CN104958978A - 玻璃窑炉脱硫脱硝除尘装置及方法 - Google Patents

玻璃窑炉脱硫脱硝除尘装置及方法 Download PDF

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斯洪良
王少权
孟银灿
詹王祥
冯国华
赵济锋
杨微
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Abstract

本发明公开了玻璃窑炉脱硫脱硝除尘装置，按烟气流动方向包括依次连接的余热锅炉、高温电除尘器、SCR脱硝反应器、冷却塔、脱硫剂添加装置、循环半干法脱硫反应器、布袋除尘器和烟囱，循环半干法脱硫反应器上还设有混合器，混合器内设有工艺水喷头，混合器还连有流化槽。一种玻璃窑炉脱硫脱硝除尘方法，烟气依次经过上述装置，分别进行脱硝、脱硫、除尘操作。本发明的优点是：脱硝效率达到80％及以上，出口氮氧化物小于600mg/Nm3，脱硝效率较高，在脱硝前使用高温电除尘器，除掉大部分碱金属氧化物，保证催化剂的使用寿命；脱硫效率达到80％及以上，保证出口二氧化硫小于100mg/Nm3，出口排放粉尘浓度小于30mg/Nm3，能满足日益严格的环保要求。

Description

玻璃窑炉脱硫脱硝除尘装置及方法
技术领域
本发明涉及玻璃窑炉脱硫脱硝除尘装置及方法。
背景技术
2011年4月2日，环境保护部和国家质量监督检验检疫总局发布的《平板玻璃工业大气污染物排放标准》规定于2011年10月1日实施。对现有玻璃企业排放限值为：玻璃熔窑颗粒物100mg/m3，二氧化硫600mg/m3，氯化氢30mg/m3，氟化物5mg/m3；新建线排放限值为：玻璃熔窑颗粒物50mg/m3，二氧化硫400mg/m3，氯化氢30mg/m3，氟化物5mg/m3，氮氧化物700mg/m3。并明确规定自2014年1月1日起，现有企业按新建线标准执行。
玻璃窑炉的烟气量不大。烟气中的主要污染物为SO2和NOX和微细粉尘。如天然气窑炉，SO2初始排放浓度在300～500mg/m3，NOX初始排放浓度在1800～2870mg/m3，粉尘初始排放浓度在100～300mg/m3，但由于玻璃原料和各种添加剂的原因，灰分中碱金属氧化物含量较高。如表1，灰分中碱金属氧化物含量达到近50％。
表1 某天然气窑炉实际灰分分析
根据资料，玻璃窑炉初始氮氧化物浓度在1800～2870mg/m3之间，达标排放浓度为700mg/m3的情况，我们考虑脱硝效率为80％及以上，保证出口的氮氧化物排放浓度控制在600mg/m3之内。
天然气玻璃窑炉的二氧化硫初始排放浓度在300～500mg/m3，为了达到更高的环保要求，考虑设计脱硫效率为80％及以上，确保出口的二氧化硫排放浓度在100mg/m3之内。
玻璃窑炉粉尘初始排放浓度在100～300mg/m3，考虑到日益严格的环保要求，我们在脱硫后使用布袋除尘器，确保出口的粉尘排放浓度在30mg/m3之内。
目前，国内玻璃窑炉脱硝基本用SNCR(选择性非催化还原)，在窑炉内喷入还原剂，进行脱硝反应。
另外，如黎鹏等在专利号ZL201210536560.X的发明专利中公开的一种玻璃窑炉烟气的SCR(选择性催化还原)脱硝装置。它是将玻璃窑炉出来的烟气通过第一余热锅炉降温至320～420℃，再接入SCR脱硝装置，脱硝后烟气进入第二余热锅炉降温至150～170℃后排入烟囱。
还有，如峁令文等在专利号ZL201210233555.1的发明专利中公开的一种玻璃窑炉烟气的SCR(选择性催化还原)脱硝装置。它是将玻璃窑炉出来的烟气通过第一余热锅炉降温至320～420℃，再接入SCR脱硝装置，脱硝后烟气进入第二余热锅炉降温至150～170℃后排入烟囱。
玻璃窑炉脱硝采用SNCR(选择性非催化还原)，窑炉内部温度高达1500℃，SNCR适合的温度800～1050℃，高达1500℃时还原剂会被大量氧化为NOx，导致脱硝效率低，无法做到达标排放。另外，考虑到还原剂对玻璃添加剂和玻璃质量的影响，采用SNCR技术不是很合适。
黎鹏等的方法，由于玻璃窑炉出来的烟气灰分中碱金属氧化物含量达到近50％，大量的Na+、K+会直接与SCR(选择性催化还原)中的催化剂活性组分反应，使催化剂失去活性，催化剂寿命大大降低。
峁令文等的方法，脱硝后排入烟囱的烟气温度过高，且不涉及到脱硫系统。
另外，现有的脱硫系统基本采用湿法脱硫，但湿法脱硫存在着废液难以处理、结垢、堵塞、腐蚀和磨损等棘手的问题。
