影响电捕焦油器工作效率的因素及其改进措施
电捕焦油器主要用于化肥,焦化,城市煤气,冶金,建材,碳素,陶瓷等行业的气体净化,用以回收煤气,焦炉气中的焦油,同时去除其中的粉尘,水雾等杂质,达到物料回收和气体净化双重效果,对工艺流程中后工段设备的正常稳定运行也起着至关重要的作用。电捕焦油器本体外壳由钢板焊接成圆筒状,直径约4.7m,高约12.5m;中段为集尘室,集尘极由钢板制成蜂窝状,由外壳直接支撑;放电极为具有足够钢性的不锈钢钢线,用框架固定;煤气流人,出孔径中1200nlnl。正是由于电捕焦具有可能爆炸的潜在危险,因此捕焦油器本体除设有qb600mm的固定人孔供检修时使用外,还在顶部、侧壁各设一qb500mm的人孔。
电捕焦油器的捕集机理:气体的放电过程在通常情况下气体是不导电的,但在高压电场的作用下气体内部的电子便会获得足够的能量成为自由电子而导电,被称为自发性电离现象。气体的自发性电离是建立在非均匀性电场中。在均匀性电场中,随着电压的增加,只要其间任何一点发生电离,两极间将立即充满带电离子,整个空间的气体被击穿。此时电流急剧增加而形成火花放电。而在非均匀性电场中,电场强度则随极间的距离增大而下降。电捕焦油器采用结构形式有同心圆式、管式和蜂窝式等三种.无论哪种结构,其工作原理,即在金属导线与金属管壁间施加高压直流电,以维持足以使气体产生电离的电场,使阴阳极之间形成电晕区。电捕焦油器在通常情况下气体是不导电的,但在高压电场的作用下气体内部的电子便会获得足够的能量成为自由电子而导电,被称为自发性电离现象。
电捕焦油器的改进措施:
1、出于工艺处理的考虑,进出口应尽可能设置水封,便于 生产,即使需要加盲板也是在水封之后进行, 加 ,也符合当前的 生产的总体要求。
2、在电晕极丝距离蜂窝底部出口处增加一个套环,可以减少电晕极丝在气流波动时瞬时接触沉淀极而打断极丝。并在电晕极下端、吊环以上加装内径4~5mm、壁厚2.5~4mm、长200~300mm的不锈钢套管,保护电晕极,以延长其使用寿命。
3、由于目前的煤气处量较小,电捕焦油器没有备用设备,一旦出现问题矛盾就 加突出,计划新增1台6万m3/h的电捕焦油器,4台电捕并联运行。
4、由于净煤气中含焦油等杂质的影响,甲醇装置的压缩机运行周期短,故障率高。为此,我们在气柜后又新建了2台电捕焦油器,以煤气压缩机的运行条件。为避免绝缘子因受潮而引起击穿等事故,用氮气保护绝缘箱的绝缘子重要,可采用电加热,也可采用蒸汽加热,氮气出口温度约80℃,氮气用量约50m3/h。如果没有氮气,笔者认为也可用净化后的焦炉煤气加热后作为保护气。
电捕焦油器的主体工作部分由电晕极与沉淀极组成。作负极的金属丝电晕极与作正极的金属板沉淀极之间施加额定直流高电压,由于负电荷离大在电场中运动速度比正电荷离子快,而且负电晕极击穿电压比正电晕 ,当煤气由设备底部进入,通过气体分布器流入电场空间时,气体分子在电场作用下产生电离。煤气中携带的焦油微粒绝大部分带上负电荷且沿电力线方向吸附于沉淀极的表面,放出电荷而成为中性的油粒,油雾粒子在极板表面不断凝聚,颗粒增大, 后成为油滴重力沿沉淀极表面流淌至设备底部,经排污口排出。另外,在电晕极附近带上正电荷的那些焦油微粒则被电晕极导线吸附,沿导线表面流下,也汇聚于设备底部,净化后的煤气从设备顶部流出。
影响电捕焦油器工作效率的因素:
1、煤气流速的大小。当流速过大时,在气流出上端管口时焦油粒子还未到达管壁,所以焦油就不能在电捕焦油器中除下。
2、煤气温度的高低。当煤气温度过高时气流的实际速度就提高,此时即为前述的降低效率的因素,其次是煤气温度过时,煤气中的焦油还是气态。此时尚不是细小液粒或雾状,因而也不易除下。
3、直流电源电压的高低。一般是在3万伏以下难以产生电晕在电压过低时产生的电晕强度不高,此时电离现象也不剧烈,产生的电子与正离子量少,因而焦油粒子带电的可能性小,所以除焦油效率会下降。
4、煤气中的水分的含量。水分较多时煤气中的湿度就大,因而所施加的直流电压也相应的降下,否则会造成电气上的击穿放电现象。
电捕焦油器自检时,电捕一次、二次电流、电压均升不起来,断电后用2500V兆欧表测试绝缘,如果绝缘为零,排除高压电缆原因后,可判断为绝缘箱内瓷缸或瓷瓶击穿及电晕丝段。工艺置换合格,煤气进出口加盲板进行隔绝,电晕极断丝有两种情况,一种情况是打开人孔后,通过下人孔可以发现气体分布板上有重锤或者一段带着吊环的极丝,根据位置可以准确地判断蜂窝的位置,然后带着长管面具从上人孔探身到内部,利用钩子将挂在吊架上的断极丝吊出, 换新极丝,测量绝缘合格后即可封堵人孔。绝缘瓷缸或瓷瓶击穿。虽然电捕焦油器出现绝缘为零、直接接地时,大部分是因电晕极断丝造成的,但也有由于绝缘箱内的磁缸绝缘击穿损坏引起的。绝缘箱的磁缸是陶瓷材料,在加热不均匀或置换时蒸汽进入太快导致磁缸受热不均匀导致绝缘箱磁缸炸裂。
部分电捕绝缘箱虽然不能炸裂,但经常被击穿,原因是电捕的绝缘箱内瓷瓶是石英材质,击穿多为绝缘箱内进水,石英砂有许多小孔水附着在小孔内经过高压将其击穿,绝缘箱进水原因多为工艺系统紧急停车时水从别的工艺带进氮气管道内,喷到电捕绝缘箱内,导致磁缸击穿。解决办法为在绝缘箱氮气管线焊接一个罩,在有水汽喷出时将水汽阻挡,或磁瓶上刷了一层绝缘漆,因为表面光滑后,水不能连城一片,磁瓶不被击穿,通过改造后现运行良好,为公司节约大量的人力和物理,因为每次 换磁缸都需要将绝缘箱的罩调开, 换绝缘箱 将固定电晕丝的吊架先用三个千斤顶起来固定住,才能拆卸磁缸。如果 换完后恢复磁缸吊杆不均匀整个吊架是偏的导致电晕丝不在蜂窝管中心,电捕无法开正常。