炭素焙烧炉沥青烟静电除尘技术探究

炭素焙烧炉沥青烟静电除尘技术探究
发布时间：2021-06-30T09:58:43.273Z 来源：《城镇建设》2021年第6期作者：杨发强[导读] 随着社会的发展和进步，当前阶段的化工生产技术不断提升，不仅有效满足了当前的生产需求，也更是推动了社会经济的提高。

杨发强
黄河鑫业有限公司
摘要：随着社会的发展和进步，当前阶段的化工生产技术不断提升，不仅有效满足了当前的生产需求，也更是推动了社会经济的提高。

在化工生产过程中，炭素焙烧炉产生的沥青烟需要进行有效的处理和控制，这样才能使得生产过程更加稳定和安全，因此会采用静电除尘的技术。

关于这一技术的使用，也更是需要根据具体情况进行合理的确定，所以本文基于此，详细分析和研究这一技术的有效应用。

关键词：炭素焙烧炉；沥青烟；静电除尘技术
1 生产工艺、烟尘排放情况
某炭素厂是以焦炭细末和中温煤沥青为主要原料。

烘干或晒干的焦炭细末与沥青按一定比例混合后加压成型(生坯块)，装入焙烧炉中，生坯间的缝隙加入焦炭细末作为填充料，采用原煤燃料，窑温控制在1200℃～1300℃，经过7d的加热焙烧后产出成品。

加热前期，污染物主要是原煤燃烧的排放物，后期产生的污染物主要是生坯块中作为粘结剂的沥青，在高温焙烧时因热解而散发出沥青烟和燃烧排放物。

焙烧炉型结构和工作原理类似于隧道窑和倒焰窑。

窑烟经八条地下分支烟道汇集于主烟道由烟囱排出。

2 问题分析及方案确定
由于炭素焙烧炉产生的烟尘[1]不仅温度高、比电阻高(1012Ψ·cm以上)，而且成分复杂，含有沥青烟、烟尘、SO2等多种污染物，且工况不稳定。

同时沥青烟的浓度不高，随工况而变化，粒径多在0.1～1.0μm之间，最小的仅0.01μm，最大的约为10.0μm。

这使得对烟尘的处理不能采用单一的方法，不进行分级处理，难以达标。

目前，国内外正在研究和应用的沥青烟净化方法有:燃烧法、吸收法、吸附法和电捕法。

其中燃烧法适用于沥青烟浓度高，烟气温度大于700℃；吸收法多采用汽油、柴油等有机类液体作吸收剂，净化效率低，且费用高，同时存在着二次污染问题;吸附法采用比表面积大的多孔性物质(活性炭、焦炭粉、氧化铝等)作吸附剂，对沥青烟进行物理吸附，但系统阻力大，更换滤料麻烦，影响生产。

根据该炭素厂的要求及实际工况，上述3种净化方法均不适用。

若采用电除尘方案，必须解决以下问题：①降低设备成本;②温度控制在合适范围;③降低沥青烟比电阻；④防止沥青烟尘在极板上粘结沉集而造成电场电晕闭塞，除尘效果下降等一系列问题。

采用湿式预处理加静电除尘作为该厂焙烧炉沥青烟气治理方案。

对主烟道进行改造，使其具有湿式预除尘降温功能，而不另增加湿式除尘设备。

静电除尘部分采用方筒蜂窝干式电除尘器。

而不采用多管湿式电除尘器。

这样既无二次污染，又减少投资。

3净化系统工艺流程及工作原理
3.1工艺流程
在引风机负压作用下，焙烧炉沥青烟气由分支烟道汇集到主烟道，先进入干式预除尘器，除去沥青烟气中大颗粒粉尘，然后进入湿式预处理装置，在雾化水的作用下，降低沥青烟气的温度，除去大部分灰尘、SO2，并降低了烟气的电阻率后，再进入电除尘器，经高压电场净化，最后经离心风机由烟囱排出配套沉淀池对湿式预处理排出的含尘废水进行处理，并投加适量生石灰以降低沉淀水酸度，处理后的水可循环使用；捕集的沥青汇集到电除尘器底部锥体中，便于回收利用。