发明内容
为了解决上述存在问题，提供了玻璃窑炉脱硫脱硝除尘装置及方法，使脱硝及脱硝效率均能达到80％及以上，且粉尘排放不超过30mg/Nm3。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：玻璃窑炉脱硫脱硝除尘装置，按烟气流动方向包括依次连接的余热锅炉、高温电除尘器、SCR脱硝反应器、冷却塔、循环半干法脱硫反应器、布袋除尘器、引风机和烟囱，所述冷却塔与循环半干法脱硫反应器之间设有脱硫剂添加装置，所述循环半干法脱硫反应器上还设有混合器，所述混合器内设有工艺水喷头，所述混合器还连有流化槽。
优选的，所述脱硫剂添加装置包括石灰料仓，所述石灰料仓通过下料装置与循环半干法脱硫反应器相连；合理的控制石灰加入量，保证脱硫效率。
优选的，所述高温电除尘器和SCR脱硝反应器之间的烟道内设有还原剂喷洒装置，并在所述SCR脱硝反应器内还设有一层或多层催化剂；以达到良好的脱硝效果。
一种玻璃窑炉脱硫脱硝除尘方法，依次包括以下步骤：
A.从玻璃炉窑内排出的烟气经过余热锅炉后温度降为300～320℃；
B.经过步骤A的烟气进入高温电除尘器，去除烟气中的碱金属氧化物；
C.经过步骤B的烟气进入SCR脱硝反应器，进行脱硝反应，将NOx还原为N2；
D.经过步骤C的烟气进入冷却塔，喷入冷水使烟气温度降至180～200℃；
E.经过步骤D的烟气进入循环半干法脱硫反应器，加入脱硫剂，并且通过混合器加入工艺水，同流化槽下来的循环灰搅拌均匀后溢流进入循环半干法脱硫反应器，通过水分蒸发，使烟气温度降为脱硫所需温度，并迅速在脱硫反应器内部发生脱硫反应；
F.经过步骤E的烟气再经过布袋除尘器除尘、引风机，最后从烟囱排出。
优选的，步骤E中脱硫后烟气温度为120～130℃；使排出的烟气符合环保要求。
与现有技术相比，本发明的优点是：脱硝效率达到80％及以上，出口氮氧化物小于600mg/Nm3，脱硝效率较高，在脱硝前使用高温电除尘器，除掉大部分碱金属氧化物，保证催化剂的使用寿命；脱硫效率达到80％及以上，保证出口二氧化硫小于100mg/Nm3，出口排放粉尘浓度小于30mg/Nm3，能满足日益严格的环保要求。
附图说明
图1为本发明玻璃窑炉脱硫脱硝除尘装置的结构示意图。
具体实施方式
参阅图1为本发明玻璃窑炉脱硫脱硝除尘装置的实施例，玻璃窑炉脱硫脱硝除尘装置，按烟气流动方向包括依次连接的余热锅炉2、高温电除尘器3、SCR脱硝反应器4、冷却塔7、循环半干法脱硫反应器8、布袋除尘器13、引风机14和烟囱15，所述冷却塔7与循环半干法脱硫反应器8之间设有脱硫剂添加装置，所述循环半干法脱硫反应器8上还设有混合器11，所述混合器11内设有工艺水喷头16，所述混合器11还连有流化槽12。
所述脱硫剂添加装置包括石灰料仓9，所述石灰料仓9通过下料装置10与循环半干法脱硫反应器8相连，所述高温电除尘器3和SCR脱硝反应器4之间的烟道内设有还原剂喷洒装置5，所述SCR脱硝反应器4内还设有一层或多层催化剂6。
一种玻璃窑炉脱硫脱硝除尘方法，玻璃炉窑1内部温度可以达到1500℃，炉窑出口温度达500℃以上，依次包括以下步骤：
A.从玻璃炉窑1内排出的烟气经过余热锅炉2后温度降为300～320℃；
B.经过步骤A的烟气进入高温电除尘器3，去除烟气中的碱金属氧化物；
C.经过步骤B的烟气进入SCR脱硝反应器4，进行脱硝反应，将NOx还原为N2；
D.经过步骤C的烟气进入冷却塔7，喷入冷水使烟气温度降至180～200℃；
E.经过步骤D的烟气进入循环半干法脱硫反应器8，加入脱硫剂，并且通过混合器11加入工艺水，同流化槽12下来的循环灰搅拌均匀后溢流进入循环半干法脱硫反应器8，通过水分蒸发，使烟气温度降为脱硫所需温度，并迅速在脱硫反应器8内部发生脱硫反应，脱硫后烟气温度为120～130℃；
F.经过步骤E的烟气再经过布袋除尘器13除尘、引风机14，最后从烟囱15排出。
在采用上述装置和方法后，脱硝效率达到80％及以上，出口氮氧化物小于600mg/Nm3，脱硝效率较高，在脱硝前使用高温电除尘器，除掉大部分碱金属氧化物，保证催化剂的使用寿命；脱硫效率达到80％及以上，保证出口二氧化硫小于100mg/Nm3，出口排放粉尘浓度小于30mg/Nm3，能满足日益严格的环保要求。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (5)

