)現(xiàn)，煙塵的灰量在一定程度上減少，可以每間隔四到五天排放一次。

圖2 陰極吊掛絕緣套管的設(shè)計

圖3 改進之后的陰極吊掛絕緣套管設(shè)計

3.2 陰極吊掛設(shè)計

考慮到煙氣溫度較高且粉塵比電阻低、容易爬電的特點，在陰極吊掛設(shè)計的時候應(yīng)用了一種耐高溫能力強、不容易累積灰塵、爬距大的95瓷制作穿墻套管，具體如圖2所示。設(shè)計好的陰極吊掛在經(jīng)過一段時間的試用之后發(fā)現(xiàn)效果不理想，幾處穿墻套管在電場內(nèi)部，在受到擊打會出現(xiàn)炸裂的現(xiàn)象，炸裂之后的零碎品會掉落到灰斗的內(nèi)部，使得焦化爐的使用出現(xiàn)了不同程度的損壞。針對這個問題，在改進設(shè)計中相關(guān)人員替換掉了穿墻套管，將穿墻套管替換為一種耐高溫的石英套管，并在大梁上使用的時候在外部額外添加防塵套，改進之后的陰極吊掛絕緣套管如圖3所示。改進之后的陰極吊掛絕緣套管能夠?qū)⒎蹓m到達瓷套的量有效降低，減少爬電現(xiàn)象的發(fā)生。

3.3 陰極大小框架熱膨脹量

陰極振打軸跟著向下的位移量要比常規(guī)的大，在對陽極設(shè)計的時候由于振打軸和擋灰板之間的縫隙較小，由此導致振打軸在向下移動的時候會使擋灰板出現(xiàn)擠壓變形問題。針對這個問題，可將擋灰板上的孔改變?yōu)闄E圓形，這樣便能夠有效防止擋灰板出現(xiàn)擠壓變形的問題。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合焦化爐尾氣處理工藝流程和除塵器的工作原理、特點，分析了電除塵在焦化爐煙氣凈化運行中出現(xiàn)的問題及整改措施，在經(jīng)過一段時間的應(yīng)用之后發(fā)現(xiàn)，工廠的煙氣量被有效控制在每小時289000m?，煙氣的流動速度被控制在每秒11.96m，空氣的過剩系數(shù)為2.3，塵埃的含濕量為253℃，出口含塵的濃度為48.5mg/Nm3，由此證明除塵器在焦化爐尾氣處理中的良好應(yīng)用效果具有廣泛的應(yīng)用前景，需引起相關(guān)人員的重視。

參考文獻

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收稿日期：2019-03-20

作者簡介：王婷裕（1990-），女，漢族，研究生學歷，工程師，研究方向為暖通空調(diào)及工業(yè)除塵。