玻璃行業(yè)煙氣綜合治理技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展

【中玻網(wǎng)】1、前言

　　玻璃生產(chǎn)工業(yè)是促進我國國民經(jīng)濟發(fā)展及提高人民生活水平所不可或缺的重要材料工業(yè)。玻璃窯爐的主要燃料是石油焦粉、重油和天然氣，燃燒后產(chǎn)生的煙氣量巨大，主要污染物為硫氧化物(SOx)、氮氧化物(NOx)和粉塵，是污染大氣環(huán)境的主要有害成分，對人類身體健康造成了嚴重威脅。因此，在玻璃生產(chǎn)過程中需同步對玻璃窯爐煙氣進行脫硫脫硝除塵凈化，使其排放的煙氣相對潔凈，實現(xiàn)玻璃行業(yè)清潔生產(chǎn)的目標。

　　2、玻璃窯爐煙氣的特征

　　當(dāng)前，國內(nèi)玻璃生產(chǎn)線目前主要采用石油焦粉、重油、天然氣、煤制氣等作為燃料，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模及燃料的使用情況，玻璃熔窯的排煙溫度大多在400-550℃，燃燒煙氣排放的大氣污染物包括SOx、粉塵和NOx等幾大類。其中，煙氣中的SOx濃度受燃料種類及其含硫量、原料配料中芒硝的使用量及燃料燒時產(chǎn)生的煙氣量等因素的影響，其濃度范圍一般在500-3000mg/Nm3;玻璃窯爐所排放的NOx主要為高溫?zé)崃π蚇Ox，其濃度范圍一般在1200-3000mg/Nm3;玻璃窯爐產(chǎn)生的粉塵粒徑小，粉塵細，同時具有堿(Na+鹽、CaO等)含量高、粘附性強和腐蝕性高等特點，根據(jù)使用燃料的不同，其濃度在300-1200mg/Nm3范圍內(nèi)波動[1]。由此可見，玻璃生產(chǎn)過程中的窯爐煙氣的主要污染物濃度已遠遠超過了國家制定的《平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標準》(GB26453-2011)中規(guī)定的煙塵≤50mg/m3、SO2≤400mg/m3和NOx≤700mg/m3的要求。

　　3、煙氣綜合治理技術(shù)

　　3.1除塵技術(shù)

　　玻璃窯爐產(chǎn)生的粉塵平均粒徑小且黏性大，重力除塵或旋風(fēng)除塵僅對非常大顆粒的粉塵具有一定的去除效率，對微細粉塵凈化效率較低，無法達到預(yù)期的除塵效果;濕式除塵方式存在二次污染嚴重、污水處理設(shè)施龐大、水耗和電耗高、設(shè)備易腐蝕及設(shè)備運行維護成本高等缺點，且處理后的煙氣溫度低于后續(xù)SCR脫硝工藝對溫度的要求;袋式除塵器一般應(yīng)用于運行溫度≤200℃的煙氣環(huán)境，存在壓損大、布袋壽命短、運行維護成等缺點，其運行維護成本遠高于電除塵器。電除塵器不但能夠滿足穩(wěn)定效率高的除塵效率確保煙塵達標排放，而且有效保證處理后的煙氣溫度能夠維持在一個較高的水平，滿足后續(xù)SCR脫硝工藝對煙塵濃度和煙氣溫度的特定要求，目前該技術(shù)已廣泛應(yīng)用于火電、水泥、化工、冶金等工業(yè)。

