CN104984640A - 玻璃窑炉烟气综合净化工艺 - Google Patents

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杨崎峰
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黄宣宣
杨长钫
覃海涛
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Abstract

本发明公开了一种玻璃窑炉烟气综合净化工艺，它的工艺流程是：将玻璃窑炉产生的高温烟气流经余热锅炉进行余热回收，在余热锅炉380～420℃温度段将烟气引入高温电除尘器系统进行高温烟气除尘处理，并使除尘达标后的烟气温度降至350～400℃，以满足SCR脱硝催化剂最佳活性温度要求，再将除尘烟气引入到SCR脱硝系统中进行NOx的脱除，将脱硝后的烟气引回到余热锅炉中继续进行余热回收，待余热锅炉内的烟气温度降至170～180℃时将烟气引入半干法脱硫系统，使脱硫处理后的达标烟气降至140～160℃后经烟囱排入大气环境中。经本发明工艺处理后的玻璃窑炉烟气粉尘排放浓度低于50mg/m3，NOx排放浓度低于700mg/m3，SO2排放浓度低于400mg/m3，达到玻璃行业相关国家环保排放标准的规定。

Description

玻璃窑炉烟气综合净化工艺
技术领域
本发明涉及烟气处理技术领域，尤其涉及一种玻璃窑炉烟气综合净化工艺。
背景技术
近年来，我国工业生产所排放的各类大气污染物引发的雾霾、酸雨以及光化学烟雾等环境污染问题层出不穷，危害极大，随着国民环保意识的增强，国家对各类工业锅炉、工业窑炉大气污染物的排放限值要求日益严格，相继修订并出台了《平板玻璃工业大气污染物排放标准》(GB26453-2011)、《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)和《锅炉大气污染物排放标准》(GB13271-2014)等强制性规定。其中，《平板玻璃工业大气污染物排放标准》(GB26453-2011)规定，自2014年1月1日起玻璃企业颗粒物、NOx及SO2的排放限值分别为50mg/m3、700mg/m3及400mg/m3。可见，有效控制各类大气污染物的排放成为我国当前治理环境污染的重要手段。
国内玻璃窑炉主要使用重油、天然气、煤制气、石油焦等燃料，其燃烧后排放的烟气具有高温(400～500℃)高热、粉尘含量高、NOx含量高、SOx含量高、碱(Na+盐、CaO等)含量高、粘附性强和腐蚀性高等特点。由于玻璃窑炉烟气带走了60％以上热量，为了加强余热利用，窑炉出口处一般接有余热锅炉，经过余热锅炉后的烟气温度从400～500℃下降到350℃以下。为保证玻璃生产品质，在玻璃成型过程中需保持窑炉内锡槽区域连续稳定的微正压工作状态。传统布袋过滤除尘器由于布袋材质耐受温度较低(一般≤250℃)、压力损失较大、清灰效果差、需经常更换布袋等因素，并不适用于玻璃窑炉高温烟气除尘。因此，在未进行烟气脱硝处理的前提下，目前市场上针对从余热锅炉出来的玻璃窑炉烟气主要采用工作温度低于350℃的电除尘技术，该工艺后接脱硫处理工艺。
但是，随着国家环保排放标准的提高，玻璃窑炉烟气在满足除尘、脱硫排放标准的基础上必须达到脱硝排放标准，这就要求玻璃窑炉在原有除尘脱硫工艺的基础上增加脱硝系统，使烟气整体达标排放。目前国内外主流的烟气NOx脱除技术是中高温SCR脱硝技术，其催化剂活性温度范围为320～400℃，最佳活性温度为350℃左右。传统的烟气综合治理工艺为：锅炉或窑炉→SCR→电除尘或布袋除尘器→脱硫塔→烟囱。因玻璃窑烟气及粉尘成分复杂，常规高温高尘布置的SCR工艺容易引起催化剂的中毒、磨损及堵塞，所以需在烟气脱硝前进行除尘处理以保障脱硝系统的正常运行。经传统电除尘器处理后的烟气温度＜320℃，有时甚至低于300℃，使得SCR催化剂活性大大降低；此外，烟气中的SOx与脱硝还原剂NH3在低于300℃温度下，极易生成硫酸铵晶体并粘附在催化剂表面，堵住催化剂孔隙结构，引起催化剂硫中毒失活。因此，在现有除尘脱硫工艺下，烟气温度不能满足脱硝催化剂活性要求。
