CN104162352A - 一种玻璃窑炉烟气除尘、脱硝、脱硫一体化处理工艺 - Google Patents

一种玻璃窑炉烟气除尘、脱硝、脱硫一体化处理工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及玻璃窑炉烟气除尘、脱硝、脱硫一体化处理方法，包括以下步骤：将玻璃窑炉高温烟气经余热锅炉吸收热量并降温，从余热锅炉降温至250-300℃的温度段引出进入除尘装置除尘；除尘达标的烟气返回余热锅炉升温至选择性催化还原法SCR的温度窗口300～420℃后引出进入SCR脱硝装置；脱硝达标的烟气继续返回余热锅炉回收热量，至120±20℃左右进入湿法脱硫装置；湿法脱硫处理达标的烟气通过烟囱排入大气。通过余热锅炉的设计改造，使其有三个合适的温度出口和入口，从而保证各系统在其适合的温度窗口下工作，保证各系统的可靠性，降低了运行投资成本，并使热损失降至最低。

Description

一种玻璃窑炉烟气除尘、脱硝、脱硫一体化处理工艺
技术领域
本发明涉及烟气处理领域，具体为除尘、脱硝、脱硫一体化工艺，尤其是玻璃炉窑烟气(尾气)除尘、脱硝、脱硫一体化处理新工艺。
背景技术
随着我国经济和生活水平的日益提高，将会对环境给予越来越大的关注。目前环境问题日趋恶化，近两年雾霾笼罩于中国的华东六省一市，且大有扩散之趋势，各地的PM2.5监测系统也是相继爆表，目前其已引起了社会的广泛的关注。国家对此也是相继出台了一系列政策，国家环保部《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)中规定，2004年以后新建锅炉氮氧化物排放标准执行100mg/Nm3的规定，二氧化硫浓度小于50mg/Nm3，粉尘含量小于30mg/Nm3。李克强总理2014年的政府报告中美丽中国、建设生态文明中国之章节也是占了很大的篇幅，其中提到以下几个数据：2014年脱硫改造机组1800万千瓦，脱硝1.3亿千瓦，除尘1.8亿千瓦，从这些都可以看出国家对环境污染所出的重拳。
目前玻璃和水泥行业也是国家重点关注的领域，虽然相对于火力发电其所占比例较小，但是国家也是对其排放做出了明确指示，以玻璃行业为例：氮氧化物排放标注不大于700mg/Nm3，硫化物浓度不大于400mg/Nm3，粉尘含量不大于50mg/Nm3。
玻璃行业的烟气处理工艺目前普遍采取从第一余热锅炉350℃左右的温度窗口引出烟气进入高温电除尘系统除尘，随后烟气进入SCR脱硝系统(选择性催化还原法，即在催化剂(V2O5-WO3/TiO2)作用下,还原剂NH3在300-420℃下将NOx还原成N2和H2O)，除尘、脱硝达标烟气随即进入第二余热锅炉回收热量至120℃左右进入干法脱硫装置并最终通过烟囱排入大气。可参见CN201220686178，玻璃窑炉烟气的SCR脱硝装置。包括余热锅炉和脱硝反应器，氨法SCR脱硝反应器进气端与第一余热锅炉连通接收经热交换降温至320～420℃烟气、排气端与第二余热锅炉连通并将脱硝后烟气经热交换降温至120℃～170℃后排入烟囱；脱硝反应器包括依次安装在烟气通道中的喷氨格栅、氨-烟气混合器、整流器和多层催化剂床及其吹灰装置。但是由于玻璃行业的特殊性，即粉尘微粒极小且具有较强的黏性，目前该工艺普遍存在一些问题：1)高温电除尘效率很难达到设计效率；2)由于高温电除尘的问题导致脱硝催化剂很快失活，从而使脱硝运行几个月无法达到设计效率；3)该工艺存在两个除尘工艺，电除尘工艺和干法脱硫所必需的布袋除尘系统，从而使系统冗余，造成投资、运营成本过大。
