:玻璃行业是典型的气型污染行业,大气污染物主要包括粉尘、SOx和NOx。本文结合玻璃工业生产过程中的烟气排放特征,分析概述玻璃行业烟气除尘、脱硝和脱硫传统工艺的主要问题,提出“高温干法脱硫—尘硝一体化设备”的综合治理技术,并以山西某一日用玻璃脱硫除尘脱硝一体化技术的应用为例进行经济分析,对今后同类玻璃炉窑超低排放改造及该技术在玻璃炉窑上的推广具有积极的参考和借鉴作用。
玻璃行业是典型的气型污染行业。玻璃炉窑烟气中的碱性粉尘吸潮性强、粘性大,入口SO2、NOx浓度高,容易造成催化剂积灰、磨损、中毒失效,常规布袋容易敷袋、运行阻力大等问题。本文结合玻璃工业生产过程中的烟气排放特征,分析概述玻璃行业烟气除尘、脱硝和脱硫传统工艺的主要问题,提出“高温干法脱硫—尘硝一体化设备”的综合治理技术,并以山西某一日用玻璃脱硫除尘脱硝一体化技术的应用为例进行经济分析,对今后同类玻璃炉窑超低排放改造及该技术在玻璃炉窑上的推广具有积极的参考和借鉴作用。
(1)燃料多样性:目前有煤制气、天然气、重油、石油焦粉等,SO2入口浓度最高可达5000mg/Nm³,NOx入口浓度最高可达3000-4000mg/Nm³,常规技术工艺难以实现超低排放;
(2)粉尘细,粘性大:玻璃炉窑加料过程中少部分原料带入烟气中,高温挥发后冷凝生成烟尘,烟尘粒径0.1微米到0.5微米以上;烟气中粉尘主要由惰性金属盐类、金属氧化物或不完全燃烧物质等组成,低温条件下容易吸潮板结。
(3)SO2、NOx原始浓度高:燃料中含硫成分,燃烧时氧化,原料中分解生成SO2;空气燃烧和玻璃原料中少量硝酸盐分解产生的NOx,熔炉火焰温度高达1650℃-2000℃,空气中N2便与O2反应生成大量NOx;
(4)烟气成分复杂,烟气中还含有多种酸性气体如HCl、HF等,且烟尘成分复杂、黏性大,碱金属含量高。
如图所示,玻璃炉窑引出来的高温烟气(约300-350℃)从脱硫塔底部进入,与从储灰仓导入的脱硫剂充分混合,有效脱除烟气中的SO2。脱硫塔出口的含尘烟气紧接着排入尘硝一体化设备的灰斗;部分较大的尘粒自然沉降直接落入灰斗,尘粒随气流上升进入各个袋室。经高温除尘器拦截除尘的未反应完全的脱硫剂,会在滤袋表面形成一定厚度的粉饼层,烟气与粉饼层内的脱硫剂发生脱硫反应,净化后的气体由滤袋内部进入净气室。高温除尘器收集的脱硫产物从除尘器下部的灰斗排出并被输送至灰库。本脱硝工艺路线为SCR工艺,其中脱硝催化剂布置在滤袋净气室顶部,NOx通过与尘硝一体化设备入口喷入的氨气进行反应,从而对烟气的NOx进行脱除处理。之后烟气通过节能装置回收高温烟气热量,再由风机引入烟囱排放。
本工艺从玻璃炉窑引出含尘烟气(烟温300-350℃、粉尘浓度400mg/Nm³)进入尘硝一体化设备,经过高效除尘后,进入SCR催化剂的粉尘浓度≤10mg/Nm³,为催化剂创造微尘的工作环境,有效解决玻璃炉窑催化剂应用上容易发生堵塞、磨损、中毒等棘手问题。烟气经过一体化系统后即可满足烟气超低排放要求(粉尘≤10mg/Nm³,NOx≤50mg/Nm³)。
山西某一日用玻璃窑炉出口引出约350℃左右的烟气,首先先进行干法脱硫,脱硫后的烟气进入尘硝一体化设备,含尘烟气经过金属滤袋除尘,然后烟气进入脱硝催化剂层进行脱硝处理,得到净化后的烟气再经过节能装置回收热量,最后由风机引入烟囱排入大气中。
本项目工艺流程:玻璃炉窑—干法脱硫—尘硝一体化设备(金属滤袋)—(节能装置)—风机—烟囱。
由于本项目系统阻力小,氨水耗量大幅度降低,考虑催化剂和金属滤袋更换的折摊费用,本项目实施改造后,每年可节省运行费用96.9万元。另由于传统路线布袋及催化剂检修频繁,额外运行维护成本高,本文成本分析未对检修运行成本进行增补。可见,采取干法脱硫+尘硝一体化技术,不但满足污染物超低排放要求,还带来一定的经济效益。
随着《日用玻璃工业污染物排放标准》等新标准在玻璃行业的全面执行和实施,对玻璃窑炉产生的烟气进行多污染物综合治理是目前玻璃行业大气污染物达标排放的有效途径。通过干法脱硫、尘硝一体化联合技术方案的综合运用,对玻璃窑炉烟气中的粉尘、NOx及SOx等多污染物进行有效治理,符合国家节能环保政策要求,技术先进且经济合理。