浮法玻璃熔窯煙氣治理和利用

1、浮法玻璃熔窯煙氣治理和利用陳旭曄丁明張洪濤趙元義鄒棟(中國(guó)新型建筑材料工業(yè)杭州設(shè)計(jì)研究院浙江杭州310003)【摘要】本文闡述了浮法玻璃熔窯的運(yùn)行特點(diǎn)和煙氣特性對(duì)國(guó)內(nèi)應(yīng)用的煙氣脫硫、脫硝技術(shù)進(jìn)行了分析比較結(jié)合浮法玻璃熔窯工藝特點(diǎn)提出了幾種適合浮法玻璃生產(chǎn)線的脫硫脫硝除塵余熱發(fā)電一體化工藝方案和相關(guān)建議?！娟P(guān)鍵詞】浮法玻璃SCR脫硝脫硫余熱發(fā)電中圖分類號(hào):TQ171文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AProcessingUtilizationfFlueGaso

2、fFloatGlassFurnaceCHENXu2yeDINGMingZHAOYuan2yiZOUDong(ChinaNewBuildingMaterialsIndustryHangzhouDesignSCRdenitrationdesulfurationelectricalpowergenerationusingwasteheat顆粒物排放量不大于50mgm3SO2排放濃度不大于400mgm3。為保護(hù)大氣環(huán)境歐州部分國(guó)家從20世紀(jì)80

3、年代始相繼制定了玻璃熔窯廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)表1為法國(guó)玻璃熔窯相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)[1]。為便于比較同時(shí)列出我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB2645322011的相關(guān)排放指標(biāo)。從表1表1中法玻璃熔窯廢氣排放限量對(duì)比Table1ComparisonofglassfurnacefluegasemissionlimitsbetweenChinaFrance1引言國(guó)家環(huán)境保護(hù)部和質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局于2011年4月2日發(fā)布了《平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB264532

4、2011)明確玻璃行業(yè)新建企業(yè)自2011年10月1日起原有企業(yè)自2014年1月1日起執(zhí)行排放新標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)中表2要求)。縱觀標(biāo)準(zhǔn)新要求并和目前玻璃行業(yè)適用的標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)窯爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB907821996)和《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB1629721996)要求相比較標(biāo)準(zhǔn)(GB2645322011)主要有以下二個(gè)重大變化:一是新增了玻璃熔窯煙氣中NOx的排放濃度要求規(guī)定排放濃度不大于700mgm3二是大大提高了對(duì)玻璃熔窯煙氣

5、中顆粒物(粉塵)、SO2的排放濃度限制要求Particle(dust)mgm3SO2mgm3NOxmgm3NationFuelChina≤50≤400≤700Heavyoil≤501500～1800≤1500FranceNaturalgas≤50500～750≤700收稿日期:2011210214修訂日期:2011212220作者簡(jiǎn)介:陳旭曄(1961)碩士教授級(jí)高級(jí)工程師。從事浮法玻璃煙氣脫硫脫硝和余熱發(fā)電的研究應(yīng)用工作。Email:

6、cxy85067171@163.com。第30卷第1期陳旭曄等.浮法玻璃熔窯煙氣治理和利用1473111213石灰石石灰2石膏法[7212]硫效率高CaS比低運(yùn)行可靠操作簡(jiǎn)單但傳統(tǒng)濕法工藝較復(fù)雜占地面積和投資較大存在二次水污染和設(shè)備腐蝕問(wèn)題。干法脫硫技術(shù)主要特點(diǎn)是吸收劑和反應(yīng)產(chǎn)物均為干狀態(tài)沒(méi)有廢水產(chǎn)生設(shè)備腐蝕小工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單投資較低但脫硫率和脫硫劑利用率較低(脫硫率一般在75%以下)其中的電子束照射法等電法脫硫技術(shù)從國(guó)內(nèi)實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)

7、看應(yīng)用效果欠佳技術(shù)有待成熟。半干法煙氣脫硫技術(shù)兼有干法與濕法的一些特點(diǎn)一般脫硫劑狀態(tài)為濕或半干狀態(tài)但反應(yīng)產(chǎn)物為干狀態(tài)。半干法具有脫硫工藝設(shè)備簡(jiǎn)單占地面積小、投資較低適合于中小規(guī)模脫硫項(xiàng)目同時(shí)具有較高的脫硫率(可達(dá)90%以上)運(yùn)行時(shí)無(wú)廢水排放脫硫產(chǎn)物為干態(tài)易于處理但脫硫率總體上低于濕法技術(shù)對(duì)脫硫劑的活性也有一定要求。屬濕法目前濕法脫硫技術(shù)占全世界FGD裝置的85%左右其中本方法約占37%主要用于大型火電廠脫硫工程。是目前世界上技術(shù)最成熟、

