皂化废碱焚烧静电除尘器运行中常见问题探讨

李 懿

（武汉龙净环保科技有限公司，武汉 430079）

1 项目应用静电除尘器概况

山东某化工有限公司新上己二酸生产线，生产中间环节产生大量皂化废碱液，采取焚烧法处理皂化废碱液，焚烧产生的烟气具有高温、高黏、高腐蚀等特点[1]，尾气处理配套采用静电除尘器。除尘设备最终采用的是静电除尘设备，其技术参数见表1、表2、表3。

表1 皂化焚烧锅炉技术参数

表2 皂化液元素分析

表3 皂化废碱焚烧静电除尘器技术参数

投产初期，除尘器运行良好，二次电流和二次电压都能在规定的范围内稳定运行，各项工艺指标均优于设计值。但随着时间的推移，除尘器出现了灰斗积灰、一电场运行不稳定、绝缘子失效等问题，影响了除尘器的高效稳定使用。通过检查、测试、实验，进行分析和判断，提出相应的处理办法，有效地解决了皂化废碱焚烧静电除尘器运行中的常见问题。

2 运行中存在的主要问题

2.1 灰斗积灰

皂化液是一种棕黑色黏稠液体，有强烈的刺激性臭味[2]。焚烧后产生的灰分密度约600kg/m3，安息角约55°，具有高黏度、易回潮、比重小等特点。灰斗设计采用双列的船型灰斗，溜灰角采取比常规煤粉除尘更大的角度，并在灰斗四周内衬圆弧过渡板，保证碱灰顺利落入灰斗中；中间设置阻流板，防止烟气产生涡流；出灰口采用长条形，保证顺畅排灰；出灰口与刮板机进料口采用法兰连接，双层密封，防止漏风，造成碱灰回潮搭桥。

由于采用的是双列船型灰斗，沿烟气方向周边通过槽钢焊接连接，中间通过槽钢进行定位焊接，将灰斗固定在壳体上。中间槽钢跨接在壳体上，置于电场中，槽钢与灰斗连接处设置加强挂板，保证强度。由于槽钢有一定宽度，加上加强挂板和阳极板排定位槽钢的间距较小，碱灰容易堆积在槽钢上，形成搭桥积灰（见图1、图2）；出灰口采用长条形，增大了漏风几率，加之刮板机自身漏风，密封连接处的老化，造成冷风进入灰斗中，使碱灰回潮结块，从而造成灰斗积灰。特别表现在除尘器第一电场，第一电场进口粉尘浓度最高，灰量最大，积灰情况最严重。灰斗积灰具有严重危害性，积灰至除尘器极板、极线位置时，造成电场短路，影响电气设备的安全运行，同时损坏电除尘器的内部构件，造成电除尘器极板、极线的变形，严重时将会造成不可修复的损坏。

图1 搭桥积灰（1）

图2 搭桥积灰（2）

2.2 一电场运行不稳定

一电场进口粉尘浓度高，灰量大。针对一电场烟气特点，配置1套GGYAJ高频电源。GGYAJ系列高频高压整流设备采用三相电源，三相均衡，对电网影响小。相较于常规工频硅整流电源，高频电源具有转换效率高；功率因素大；重量轻；集成性好；二次电压纹波系数小等优点，可有效抑制反电晕，提高除尘效率。

由于皂化液热值较低，需要进行浓缩并投油辅助燃烧，因而皂化液的烟气含水量大。当粉尘进入电场后，在高频电源作用下，电流迅速升高，输出电流增大，造成电场击穿，从而会引起电场开路，运行不稳定。

2.3 绝缘子失效

保温部分采用大保温箱，设置承压绝缘子，配以电加热器。皂化液热值较低，投用时需投重油辅助燃烧，并且利用醋酸尾气掺杂燃烧。锅炉配备碱枪、油枪和醋酸尾气枪。在系统投用、联动试车、锅炉低负荷运行及出现故障时，特别是在系统投用时，为了保护后段引风机而不开启引风机，造成除尘器正压运行，因而需要频繁喷油。但因为炉膛温度低，重油不能完全充分燃烧，少部分油滴会随着烟气进入除尘器中。在烟气及压力的作用下，部分油滴会通过顶板进入到保温箱绝缘子内，并黏附在承压绝缘子上，在其表面形成油污。其中未充分燃烧的炭黑也会进入承压绝缘子内部。两者混合，牢固地黏在绝缘子内表面，而炭黑是导电物质，会破坏绝缘子的绝缘性能[3]。当电场升压时，绝缘子表面开始导电，并产生电流做功，造成爬电，或形成电弧烧伤击穿绝缘子表面，使局部温度骤升，产生裂纹或炸裂（见图3、图4），造成绝缘子失效。特别是前面的一、二电场，此现象更为严重。