发明内容
本发明目的旨在提供一种玻璃窑炉烟气除尘、脱硝、脱硫一体化处理新工艺，能够充分回收热量，且处理的成本，过程控制更为经济合理。
本发明的技术方案是，玻璃窑炉烟气除尘、脱硝、脱硫一体化处理方法，包括以下步骤：(1)将玻璃窑炉高温烟气经余热锅炉吸收热量并降温，从余热锅炉降温至2500-300℃的温度段引出进入除尘装置除尘；
(2)除尘达标的烟气返回余热锅炉升温至选择性催化还原法SCR的温度窗口300～420℃后引出进入SCR脱硝装置；
(3)脱硝达标的烟气继续返回余热锅炉回收热量，至120±20℃左右进入湿法脱硫装置；
(4)湿法脱硫处理达标的烟气通过烟囱排入大气。
步骤(1)所述的除尘装置为高温布袋除尘；
步骤(3)所述的湿法脱硫装置为氨法脱硫、镁法脱硫、双碱法脱硫等；
本发明的有益效果是：
1、相对于高温电除尘，通过高温布袋除尘可以使粉尘含量降至10mg/Nm3甚至更低，系统稳定可靠且投资相对于高温滤棒除尘低；
2、除尘达标的烟气在合适的温度段进入SCR脱硝装置可保证脱硝效率，同时由于除尘的可靠性，使脱硝催化剂能够长时间稳定可靠运行，运行寿命延长至4-5年；
3、后续的湿法脱硫装置脱硫效率高、可靠性强，占地面积小，投资成本低；
4、特别是采用氨法脱硫装置，其可以和SCR脱硝装置共用还原剂液氨或氨水系统，同时由于副产物硫酸铵可作为化肥降低了运营成本，实现了废物的在循环利用；
5、引入250-300℃的烟气进入高温除尘装置，而非180℃的烟气进入常规的布袋除尘装置，从而把换热的热损失降至最低。本发明通过余热锅炉的设计改造，使其有三个合适的温度出口和入口，从而保证各系统在其适合的温度窗口下工作，保证各系统的可靠性；通过高温布袋除尘、SCR脱硝和湿法脱硫特别是氨法脱硫三个处理工段的选择和有机整合，降低了运行投资成本，并使热损失降至最低。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
参见图1工艺流程图:
1)余热锅炉(可以是一种换热器)：
余热锅炉2-1、包括第二组余热锅炉2-2具有三个入口、三个出口，三个入口分别为玻璃窑炉的高温烟气1的入口(会有500℃左右的温度进气)、除尘达标的烟气入口和脱硝达标的烟气入口；三个出口分别为进入高温除尘段、进入脱硝段和进入脱硫段。通过余热锅炉的合理设计改造，保证各个烟气处理工段在最适合的温度条件下进行，从而确保了系统的可靠性；余热锅炉可分为两组，第一组余热锅炉为玻璃高温烟气和除尘达标的烟气入口，其可产生蒸汽并再加热除尘后烟气；通过第二组余热锅炉2-2或换热器对脱硝达标的烟气进行吸热，使其温度降至120℃左右进入湿法脱硫装置。除尘达标的烟气返回余热锅炉升温时，是通过换热器直接与玻璃窑炉的高温烟气的入口处接触，至选择性催化还原法SCR的温度窗口300～420℃后引出进入SCR脱硝装置；
余热锅炉降温至250-300℃的温度段是通过设置在余热锅炉的换热器或热管的数量和传热介质的流量带出的热量进行温度控制。换热器阵列通过流动的工质的流量控制玻璃窑炉的高温烟气降至250-300℃。
如果采用效率更高的阵列热管吸热的效果更好，可以控制热管输出端排出热量的再输出量、从而控制热管吸收多少玻璃窑炉的高温烟气的热量，从而控制其输出温度。
2)布袋除尘：