综上，需开发一种玻璃窑炉烟气综合净化工艺，使玻璃窑炉排放烟气中的粉尘、NOx和SO2均满足《平板玻璃工业大气污染物排放标准》(GB26453-2011)中排放限值的相关规定。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术存在的不足，提供一种玻璃窑烟气综合净化工艺，使经处理后玻璃窑炉烟气粉尘排放浓度低于50mg/m3，NOx排放浓度低于700mg/m3，SO2排放浓度低于400mg/m3，达到玻璃行业相关国家环保排放标准的规定。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
本发明玻璃窑炉烟气综合净化工艺，它的工艺流程如下：
将玻璃窑炉产生的高温烟气流经余热锅炉进行余热回收，在余热锅炉380～420℃温度段将烟气引入高温电除尘器系统进行高温烟气除尘处理，并使除尘达标后的烟气温度降至350～400℃，以满足SCR脱硝催化剂最佳活性温度要求，再将除尘烟气引入到SCR脱硝系统中进行NOx的脱除，将脱硝后的烟气引回到余热锅炉中继续进行余热回收，待余热锅炉内的烟气温度降至170～180℃时将烟气引入半干法脱硫系统，使脱硫处理后的达标烟气降至140～160℃后经烟囱排入大气环境中。
所述高温电除尘器系统包括高温电除器和粉尘调质系统，高温电除尘器的最高运行温度为500℃，稳定运行温度为380～420℃，烟尘调质系统采用的调质物质为碳酸钠粉末。
所述的SCR脱硝系统运用中高温SCR脱硝工艺。
所述SCR脱硝系统的还原剂采用体积浓度为25％的氨水溶液，还原剂的喷入点设置在高温电除尘器系统的高温电除尘器入口处。
所述半干法脱硫系统采用循环流化床半干法脱硫系统，该系统配置有布袋除尘器，安装在脱硫塔的输出端，采用的脱硫剂为消石灰。
本发明的有益效果是：
1.相对于传统电除尘器及布袋除尘器，本发明采用的高温电除尘器的稳定运行温度提高至380～420℃，具有耐高温、除尘效率高、寿命长、二次扬尘小、长期稳定运行等特点，除尘后的粉尘浓度低于50mg/m3，NOx排放浓度低于700mg/m3，SO2排放浓度低于400mg/m3，达到玻璃行业相关国家环保排放标准的规定。
2.本发明将SCR脱硝系统的还原剂喷入点设置在高温电除尘器入口处，喷入的氨水溶液对高温电除尘内的粉尘起到调质的作用，节省调质物碳酸钠的投加量，降低运行成本并提高除尘效率，蒸发后的NH3在高温电除尘器中与烟气充分混合均匀后进入后端的SCR系统，使脱硝反应进行的更加完全，达到更理想的脱硝效果；
3.高温除尘后的烟气含尘量低于50mg/m3，大大降低了SCR催化剂因粉尘引发的中毒、磨损及堵塞等风险，且除尘后的烟气温度为350～400℃，满足SCR催化剂最佳活性温度条件，有效避免催化剂受到硫中毒、碱金属中毒和积灰等问题，延长催化剂的使用寿命，保障SCR脱硝系统长期高效稳定运行；
4.本发明采用的循环流化床半干法脱硫副产物为干态、无废水产生，具有脱硫效率高、对烟道及烟囱无腐蚀、烟囱不冒白烟、正常运行时对窑压无影响、可靠性高等优点，克服了湿法脱硫在玻璃窑炉上的应用存在腐蚀、结垢、粉尘易超标等缺点。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明的技术方案做进一步的阐述。