图3 绝缘子表面炸裂

图4 绝缘子表面裂纹

除尘器后面的三、四电场，由于皂化液烟气流速比较低，水分含量较大。前面电场已经收集大量的粉尘，进入后面电场的几乎是水汽。电场投用时温度比较低，需提前开启绝缘子加热，利用电加热器对绝缘子室进行加热，保证足够的时间，将水分烘干。防止因温度低结露，水分附着在绝缘子上，电场升压时爬电造成绝缘子击穿，从而造成绝缘子失效。

2.4 绝缘轴损坏

除尘器配置刚玉绝缘轴，采用特殊的锥形头结构，用于绝缘和传递振打力，两端采用锥度连接。使用中越打越紧，不会松动，没有应力集中，大大提高了传力效率和使用寿命。绝缘轴对于安装的精度要求比较高，要保证安装的垂直度。如果安装出现偏差，没有达到精度控制范围，特别是在清灰频率最高、振打次数最多的一电场，随着振打力从上向下的传递，在长期振打力的作用下就会出现绝缘轴损坏、断裂，造成绝缘失效，电场开路。

3 改进措施

3.1 增设溜灰装置

在双列连接槽钢易搭桥处，巧妙设计溜灰组件。增设夹角60°溜灰板，方便碱灰顺利进入灰斗中。槽钢内设置振动基座，安装小型振动电机，通过圆钢传递震动力。圆钢上部连接角钢，角钢两端搭接在溜灰板上。采取定时控制小电机的开启，通过震动防止碱灰搭桥积灰。出灰口与刮板机连接处，更换老化的密封垫片，配以更可靠地双层密封，并保证一定程度的灰封，防止冷风窜入灰斗，使碱灰回潮结块造成灰斗积灰。

3.2 限制电流电压

一电场高频对控制系统进行设定，对电压电流进行双重限制。当电场启停或出现故障时，烟气温度过低，对电压进行限制，控制电压的输出，降低电压，防止开路。并针对一电场高频电源进行现场试验，调换一、二电场电源装置，即一电场采取工频电源，二电场采用高频。并观察电流、电压数据，查看除尘效果。

3.3 严格控制启停，规范操作

前段锅炉工艺对皂化液除尘器的使用有较大影响，在系统投用或锅炉出现故障时，严格控制启停，并规范除尘器操作规程，确保规范操作。锅炉投油时禁止开启各电场高压，烟气低于露点温度时严禁100%升压投入；热态投运前，提前6小时以上投入保温箱及灰斗加热，避免绝缘件及灰斗结露受潮；短时间停炉可不停低压加热和振打系统。当出现输灰系统堵灰、卸灰不畅或高压系统升压异常、频繁出现大电流跳闸等状况时，须立即停运电场进行检查。

3.4 设置堵灰板、更换绝缘轴

在承压绝缘子底座设置堵灰板，用聚四氟乙烯板进行密封堵灰，防止油污等进入绝缘子内壁造成绝缘子因污染炸裂。对刚玉绝缘轴进行更换，统一更换为高分子绝缘轴，保证绝缘的长期有效。运用特有的吊打分离技术，布设阴极振打吊梁和振打砧梁，悬吊点与振打点分开，并有效调整安装精度，保证绝缘轴长期使用。

4 结论

皂化废碱液是一种难处理的高污染有机废水，采用焚烧法处理皂化液，用静电除尘器净化烟气。由于烟气高黏、高湿，工况波动等原因，皂化废碱焚烧静电除尘器在运行过程中易出现灰斗积灰、运行不稳定、绝缘子失效、除尘效率下降等问题。经过上述改进，成功解决了皂化废碱焚烧静电除尘器运行中出现的问题，除尘器各项指标趋于正常，除尘效率达到设计指标，保证了除尘器的高效稳定运行，有效解决了皂化废碱液处理的难题。

[1]李懿.皂化废碱焚烧静电除尘器的应用[J].中国环保产业，2012（12）.

[2]李方文，马凇江.焚烧法处理环己酮生产中的皂化液[J].环境污染治理技术与 设备，2005（1）

[3]田状锋，赵留成，解广文.静电除尘器用瓷绝缘子的常见故障及使用与维护[C]. 第14届中国电除尘学术会议论文集，2011.