1.玻璃窑炉脱硫脱硝除尘装置，其特征在于：按烟气流动方向包括依次连接的余热锅炉(2)、高温电除尘器(3)、SCR脱硝反应器(4)、冷却塔(7)、循环半干法脱硫反应器(8)、布袋除尘器(13)、引风机(14)和烟囱(15)，所述冷却塔(7)与循环半干法脱硫反应器(8)之间设有脱硫剂添加装置，所述循环半干法脱硫反应器(8)上还设有混合器(11)，所述混合器(11)内设有工艺水喷头(16)，所述混合器(11)还连有流化槽(12)。
2.如权利要求1所述的玻璃窑炉脱硫脱硝除尘装置，其特征在于：所述脱硫剂添加装置包括石灰料仓(9)，所述石灰料仓(9)通过下料装置(10)与循环半干法脱硫反应器(8)相连。
3.如权利要求1所述的玻璃窑炉脱硫脱硝除尘装置，其特征在于：所述高温电除尘器(3)和SCR脱硝反应器(4)之间的烟道内设有还原剂喷洒装置(5)，所述SCR脱硝反应器(4)内还设有一层或多层催化剂(6)。
4.一种采用权利要求1所述玻璃窑炉脱硫脱硝除尘装置的脱硫脱硝除尘方法，其特征在于：依次包括以下步骤：
A.从玻璃炉窑(1)内排出的烟气经过余热锅炉(2)后温度降为300～320℃；
B.经过步骤A的烟气进入高温电除尘器(3)，去除烟气中的碱金属氧化物；
C.经过步骤B的烟气进入SCR脱硝反应器(4)，进行脱硝反应，将NOx还原为N2；
D.经过步骤C的烟气进入冷却塔(7)，喷入冷水使烟气温度降至180～200℃；
E.经过步骤D的烟气进入循环半干法脱硫反应器(8)，加入脱硫剂，并且通过混合器(11)加入工艺水，同流化槽(12)下来的循环灰搅拌均匀后溢流进入循环半干法脱硫反应器(8)，通过水分蒸发，使烟气温度降为脱硫所需温度，并迅速在脱硫反应器(8)内部发生脱硫反应；
F.经过步骤E的烟气再经过布袋除尘器(13)除尘、引风机(14)，最后从烟囱(15)排出。
5.如权利要求4所述的玻璃窑炉脱硫脱硝除尘方法，其特征在于：步骤E中脱硫后烟气温度为120～130℃。
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