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(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(duì)人類身體健康造成了嚴(yán)重威脅。因此，在玻璃生產(chǎn)過(guò)程中需同步對(duì)玻璃窯爐煙氣進(jìn)行脫硫脫硝除塵凈化，使其排放的煙氣相對(duì)潔凈，實(shí)現(xiàn)玻璃行業(yè)清潔生產(chǎn)的目標(biāo)。

　　2、玻璃窯爐煙氣的特征

　　當(dāng)前，國(guó)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(shí)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(xì)，同時(shí)具有堿(Na+鹽、CaO等)含量高、粘附性強(qiáng)和腐蝕性高等特點(diǎn)，根據(jù)使用燃料的不同，其濃度在300-1200mg/Nm3范圍內(nèi)波動(dòng)[1]。由此可見(jiàn)，玻璃生產(chǎn)過(guò)程中的窯爐煙氣的主要污染物濃度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了國(guó)家制定的《平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(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(duì)非常大顆粒的粉塵具有一定的去除效率，對(duì)微細(xì)粉塵凈化效率較低，無(wú)法達(dá)到預(yù)期的除塵效果;濕式除塵方式存在二次污染嚴(yán)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(yùn)行維護(hù)成本高等缺點(diǎn)，且處理后的煙氣溫度低于后續(xù)SCR脫硝工藝對(duì)溫度的要求;袋式除塵器一般應(yīng)用于運(yùn)行溫度≤200℃的煙氣環(huán)境，存在壓損大、布袋壽命短、運(yùn)行維護(hù)成等缺點(diǎn)，其運(yùn)行維護(hù)成本遠(yuǎn)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(dá)標(biāo)排放，而且有效保證處理后的煙氣溫度能夠維持在一個(gè)較高的水平，滿足后續(xù)SCR脫硝工藝對(duì)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(qiáng)電場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)粉塵顆粒與高溫?zé)煔夥蛛x的一個(gè)電氣系統(tǒng)。高溫電除塵器工作時(shí)，一般在其陰較(放電較)系統(tǒng)中通上高壓直流電，陽(yáng)較(集塵較)則接地，由于陰陽(yáng)較幾何結(jié)構(gòu)的不同，通電后在兩較間產(chǎn)生強(qiáng)大的不均勻電場(chǎng)，使電場(chǎng)間的氣體電離產(chǎn)生負(fù)電暈放電，生成大量的電子和正負(fù)離子。含塵煙氣輸送至電場(chǎng)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(fù)電的粉塵在電場(chǎng)力的驅(qū)動(dòng)下向較性相反集塵較移動(dòng)，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(guò)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(dòng)的雙重作用下脫落至電除塵器下方的灰斗中，而通過(guò)螺旋輸灰裝置排出電除塵器外部，除塵后的煙氣則通過(guò)電除塵器出口進(jìn)入到SCR脫硝系統(tǒng)中進(jìn)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(guò)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(wú)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(jì)實(shí)用的特點(diǎn)，但受爐膛內(nèi)煙氣溫度、NOx濃度、煙氣流場(chǎng)、停留時(shí)間等條件的影響，還原劑會(huì)對(duì)生產(chǎn)的玻璃質(zhì)量和添加劑帶來(lái)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(dá)70%～98%，催化劑的正常使用壽命可高達(dá)2.6萬(wàn)多小時(shí)，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(shí)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(guò)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(guó)外采用SCR技術(shù)的脫硝裝置占70%以上，而SCR技術(shù)在國(guó)內(nèi)煙氣脫硝領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率則達(dá)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。