为避免因故障或检修而影响生产，另设旁路烟道经引风机与烟囱连通，在主烟道、净化烟道、旁路烟道处设三通阀，正常情况下旁路烟道关闭。

3.2工作原理
在预除尘器中，烟气受到阻流板阻挡，使气流方向和速度发生变化，大粒径烟尘落入灰斗，使烟尘得到初步净化。

在湿式预处理装置中设有雾化水喷头，在雾化水充分作用下，雾化水滴与烟气碰撞并凝结在烟尘上，增大了粒径，靠自重下落，脱除烟气中的烟尘和SO2。

同时，烟气热量被雾化水吸收，降低了烟气温度和烟尘的电阻率，烟温降至80～95℃之间，烟气的电阻率也降至2×1010Ω·cm以下，便于沥青烟在电场中荷电。

在预除尘器出口装有温控器，根据烟气温度的高低，自动调节雾化水的流量压力。

经预处理后的烟气，进入电除尘器，经气流分布板均匀地进入高压电场。

在电晕极上加负高压，产生电晕放电，沥青烟气和粉尘颗粒被阴极电晕释放的电子荷电，在电场力作用下，以一定的驱进速度驱向阳极，在阳极上被中和而被捕集，颗粒物附着在阳极管内壁，聚集呈液体糊状，靠自重沿集尘管极内壁流下，流入除尘器下端的锥斗；净化后的烟气汇集到上段集烟室，从出口烟道，最后经离心风机由烟囱排出。

从而达到净化焙烧炉沥青烟气的目的。

4电除尘器及净化系统特点
4.1电除尘器结构特点
采用管极蜂窝式立式电除尘器，整个除尘器分为上、中、下3段，上、下段为圆锥形，中段为圆筒形。

中段为高压电场部分，采用一种新型的极配方式，用?219×3.5mm钢管以蜂窝状排列作为收尘极，而阴极全部采用不锈钢丝，固定于上下吊架。

通常管极式电除尘器电晕极用4根?33mm钢管放置在4根阳极管中，其余用?2.3mm不锈钢丝，由于极径差别大，导致起晕电压高低不同，使钢丝电极发生电晕早，钢管电极发生电晕迟，甚至前者已达到临界值，钢管电极还不能发生电晕，使通过钢管电极电场的沥青烟不能荷电净化，降低了除尘效率。

采用新型极配方式，使电场同步全电离，即电场每个角落都发生电晕，避免了电场死区，使经过电场的烟气都能得到净化，同等条件可提高3%净化率。

在中段蜂窝状管极上下两端焊接管板，利用管板、管间构成的连通空间作为管极加热腔；通入热烟，使管极电场温度保持在80～95℃，保证收集的沥青处于流态。

4.2系统控制特点
除尘器采用高压恒流电源，根据LC谐振原理，恒流电源输出的直流电流不随负载的变化而变化，若电场的电晕一旦转化为击穿，本体电流保持恒定，电场能很快恢复，无需长时间封锁电场；若粉尘电阻率升高，输出电压自动增加，能保证除尘效果，自适应能力强；若出现欠压或过压，控制部分能通过反馈电压自动完成电压调整，使除尘器继续稳定地工作在临界火花电压的最佳供电状态。

若调整无效，能自动切断主回路电源，并发出报警。

整个净化系统采用PLC控制。

预除尘器的进烟流量、出口温度、雾化水的流量压力，电除尘器的电场温度、加热腔温度、引风机转速等均可实现同步联锁控制。

结论
静电除尘技术能够达到较好的除尘效果，以及也更是能够使得生产过程得到稳定的控制。

在具体的技术应用过程当中，需要重视的是技术应用的可行性和实际成本，只有使得技术应用可行，以及有效控制成本，才能使得技术发挥有效的作用和影响。

也更好的辅助生产流程推进。

参考文献：
[1]娄晶晶.炭素焙烧炉沥青烟静电处理技术[J].内蒙古石油化工,2007(10):55-56.
[2]孙炳海,仝瑞阳.炭素焙烧炉沥青烟静电除尘技术[J].工业安全与环保,2005(09):25-26.
[3]刘章现,孙炳海.炭素焙烧炉沥青烟净化处理[J].环境污染治理技术与设备,2005(07):75-76.
[4]王义明,杨凤丽,丁少军.小型炭素焙烧炉沥青烟电除尘技术[J].平顶山工学院学报,2005(03):37-39.。