电捕焦油器在煤液化油渣成型单元的应用效果

该文首先介绍了煤液化装置油渣成型单元增设电捕焦油器的概况、工作原理，在此基础上，通过现场环境改善状况、回收减渣油量数据采集和经济性分析可知，煤液化油渣成型单元投用电捕焦油器后，不仅改善了周边和现场操作环境，而且每年可回收减渣油210t，创经济效益105万元，环境效益和经济效益均较为显著。

油渣成型单元；烟气；电捕焦；油器；环境改善；经济性

神华鄂尔多斯煤液化装置油渣成型烟气中油烟较大,且烟气带油严重，给周边和现场操作环境造成极大污染。因此，改善现场环境和除去油渣烟气中的沥青烟，确保油渣成型单元排放烟气质量达标，显得十分迫切。

根据有关厂家的除油经验，委托郑州净天环保设备有限公司进行油渣成型装置的烟气环保治理改造项目并提供配套设备，在油渣成型单元冷凝除油器与三台风机之间增加一套电捕焦油器及相关污油外送设施。

1.电捕焦油器概况及现场基础条件

A.电捕焦油器概括

经过设计选型，确定选用JFD548--A型电捕焦油器一套，形式为立式蜂窝式，包括：电捕焦油器本体、高压电源系统、自动控制信号引入DCS实现远程控制系统等。电捕焦油器设备名称及型号见表1，主要技术参数见表2。

表1 电捕焦油器设备名称及型号

注：1）高压发生器控制电源柜为下进、下出的接线方式，底部有防护隔板，柜体颜色RAL7035，外壳防护等级：外部IP41，内部IP20，考虑通风、散热条件。

2）配电系统中所选用的电气元件均为品牌产品（ABB、施耐德、西门子）。

表2 电捕焦油器主要技术参数

B.现场基础条件

电捕焦油器工艺介质烟气操作条件和现场环境条件分别见表3和表4。

2.电捕焦油器工作原理

烟气流从进气口进入电捕焦油器配气板塔体下部，经气流分布器均匀分布后，向上经过中部工作区——也就是沉淀区运动，在高压电的作用下，负极电晕丝和正极电捕器筒体之间形成很强的高压静电场，可使周围的气体介质被电离，形成正离子和电子，与焦油、粉尘、水雾等碰撞后，使其带上不同的电荷，荷电后的焦油、粉尘、水雾等物质在该区段高压静电场作用下向极板方向运动，被阳极沉淀极捕收后，收集凝聚成液滴，在自身重力的作用下，下落至筒体底部，从排污孔排出并回收至冷凝除油器内。净化后的气体从塔体上部出气口排出。其工作原理如图1所示。

当烟气需要净化时：关闭系统中的阀门A，开启阀门B和C,则烟气就可以通过电捕焦油器净化后排放；当电捕焦油器出现故障检修时，就打开阀门A，关闭阀门B、C，则烟气就可以按照原来系统没改造前的运行模式排放。

其次，进入电捕焦油器的烟气温度不能过低，过低（约为26℃）时，极易造成电场内油烟结露，不易排放和回收，所以在电捕焦油器下部增设了蒸汽加热盘管和蒸汽吹洗管，用以完成烟气的增湿、洗涤，同时增强了电场内烟气的导电性能，提高捕集效率。

3.电捕焦油器投用后效果

本系统于2011年12月26日正式投入运行，到目前为止，已进行了现场初试，调试和数据采集三个阶段。

A.现场初试阶段

由于现无法分析沥青烟含量，故只能通过目测的方式来间接判断。2011年12月26日，在生产装置90%的进料负荷的情况下，通过现场烟气目测情况对电捕焦油器投用前后效果进行了对比。电控柜1、2的电流为410mA左右、电压45KV左右。连续观察五天，投用前现场烟气排放情况如图2所示。

从图中可以看出，在电捕油焦油器投用前，烟囱中排放的烟气带油严重，具有较重的油烟味，烟气发黄且向下方飘散，现场环境较为恶劣。

投用后现场烟气排放情况如图3所示。

从图中可以看出，虽然烟气量大大减少了，现场没有较重的油烟味，但间断的油烟气带有白色水汽，向上方漂浮。经过运行观察，发现两个电极中的一个跳车，经过与厂家沟通进行下一阶段。

B.现场调试阶段

针对以上电极跳车现象，分析原因可能是由于过载引起，于是降低了电捕焦油器的负荷，直到两个电极不在出现跳车现象，此时两个电极电流为350mA，电压为42KW。此时的除油效果如图4所示。

从图中可以看出，经过调整后，烟气中白色水汽消除，油烟消失。同时，通过DCS电流电压运行曲线观察，其运行平稳。

电捕焦油器运行平稳后，现场环境示意图如图5所示。

从图中可以看出，煤液化装置油渣成型单元现场环境得到明显改善，为操作人员提供了良好的工作环境。

C.数据采集阶段

系统运转正常后，在装置各操作参数基本稳定的情况下，根据进料量的变化，对通过电捕焦油器回收的减渣油量进行了数据采集。回收的减渣油送往D431B油罐，油量通过液位增长计量所得（每个液位按70kg计算），每天送油一次，采集数据计算结果见表5，回收减渣油量与煤液化进料量关系如图6所示。

表5 回收减渣油量与煤液化进料量计算结果

图6 回收减渣油量与煤液化装置进料量关系

从图中可以看出，随着煤液化装置进料量的增大，通过电捕焦油器回收的减渣油量在增大。

4.经济性分析

按照煤液化装置长周期稳定运行负荷在85%，即进料为475t/h时，每天可以回收减渣油0.7t，装置每年按运行十个月算，每年可回收减渣油210t。每吨减渣油按保守价格5000元/t计算，每年可以创经济效益105万元，经济效益显著。

通过以上分析，煤液化装置油渣成型单元增设电捕焦油器后，不仅改善了周边和现场操作环境，而且每年可回收减渣油约210t，创经济效益105万元，环境效益和经济效益均较为显著。