8、使用業(yè)績(jī)最多、運(yùn)行狀況最穩(wěn)定的脫硫工藝已有近30年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。本法具有脫硫效率高(可達(dá)95%以上)技術(shù)成熟可靠等優(yōu)點(diǎn)。但系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)備易于腐蝕、堵塞運(yùn)行中產(chǎn)生大量廢水排煙溫度較低且含水量高(易產(chǎn)生白煙)需安裝煙氣再加熱裝置(GGH)如不設(shè)置GGH需對(duì)煙囪進(jìn)行內(nèi)襯防腐處理。該法一次性投資大占地面積大運(yùn)行費(fèi)用較高(比CFB高約30%)。3111214碳酸氫鈉法[2]屬干法碳酸氫鈉與煙氣中的SO2反應(yīng)生成硫酸鈉(芒硝)芒硝通過(guò)袋式收塵器收集后

9、可作為玻璃原料。本技術(shù)由意大利一公司開發(fā)在國(guó)內(nèi)已建一座裝置。據(jù)資料介紹[2]脫硫效率可達(dá)90%以上工藝簡(jiǎn)單反應(yīng)產(chǎn)物為干粉狀不會(huì)產(chǎn)生腐蝕、結(jié)露等問(wèn)題煙氣溫降小不會(huì)產(chǎn)生白煙。由于采用高溫脫硫工藝在玻璃熔窯一體化治理方案中可在煙氣不降溫的情況下實(shí)現(xiàn)脫硫前置(脫硫位于脫硝之前)從而大大簡(jiǎn)化一體化治理工藝布置煙氣熱量能得到充分有效的應(yīng)用同時(shí)由于脫除了對(duì)催化劑活性具有不良作用的SO2大大改善了脫硝反應(yīng)器催化劑的工作環(huán)境有利于提高脫硝反應(yīng)器的運(yùn)行可靠

10、性和脫硝效率。但相關(guān)裝備的國(guó)內(nèi)實(shí)際運(yùn)行效果尚有待驗(yàn)證。該法一次性投資較高占地面積小運(yùn)行費(fèi)用較低。31112玻璃熔窯煙氣脫硫技術(shù)結(jié)合玻璃熔窯特點(diǎn)及現(xiàn)有玻璃窯爐煙氣脫硫裝置的運(yùn)行情況提出以下適合玻璃生產(chǎn)線的脫硫典型工藝:3111211增濕灰循環(huán)法(NID)[829]屬半干法為美國(guó)ABB公司90年代開發(fā)國(guó)內(nèi)由菲達(dá)公司引進(jìn)技術(shù)并進(jìn)行消化吸收和推廣適用于中、小型鍋爐在國(guó)內(nèi)不同類型的中小型鍋爐上已安裝20余套裝置。其脫硫劑增濕后水分僅為4%左右基本

11、為干狀態(tài)反應(yīng)器及煙氣通道內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生腐蝕、物料粘結(jié)、堵塞等濕法工藝常見(jiàn)的問(wèn)題脫硫劑可多達(dá)數(shù)十次循環(huán)使用利用率高(可達(dá)95%以上)脫硫率較高一般可達(dá)85%左右控制得好的情況下可達(dá)90%以上裝置結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間小裝置運(yùn)行可靠性高系統(tǒng)無(wú)污水排放脫硫產(chǎn)物易處理可作為建材原料脫硫后出口煙氣溫度達(dá)70℃以上高于酸露點(diǎn)15℃以上對(duì)風(fēng)機(jī)、煙道、煙囪系統(tǒng)無(wú)腐蝕可直接排放不會(huì)產(chǎn)生白煙裝置系統(tǒng)阻力較低(系統(tǒng)總壓降3300Pa左右)可減少脫硫引風(fēng)機(jī)功耗。但對(duì)脫

12、硫劑活性有要求反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)時(shí)間較短、影響其脫硝效率的提高。該法一次性投資低運(yùn)行費(fèi)用中低。312脫硝技術(shù)目前控制NOx排放主要有以下三個(gè)途徑[13]:①燃燒前燃料的脫氮②燃燒中改進(jìn)燃燒方式或工藝方式如采用低NOx燃燒器采用純氧或富氧燃燒工藝降低NOx的排放③鍋爐尾部加裝煙氣脫硝裝置進(jìn)行煙氣脫硝。本文論述范圍僅涉及到第③種方法。目前大量的火電工程應(yīng)用表明[13220]迄今為至最可靠成熟的煙氣脫硝技術(shù)為“選擇性催化還原法”也即SCR法脫硝技術(shù)

13、具有脫硝效率高、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)成為目前唯一大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的煙氣脫硝技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)[13]在火電廠脫硝工程中SCR脫硝工藝約占96%。國(guó)內(nèi)SCR研究和應(yīng)用主要于2003年《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB1322322003)頒布后逐步開始。2006年我國(guó)第一家具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)SCR核心技術(shù)設(shè)計(jì)建設(shè)的脫硝工程———國(guó)華太倉(cāng)發(fā)電有限公司7號(hào)機(jī)組建成投產(chǎn)表明我國(guó)已基本掌握SCR技術(shù)其SCR催化劑在近幾年也已逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)3111212循環(huán)流化