余热锅炉出口的250-300℃的烟气进入布袋除尘装置3，由于烟气温度较高，所以布袋滤料采取硅酸盐材料从而保证布袋的稳定运行，同时预涂消石灰以消除黏性颗粒的糊袋；并采取低压脉冲反吹除尘技术进行反吹，其通过压降来进行反馈控制。
3)SCR脱硝：
采取SCR对烟气进行脱硝，其关键点为合适的温度窗口、催化剂不被堵塞和毒化。通过从余热锅炉的合适温度段引出烟气从而解决了第一个关键点；通过高温布袋除尘的高效除尘解决了第二个关键点。以上方式解决了最佳的热量利用，节能效果明显且SCR脱硝、布袋除尘的工艺控制质量有保证。
4)湿法脱硫：
采取湿法脱硫特别是氨法脱硫(FGD)进行烟气的脱硫从而确保脱硫效率并减少干法脱硫除尘和前面除尘的冗余。为了保证余热的充分利用和脱硫系统的可靠性，使烟气在余热锅炉充分回收能量后进入烟气脱硫装置。通过氨法脱硫和SCR脱硝共用氨区，可以参见现有成熟技术，如CN200510040800.7等成熟的氨法脱硫工艺，降低投资、运营成本，同时占地面积小、总图布局更为合理；采取氨法脱硫，副产物只有硫酸铵可作为产生经济效益进一步降低运营成本，实现废物的再循环利用，符合国家的废物回收利用政策，最后从烟囱4排出。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (7)

1.玻璃窑炉烟气除尘、脱硝、脱硫一体化处理方法，其特征是包括以下步骤：
1)将玻璃窑炉高温烟气经余热锅炉吸收热量并降温，从余热锅炉降温至250-300℃的温度段引出进入除尘装置除尘；
2)除尘达标的烟气返回余热锅炉升温至选择性催化还原法SCR的温度窗口300～420℃后引出进入SCR脱硝装置；
3)脱硝达标的烟气继续返回余热锅炉回收热量，至120±20℃左右进入湿法脱硫装置；
4)湿法脱硫处理达标的烟气通过烟囱排入大气。
2.根据权利要求1所述的玻璃窑炉烟气除尘、脱硝、脱硫一体化处理方法，其特征是余热锅炉三个入口、三个出口，三个入口分别为玻璃窑炉高温烟气的入口、除尘达标的烟气入口和脱硝达标的烟气入口；三个出口分别为进入高温除尘装置、进入SCR脱硝装置和进入湿法脱硫装置的出口。
3.根据权利要求1所述的玻璃窑炉烟气除尘、脱硝、脱硫一体化处理方法，其特征是余热锅炉分为两组，第一组余热锅炉进行为玻璃高温烟气和除尘达标的烟气入口，其可产生蒸汽并再加热除尘后烟气；第二组余热锅炉或换热器对脱硝达标的烟气进行吸热，使其温度降至120℃左右进入湿法脱硫装置。
4.根据权利要求1所述的玻璃窑炉烟气除尘、脱硝、脱硫一体化处理方法，其特征是余热锅炉出口的250-300℃的烟气进入布袋除尘装置，所以布袋滤料采取硅酸盐材料，同时预涂消石灰以消除黏性颗粒的糊袋；并采取低压脉冲反吹除尘技术进行反吹，其通过压降来进行反馈控制。
5.根据权利要求1所述的玻璃窑炉烟气除尘、脱硝、脱硫一体化处理方法，其特征是步骤3)所述的湿法脱硫装置为氨法脱硫、镁法脱硫或双碱法脱硫。
6.根据权利要求1所述的玻璃窑炉烟气除尘、脱硝、脱硫一体化处理方法，其特征是除尘达标的烟气返回余热锅炉升温时，是通过换热器直接与玻璃窑炉的高温烟气的入口处接触。
7.根据权利要求1所述的玻璃窑炉烟气除尘、脱硝、脱硫一体化处理方法，其特征是余热锅炉降温至250-300℃的温度段是通过设置在余热锅炉的换热器或热管的数量和传热介质的流量带出的热量进行温度控制。
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