电除尘在焦化炉烟气净化中的运用

王婷裕 高逊

摘要：在资源节约型、环境友好型社会的发展要求下，怎样降低工业发展过程中有害气体的排放成为相关人员需要思考和解决的问题。电除尘是一种利用强电场使气体电离，即产生电晕放电，进而使粉尘荷电，并在电场力的作用下，将粉尘从气体中分离出来的除尘装置。将其应用到焦化炉烟气净化领域能够提升烟气净化成效，为此，本文在阐述焦化炉尾气处理工艺的基础上，结合电除尘器的内涵和设计特点，就电除尘在焦化炉烟气净化中的运用问题和优化措施进行了探究，旨在促进焦化炉烟气净化更好发展。

关键词：电除尘;焦化炉;烟气净化;优化

中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：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 焦化爐尾气处理工艺流程

某焦化厂是一个集炼焦、发电为一体的焦化企业，在运行的过程中不仅会生产出焦炭，而且还能够充分利用炼焦炉烟气的热量，通过余热回收系统进行发电。焦化炉尾气处理的工艺流程如下所示：焦化炉生产出的高温烟气在温度达到600℃的时候，高温烟气会进入到余热回收系统中，经过余热回收系统的汽水分离处理能够将高温蒸汽送入到汽轮机中，带动发单机的发电。焦化炉尾气处理工艺流程具体如图1所示。焦化炉尾气处理操作涉及到的各类参数信息如下所示：①锅炉型号为Q96/750-27-2.5型号的焦炉煤气余热回收系统;②锅炉的额定蒸发量是每小时20吨;③锅炉的烟气量是每小时310000m3;④锅炉的最高温度是300℃;⑤烟气的含尘量是1g/Nm3;⑥锅炉的运行压力是2～-6Kpa之间。

图1 焦化炉尾气处理工艺流程

2 电除尘器概述

2.1 内涵

电除尘是一种利用强电场使气体电离，即产生电晕放电，进而使粉尘荷电，并在电场力的作用下，将粉尘从气体中分离出来的除尘装置。

2.2 电除尘器的特点

烟气大多来自焦化炉，在焦化炉使用的过程中虽然经历了余热回收系统的热交换，进入除尘器的烟气温度达到250～260℃，最高情况下能够达到300℃，因而和一般的煤粉炉烟气相比，电除尘器的使用效率基本上高出了一倍左右。另外，受焦化炉使用不稳定的影响，在焦炉的烟气温度不超过500℃的时候，焦炉中的烟气焦油含量也会相应增多，对电除尘器的除灰工作带来了难度。电除尘器的设计要点具体表现在以下几个方面：第一，气体流动速度不能较高，受粉尘颗粒直径较小、重量较轻的影响，在风速较高的情况下，进入到电场中粉尘往往会被气流带出电场，达不到收尘的目的，同时，在风速较大的情况下还会将收集到的粉尘重新带入到电场中，出现生产加工的二次粉尘飞扬，因此，在烟气量一定的情况下需要确保除尘器断面的强大;第二，收尘极板的合理选择，收尘极一方面要具备良好的电性能，另一个方面还需要确保振打加速度分布的均匀，从而减少粉尘的二次飞扬，从电除尘器的收尘极板应用来看，这类极板的电流密度分布比较均匀，型号是C480极板，在使用过程中板中间还会出现几个波形，由此在无形中增大了板子的刚度;第三，在出口位置上设置槽板装置，受低比电阻粉尘的跳跃影响，一些重返电磁场的粉尘会被气流带离电场，加上电场振打操作中出现的二次扬尘，如果没有对这些扬尘进行及时收集就会导致空气中的粉尘增多，降低除尘效率，为此，需要在除尘器的出口垂直位置上安排两层槽形板，在槽型板的作用下捕捉额外出现的粉尘，提升粉尘除尘效率。

