一、城市煤气的产生及焦油问题

  1. 城市煤气的产生过程
    • 城市煤气主要来源于煤炭的干馏或气化过程。在煤的干馏过程中，煤在隔绝空气的条件下加热，分解产生焦炭、煤焦油和煤气。煤气化则是通过化学反应，使煤与氧气、水蒸气等反应生成一氧化碳、氢气和少量的甲烷等可燃气体混合而成的煤气。无论是干馏还是气化产生的煤气，都不可避免地含有焦油成分。
  2. 焦油带来的问题
    • 设备堵塞和腐蚀：焦油具有黏性，在煤气输送管道和后续的利用设备中，焦油容易凝结并附着在管道内壁和设备表面，导致管道堵塞和设备运行效率降低。同时，焦油中的一些成分具有腐蚀性，会对设备造成损害，缩短设备使用寿命。
    • 燃烧效率降低：焦油是一种复杂的有机混合物，其燃烧特性与煤气中的主要可燃成分不同。当煤气中含有较多焦油时，在燃烧过程中，焦油不能完全燃烧，会产生黑烟、异味等问题，不仅浪费能源，还会造成环境污染。
    • 安全隐患：焦油的存在增加了煤气的黏稠度和杂质含量，在煤气的储存和运输过程中，可能会引发堵塞、泄漏等安全事故。而且，焦油中的一些成分在一定条件下可能会发生化学反应，产生易燃易爆物质，进一步增加了安全风险。

二、电捕焦油器的工作原理及在城市煤气中的适用性

  1. 工作原理回顾
    • 电捕焦油器内部设有高压电场，当含有焦油的城市煤气进入电场后，在高电压（通常为 40 - 70kV）的作用下，气体发生电离，产生大量的电子和离子。这些电子和离子与焦油微粒碰撞，使焦油微粒带上电荷，这是荷电过程。
    • 荷电后的焦油微粒在电场力的作用下，向电极板（通常为阴极板）运动。由于电极板接地或处于较低的电位，带负电的焦油微粒被吸附在电极板上，从而实现从煤气中分离焦油微粒的目的。
  2. 在城市煤气中的适用性
    • 高效去除焦油：电捕焦油器对于城市煤气中的焦油具有很高的去除效率，能够有效捕集粒径范围较广的焦油微粒。对于粒径大于 0.1μm 的焦油微粒，捕集效率可达 90% 以上，这可以显著降低煤气中的焦油含量，解决焦油带来的诸多问题。
    • 适应煤气工况：城市煤气的温度、压力和流量等工况条件在一定范围内变化，电捕焦油器能够较好地适应这些变化。在正常的煤气生产和输送温度（如 80 - 120℃）下，电捕焦油器可以稳定运行。并且，电捕焦油器的处理气量可以根据实际的煤气产量进行选型和调整，以满足城市煤气处理的需求。

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三、电捕焦油器在城市煤气案例中的应用

  1. 应用位置
    • 在城市煤气生产流程中，电捕焦油器通常安装在煤气发生炉或气化炉之后，煤气冷却和净化设备之前。这个位置可以在煤气温度尚未大幅降低、焦油仍处于气态或气溶胶状态时，对焦油进行有效捕集，避免焦油在后续冷却过程中大量凝结，从而减轻后续净化设备的负担。
  2. 与其他设备的协同工作
    • 与冷却设备联用：在电捕焦油器之后，煤气通常需要经过冷却设备，进一步降低煤气温度。经过电捕焦油器处理后的煤气，焦油含量大大降低，减少了在冷却设备中焦油凝结堵塞的风险，提高了冷却效率。
    • 与脱硫和脱碳设备联用：城市煤气还需要进行脱硫和脱碳处理，以提高煤气质量。电捕焦油器去除焦油后，煤气中的杂质减少，有利于脱硫和脱碳设备的正常运行，提高脱硫和脱碳的效果，延长设备的使用寿命。

四、处理效果

  1. 焦油去除效果
    • 在实际的城市煤气应用案例中，电捕焦油器表现出卓越的焦油去除能力。例如，某城市煤气厂在使用电捕焦油器前，煤气中的焦油含量约为 5 - 10g/m³。安装电捕焦油器后，焦油含量降低到 0.5g/m³ 以下，去除效率达到 90% - 95%。这使得煤气的质量得到显著提高，管道堵塞和设备腐蚀的情况明显减少。
  2. 对煤气质量的改善
    • 除了焦油去除外，电捕焦油器还能去除煤气中的一些其他杂质。随着焦油的减少，煤气的燃烧性能得到改善，燃烧时火焰更加稳定，黑烟和异味明显减少。经过处理后的煤气，其热值更加稳定，符合城市煤气供应的质量要求，提高了用户的使用体验。
  3. 安全和环保效益
    • 安全方面：降低焦油含量后，煤气在储存、运输和使用过程中的安全风险大大降低。减少了因焦油堵塞导致的管道压力异常、泄漏等安全隐患，保障了城市煤气系统的安全稳定运行。
    • 环保方面：电捕焦油器的应用减少了煤气燃烧过程中产生的黑烟和异味，降低了大气污染物的排放。同时，捕集到的焦油可以进行集中处理或回收利用，避免了焦油对环境的污染，具有良好的环保效益。

五、运行维护要点

  1. 日常检查
    • 每天检查电捕焦油器的运行状态，包括电压、电流是否正常，电极板是否有放电现象。观察进出口煤气管道的压力、温度和流量等参数，确保煤气正常流通。同时，检查焦油收集系统是否正常工作，防止焦油泄漏。
  2. 定期维护
    • 电极板维护：定期（如每月或每季度）对电极板进行清洁和检查。对于吸附了大量焦油的电极板，采用合适的清灰方式（如机械振打或水洗）进行清理，确保电极板的捕集效率。检查电极板的间距是否符合要求，避免因电极板变形或移位导致电场不均匀。
    • 电气系统维护：对电捕焦油器的电气系统进行定期维护，包括检查绝缘材料的性能、高压电源的稳定性等。对电气设备进行预防性试验，如绝缘电阻测试、耐压试验等，及时发现和排除电气故障隐患。
    • 其他部件检查：检查煤气进出口阀门、密封件等部件的密封性，防止煤气泄漏。对设备的外壳、支架等结构部件进行检查，确保设备的机械稳定性。
  3. 故障处理
    • 如果在运行过程中发现电捕焦油器出现故障，如电流异常升高、捕集效率下降等，应立即停止运行，进行故障排查。常见的故障原因包括电极板短路、绝缘损坏、焦油堵塞等。针对不同的故障原因，采取相应的维修措施，如修复短路的电极板、更换损坏的绝缘材料、清理焦油堵塞等。在故障修复后，对设备进行重新调试和测试，确保其恢复正常运行。