电捕焦油器的结构改造与性能优化研究

王灵果 宗俊华 解利芹

1 河北化工医药职业技术学院（050026） 2 石家庄经济技术开发区冀能化工设备有限公司（052165）

电捕焦油器的结构改造与性能优化研究

王灵果1宗俊华2解利芹1

1 河北化工医药职业技术学院（050026） 2 石家庄经济技术开发区冀能化工设备有限公司（052165）

针对电捕焦油器运行不平稳、捕焦油效率降低等现象，提出了对电捕焦油器的结构改造与优化方案，并进行了主体结构改造，提高了电捕运行稳定性和捕集焦油效率。

电捕焦油器；结构改造；性能优化

电捕焦油器在煤气净化工艺中用于捕集煤气中的焦油雾，降低电捕后煤气含焦油量，确保煤气质量及其净化系统的高效运行，因此电捕的结构改造及其运行稳定性、捕集焦油效率等性能优化成为生产和科技研究关注的重点。

1 电捕焦油器结构及工作原理

1.1 结构

目前，国内大部分焦化和煤气制造行业多数采用的是竖管或蜂窝式电捕焦油器，其结构如图1所示。

电捕焦油器主要由圆筒形壳体、电晕极、沉淀极、上下吊柱、气体分布板等构成。在沉降管的中心悬挂着电晕极导线，由上下吊杆拉紧，并保持偏心度不大于3 mm。蜂窝式电捕的沉淀极是由不锈钢板制成的六边型蜂窝管构成，这种蜂窝状管束最大限度地利用了电捕焦油器的有效面积，净化效果好，并可根据煤气的处理量采用不同的蜂窝数和蜂窝直径。电晕极是采用高强碳素钢丝制作。

电捕焦油器顶部设有绝缘箱，高压电源由此引入。为了防止煤气中的焦油、萘及水汽等在绝缘子上冷凝沉积,可在绝缘箱内充入压力略高的氮气，使煤气不能接触绝缘子表面。绝缘箱内有蒸汽加热器，以保持绝缘箱内空间温度在90～110℃。

1.2 工作原理

在电捕焦油器中沉降管为正极,也就是沉淀极，为正六边形成蜂窝桶状分布，中心悬挂的电晕导线作为负极，即电晕极。

当通入高压直流电时，便在正负极之间形成了不均匀的高压电场。在不均匀的高压电场中，电晕丝周围，电场强度大。电晕丝附近的离子以较大的速度运动，使煤气分子部分电离成为带正电的离子和带负电的电子。电子由于能量很小，很快被煤气分子俘获。煤气中的焦油雾滴负离子化，在电场力的作用下，向沉淀极移动，在沉淀极失去负电荷，重新转变成分子，在沉淀极上沉积下来，从而达到捕集焦油的目的。

2 运行中存在的问题

某焦化厂煤气净化车间使用的电捕焦油器，电晕极采用的是单根吊柱悬挂结构。该结构受力不稳，吊架及其固定的电晕线稳定性较差，因此在高速煤气流的冲击下电晕丝左右摇摆，电晕线偏心度超标（电晕丝偏离度不应超过3 mm），保证不了所需压降；从而造成局部击穿放电，严重时使正负极间发生短路，电捕停止工作。绝缘箱内瓷瓶被击裂，电器系统放电频繁，电压电流下降，导致运行不平稳，捕焦油效率大大降低，增加了电捕后煤气含焦油量，造成后段工序堵塞，换热器堵塞，洗液温度偏高，降低了煤气指标，增加了设备清理次数，增加了备件费和人工费等。

3 电捕改造及优化方案

3.1 改造电晕丝及其悬挂结构，由单根吊柱改为三根吊柱悬挂结构

原来电捕筒体中间由单根吊柱悬挂整个电晕极重量，单绝缘箱为电晕极供电，改造为呈正三角形的三根吊柱共同悬挂电晕极重量，三个绝缘箱共同承担供电平面,供电支撑结构稳定性大大提高。同时，根据电晕丝腐蚀及强度降低等情况更换了所有电晕丝。电晕丝采用强度更高的软态锰钢丝，提高了电晕丝的强度，减少了电晕丝挂焦油，延长断丝周期，确保电晕丝不偏离。改造后的电晕丝无需调整，节省人力、物力。

3.2 将硅整流供电系统改为恒流源

改造为恒流源后电路稳定性增强，二次电压稳步提升。恒流源电源的供电具有“正反馈”特性，即电源输出功率与其所需电功率大小成正比关系。当焦油雾浓度增大时，恒流电源输出电功率也同步增大。这种电源适应工况能力强，运行稳定，能长期保持高沉积效率。

该电源采用模块式并联结构,可靠性高，操作简单，维修方便。

4 改变绝缘瓷瓶形式

在实际生产过程中,焦油含量较高的煤气快速撞击瓷瓶，很容易在绝缘瓷瓶上形成焦油沉淀。由于绝缘箱内侧材质为普通碳素钢，很容易形成锈片并脱落,瓷瓶爆裂,导致供电系统跳闸停电。因此把原电捕焦油器绝缘箱改造成内置立式绝缘箱,绝缘箱内侧材质改用不锈钢材质。绝缘瓷瓶采用蒸汽夹套加热,既可保证缓慢升温、降温,避免开停工时的骤冷骤热,防止瓷瓶爆裂,又起到了防止瓷瓶受到污染的作用。

5 效果

经过对电捕焦油器结构改造，装置运行稳定性得到提高，运行的电流、电压趋于稳定，二次电压明显提高，焦油脱除率可达99.5%，捕集焦油效果提高了1.5%。同时，降低了电捕后含焦油量,减轻了后段工序吸气机等装置的负荷,降低了洗涤三塔阻力。从生产运行情况来看，电捕焦油器的后续煤气净化装置和储配设备的运行效果得到了明显的改善。

[1]卢春雪.电捕焦油器安全运行条件[J].中国安全生产科学技术,2011(10)：195～197.

[2]谷毅,吴学明,王玉凤.电捕焦油器的操作维护经验[J].燃料与化工,2013(11)：55～56.

[3]何刚.电捕焦油器的改造[J].天津冶金,2010(3)：55～57.