2.3 电晕极和收尘极的选择

电场是静电除尘器的重要零部件，电场的运行在某种程度上决定了电除尘的除尘效果和除尘效率，正确选择收尘极和电晕极是有效利用除尘器的重要关键。在使用静电除尘器的时候，除尘器的阳极板适合应用综合性能良好的C480极板，材质为不锈钢。阴极线应用不锈钢芒刺线，受芒刺线起晕电压低特点的影响可以充分吸收尘埃。

2.4 低耗水量

除尘器在使用的过程中配套灰水处理自动循环系统，经过的喷嘴循环水流量不会随着机组的负荷变化而发生变化，电除尘器在应用的过程中用水量基本保持了一种不变的使用状态。循环水的补水量和烟气中的含尘量呈现出一种线性关系。

2.5 无运动部件

除尘器在使用的过程中大大降低了运行维护成本费用。除尘器的放电极应用了特殊形状的设计方式和安装方式，在使用过程中不会因为震动、腐蚀而出现损坏的现象。同时，在先进技术的支持下还实现了对喷淋系统喷嘴形式和尘埃汇集板型号的优化，使得除尘器的设计不具备额外的运动部件，在无形中降低了除尘器的工作量。

3 电除尘在焦化炉烟气净化运行中出现的问题及整改措施

3.1 振打制度设置不合理问题和整改措施

电除尘在焦化炉烟气净化运行中应用的时候虽然电流电压数值正常，但是烟囱的使用出现了比较明显的黑色烟气，除尘效果不理想。在经过一段时间的观察发现，烟尘的灰量在一定程度上减少，可以每间隔四到五天排放一次。

图2 阴极吊挂绝缘套管的设计

图3 改进之后的阴极吊挂绝缘套管设计

3.2 阴极吊挂设计

考虑到烟气温度较高且粉尘比电阻低、容易爬电的特点，在阴极吊挂设计的时候应用了一种耐高温能力强、不容易累积灰尘、爬距大的95瓷制作穿墙套管，具体如图2所示。设计好的阴极吊挂在经过一段时间的试用之后发现效果不理想，几处穿墙套管在电场内部，在受到击打会出现炸裂的现象，炸裂之后的零碎品会掉落到灰斗的内部，使得焦化炉的使用出现了不同程度的损坏。针对这个问题，在改进设计中相关人员替换掉了穿墙套管，将穿墙套管替换为一种耐高温的石英套管，并在大梁上使用的时候在外部额外添加防尘套，改进之后的阴极吊挂绝缘套管如图3所示。改进之后的阴极吊挂绝缘套管能够将粉尘到达瓷套的量有效降低，减少爬电现象的发生。

3.3 阴极大小框架热膨胀量

阴极振打轴跟着向下的位移量要比常规的大，在对阳极设计的时候由于振打轴和挡灰板之间的缝隙较小，由此导致振打轴在向下移动的时候会使挡灰板出现挤压变形问题。针对这个问题，可将挡灰板上的孔改变为椭圆形，这样便能够有效防止挡灰板出现挤压变形的问题。

4 结束语

综上所述，本文结合焦化炉尾气处理工艺流程和除尘器的工作原理、特点，分析了电除尘在焦化炉烟气净化运行中出现的问题及整改措施，在经过一段时间的應用之后发现，工厂的烟气量被有效控制在每小时289000m?，烟气的流动速度被控制在每秒11.96m，空气的过剩系数为2.3，尘埃的含湿量为253℃，出口含尘的浓度为48.5mg/Nm3，由此证明除尘器在焦化炉尾气处理中的良好应用效果具有广泛的应用前景，需引起相关人员的重视。

参考文献

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[2]孙晶，刘孝天.湿式电除尘器在燃煤电站中的应用[J].锅炉制造，2018（1）：25-27.

[3]魏星.某焦化厂焦炉烟气净化及余热回收一体化技术[J].冶金动力，2016（12）.

收稿日期：2019-03-20

作者简介：王婷裕（1990-），女，汉族，研究生学历，工程师，研究方向为暖通空调及工业除尘。