　　玻璃行業(yè)高溫電除塵器是在380~500℃的高溫條件下利用兩較間生成的強電場，實現(xiàn)粉塵顆粒與高溫?zé)煔夥蛛x的一個電氣系統(tǒng)。高溫電除塵器工作時，一般在其陰較(放電較)系統(tǒng)中通上高壓直流電，陽較(集塵較)則接地，由于陰陽較幾何結(jié)構(gòu)的不同，通電后在兩較間產(chǎn)生強大的不均勻電場，使電場間的氣體電離產(chǎn)生負電暈放電，生成大量的電子和正負離子。含塵煙氣輸送至電場內(nèi)部后，粉塵在電子和離子的作用下荷電形成帶電粉塵，帶負電的粉塵在電場力的驅(qū)動下向較性相反集塵較移動，較后被吸附到集塵較上。當(dāng)集塵較收集一定量的粉塵后，通過振打裝置的定期振打使集塵較上具有一定厚度的煙塵在自重和振動的雙重作用下脫落至電除塵器下方的灰斗中，而通過螺旋輸灰裝置排出電除塵器外部，除塵后的煙氣則通過電除塵器出口進入到SCR脫硝系統(tǒng)中進行脫硝處理。

　　3.2脫硝技術(shù)

　　目前應(yīng)用比較成熟的煙氣NOx處理技術(shù)包括選擇性催化還原法(SCR)和選擇性非催化還原法煙氣脫硝技術(shù)(SNCR)。

　　3.2.1選擇性非催化還原法(SNCR)煙氣脫硝技術(shù)

　　SNCR技術(shù)是在不采用催化劑的情況下，通過向爐膛內(nèi)適宜位置(溫度為950-1010℃)均勻噴入氨(NH3)、氨水(NH3˙H2O)或尿素(CON2H4)等氨基還原劑，其迅速揮發(fā)生成的NH3與煙氣中的有害成分NOx反應(yīng)生成無害N2和H2O[4]，該技術(shù)廣泛應(yīng)用于火電廠、工業(yè)鍋爐及水泥窯爐NOx的去除。SNCR煙氣脫硝技術(shù)具有經(jīng)濟實用的特點，但受爐膛內(nèi)煙氣溫度、NOx濃度、煙氣流場、停留時間等條件的影響，還原劑會對生產(chǎn)的玻璃質(zhì)量和添加劑帶來一定的影響，且工業(yè)鍋爐和玻璃窯爐結(jié)構(gòu)差異非常大，因此該工藝技術(shù)用于玻璃窯爐NOx的脫除治理具有局限性。

　　3.2.2選擇性催化還原法(SCR)煙氣脫硝技術(shù)

　　SCR技術(shù)是在脫硝催化作用下，向溫度約為280~420℃的煙氣中噴入NH3，使其與煙氣中的NOx反應(yīng)生成N2和H2O，從而降低煙氣中NOx的排放量。該技術(shù)目前已廣泛應(yīng)用于火電廠、垃圾焚燒廠、工業(yè)鍋爐及工業(yè)窯爐NOx的去除，脫硝效率可達70%～98%，催化劑的正常使用壽命可高達2.6萬多小時，脫硝效果穩(wěn)定。

　　SCR煙氣脫硝工藝所采用的催化劑目前已實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，常用的催化劑結(jié)構(gòu)形式有蜂窩式、板式和波紋板式，常規(guī)的V-W/Ti體系催化劑一般是以二氧化鈦(TiO2)為載體，五氧化二釩(V2O5)或釩-鎢(V2O5-WO3)為活性成分。SCR工藝煙氣脫硝

　　主要包括以下反應(yīng)過程：

　　4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O(1)

　　4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O(2)

　　4NH3+6NO→5N2+6H2O(3)

　　8NH3+6NO2→7N2+12H2O(4)

　　SCR脫硝技術(shù)脫硝效率高且適用溫度范圍廣，不產(chǎn)生二次污染，國外采用SCR技術(shù)的脫硝裝置占70%以上，而SCR技術(shù)在國內(nèi)煙氣脫硝領(lǐng)域的市場占有率則達90%以上。因此，SCR脫硝技術(shù)是目前應(yīng)用較廣、較有效的脫硝方法，亦適用于玻璃窯爐煙氣脫硝處理。