热氨水清扫电捕焦油器的应用实践

尹爱荣; 李洪超; 王敬坡 2019-09-03 版权声明 举报文章

摘要:电捕焦油器在焦化运行中起着净化煤气中焦油等杂质的作用。实际生产中经常出现电捕焦油器电晕极和沉淀极会附着沉淀焦油、萘等杂质,造成电捕阻力大、运行参数波动时,通常采用蒸汽进行清扫不但工作量大、清扫时间长、清扫效果差,而且还容易发生危险。本文阐述了针对蒸汽清扫电捕焦油器的缺点和产生的问题,采用一种节能减损、简单易操作、效果明显、安全环保的氨水代替蒸汽清扫方法。该方法具有工作量小、环保无污染、能耗低、耗时短、效果佳、安全稳定等诸多有点。

关键词:电捕焦油器;净化;清扫;热氨水

中图分类号 : TQ51.8 文献标识码: A

邯钢矿业分公司设计为捣固焦炉,生产能力为80万吨焦/年,煤气生成量为40000~45000 m3/h,回收车间设有冷凝鼓风、硫铵、洗脱苯、脱硫、污水处理等工段,焦炉煤气经过循环氨水在集气管喷洒后进入横管初冷器,初冷器后煤气温度2225℃,进入电捕焦油器内进一步净化,处理后进入下一道工序,煤气流程如图1。

图1 煤气流程图

1、电捕焦油器运行原理

邯钢矿业公司使用的是QS―FD160-II系列电捕焦油器,共有2台,每台内有160孔六角形蜂窝管,每根管子中心悬挂一根金属导线。金属导线与高压直流电的负极相连称为电晕管,管子接正极称为沉淀极。将高压直流电加在电捕焦油器的两个电极之上,在电晕极和沉淀极之间形成了一个不均匀的电场,愈接近电晕极,电场强度就愈大。当电压升高使电场强度达到一定值时,电晕极周围的小范围内(既电晕区内)会出现电晕微光,并发出轻微的咝咝声,电晕极附近的气体发生了电离现象。在电晕区内产生了大量的正负离子和电子,在电晕区以外,即电场的大部分空间内充满着负离子和电子。夹带着焦油雾滴的煤气流经电场,大部分焦油雾滴与负离子和电子相遇而结合成带负电荷的雾滴,极少量的焦油雾滴在电晕区与正离子相遇而结合成带正电荷的雾滴。在电场力的作用下,带正负电荷的雾滴分别向沉淀极和电晕极移动,到达沉淀极和电晕极焦油雾滴籍重力作用而往下流动,汇集后排除器外,使焦油雾滴从煤气中得到分离【1、2】。

2、存在问题及分析

2.1、电捕焦油器运行一段时间后,电晕极和沉淀极会附着沉淀焦油、萘等杂质,电捕焦油器阻力逐渐增大,导致电捕二次电压、二次电流波动,二次电流偏低,电捕内电场强度变弱,净化效果降低,鼓风机后煤气含焦油≥0.2 g/ m3,造成硫铵出料颜色发黑,洗油质量变差,脱硫液中毒变质等影响。

2.2、蒸汽清扫工作量大。用蒸汽清扫时,蒸汽清扫时能量较大,压力较高,电捕焦油器的防爆孔铝板耐压强度很低,极易导致防爆孔铝板破裂。所以蒸汽清扫过程必须掌握好器内压力控制,主要操作步骤有:

2.2.1切断电捕电源,放电,接地;

2.2.2关闭电捕焦油器前后DN1200煤气阀门,打开顶部放散;

2.2.3打开蒸汽清扫阀门,蒸汽清扫4个小时;

2.2.4关闭蒸汽清扫阀门,关闭放散,打开电捕前后煤气阀门。

2.3、蒸汽清扫耗时长,效果差。粘附在电晕极和沉淀极的焦油等杂质粘度大,流动性差,靠自身重力向下移动速度慢,清扫效果不彻底。

2.4、蒸汽清扫还会造成焦油等杂质沉积到绝缘子、温度过高造成绝缘子崩裂、电捕焦油器前后煤气阀门管道堵塞等问题。由于蒸汽清扫时,热能介质是顺着电捕焦油器向上运动的,挥发的焦油、萘等杂质大部分沉积到电捕焦油器内侧的阀门管道处,一部分由放散排出,还有一部分粘附到绝缘子上。清扫过程中绝缘子的温度可达150℃,增大了绝缘子崩裂的几率。

3、解决思路及实施方式

针对蒸汽清扫电捕焦油器的缺点和产生的问题,采用一种节能减损、简单易操作、效果明显、安全环保的清扫方法。电捕焦油器用热氨水清扫的方法是:将循环氨水泵出口温度为78~82℃的热氨水,用管道接到电捕焦油器顶部,均匀安装6个喷头,对电捕焦油器内的电晕极和沉淀极进行喷洒冲洗,利用氨水的温度提高焦油等的流动性和萘的溶解性,利用氨水的冲量加快焦油等杂质流到电捕焦油器底部,通过排液管道进入电捕焦油器水封中,由自吸泵将水封中的混合液抽送到机械化澄清槽中,分离的氨水进入到循环氨水槽,保持氨水系统平衡。流程如图2

图2 氨水喷洒流程图

4、改造实施后的效果

4.1、热氨水清洗过程中,只需关闭电捕焦油器单侧煤气阀门,不用打开顶部放散,工作量小,环保无污染。

4.2、清扫过程利用热氨水的能量,代替了蒸汽消耗,每次清扫节省蒸汽20吨。

4.3、利用热氨水的液体冲量,加速焦油等杂质流到电捕焦油器底部,耗时短,效果佳,延长电捕焦油器运行周期。与蒸汽清扫相比,每次清扫缩短2个小时,清扫后,单台电捕运行阻力从1000Pa降低到500Pa。

4.4、热氨水清扫时,焦油、萘等杂质自电捕焦油器上部向下流动,避免了蒸汽向上清扫时造成的绝缘子脏、器后煤气阀门管道堵塞等问题。

4.5、热氨水的温度能够满足焦油萘等杂质的清扫要求,避免了温度过高、压力过大造成的绝缘子崩裂、防爆孔破损等问题

5、小结

电捕焦油器是焦化生产中非常重要的净化设备,它的处理效果和运行状况,直接影响着硫铵、洗脱苯、脱硫等工序的生产。用氨水清扫电捕焦油器的方法,解决了蒸汽清扫的缺点,起到了降低煤气阻力、稳定电捕运行的作用。操作简单,节能减耗,安全环保。

作者简介:尹爱荣,1980年6月生,河北钢铁集团邯钢矿业分公司,2004年毕业于河北理工大学,大学本科

参考文献

[1]肖瑞华.炼焦化学产品生产技术问答[M].北京:冶金工业出版社,2007.

[2]李忠顺.化产工艺学[M].北京:冶金工业出版社,1994.

[3]于振东.焦炉生产技术[M].沈阳:辽宁科学技术出版社,2002.

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