如图1所示，本发明玻璃窑炉烟气综合净化工艺采用的设备包括高温电除尘系统、SCR脱硝系统及半干法脱硫系统，各系统的结构可采用现有技术，高温电除尘系统包括高温电尘器及粉尘调质系统；SCR脱硝系统包括SCR反应器、吹灰系统、计量柜及与计量柜连接的压缩空气机和氯水储罐，计量柜的输出端接入高温电尘器；半干法脱硫系统包括脱硫塔、布袋除尘器、脱硫塔与消石灰料仓和工艺水箱连接。
本发明玻璃窑炉烟气综合净化工艺的具体流程如下：
将玻璃窑炉产生的高温烟气流(一般达到470～510℃)经余热锅炉进行余热回收，在余热锅炉380～420℃温度段将烟气引入高温电除尘器系统进行高温烟气除尘处理，并使除尘达标后的烟气温度降至350～400℃，以满足SCR脱硝催化剂最佳活性温度要求，再将除尘烟气引入到SCR脱硝系统中进行NOx的脱除，将脱硝后的烟气引回到余热锅炉中继续进行余热回收，待余热锅炉内的烟气温度降至170～180℃时将烟气引入半干法脱硫系统，使脱硫处理后的达标烟气降至140～160℃后经烟囱排入大气环境中。
本发明采用的高温电除尘器设计最高运行温度为500℃，稳定运行温度为380～420℃，并配有烟尘调质系统，调质物质为碳酸钠粉末；碳酸钠粉末经剂量分配系统准确称重后通过鼓风机输送到高温电除尘器中对玻璃窑炉烟气中的烟尘进行调质，降低粉尘的比电阻以提高粉尘荷电性能，进而提高除尘效率。
玻璃窑炉烟气在高温电除尘器中的除尘过程为：在高温电除尘器的放电极系统中通上高压直流电，利用两极的几何形状不同，在极间产生强大的不均匀电场，使周围的气体发生电离，并产生大量的电子和正负离子；当含尘气体进入电场后，粉尘通过调质系统喷入的调质物质以及SCR脱硝系统喷入的还原剂降低自身的比电阻，进而以极快的速度荷电并在电场力的作用下迅速向与其极性相反的电极移动，最后放出电荷并吸附到集尘极上，再通过振打装置的打击，这些粉尘脱落到下部灰斗，经排灰装置排出，而除尘达标的烟气通过出气口引入后端的SCR脱硝系统。
本发明采用的中高温SCR脱硝工艺处理过程为：来自氨水储罐的脱硝还原剂通过卸料泵输送到储存罐中保存，通过输送单元将还原剂及压缩空气送至计量柜进行剂量分配，经准确分配后的还原剂及压缩空气进一步输送至喷射单元中的每一支喷枪处，经喷枪雾化后喷入到高温电除尘器的入口，在烟气380～420℃的高温作用下，25％氨水迅速蒸发逸出NH3，与除尘达标的烟气进入到后端的SCR脱硝反应器内，在催化剂的作用下参与脱硝反应将烟气中的NOx还原成无害的N2及H2O，还原剂的投加量通过检测单元进行自动调节，为保证SCR系统的高效稳定运行，需定时对催化剂进行吹灰，脱硝达标后的烟气通入到半干法脱硫系统中进行脱硫。
本发明采用的循环流化床半干法脱硫的处理过程为：除尘脱硝达标的含硫烟气从底部进入脱硫塔，在脱硫塔内与喷入的消石灰、循环灰及水充分接触发生脱硫反应，从而除去烟气中的SO2，烟气中夹带的脱硫吸收剂在脱硫塔下部文丘里管高速气流的作用下悬浮在脱硫塔内，形成激烈的湍动状态，使脱硫剂与烟气之间具有很大的相对滑落速度，颗粒反映界面不断摩擦、碰撞更新，从而极大的强化了气固两相之间传质与传热，同时通过向脱硫塔内喷入适量的工艺水以达到脱硫最佳反应温度，脱硫后的净化烟气进入到布袋除尘器中，经布袋除尘器的高效除尘后，烟气经烟囱排入到大气中，而布袋除尘器捕集的粉尘大部分返回到脱硫塔内进行外循环，少量粉尘定期外排。
以上所述之实施例只是本发明的较佳实施方式而己，并非用来限制本发明实施范围，如权利要求书所记载的内容，在不脱离本发明主要思想情况下进行的各种变更，均包括于本发明申请专利范围内。

Claims (5)

1.玻璃窑炉烟气综合净化工艺，其特征在于：它的工艺流程如下：
将玻璃窑炉产生的高温烟气流经余热锅炉进行余热回收，在余热锅炉380～420℃温度段将烟气引入高温电除尘器系统进行高温烟气除尘处理，并使除尘达标后的烟气温度降至350～400℃，以满足SCR脱硝催化剂最佳活性温度要求，再将除尘烟气引入到SCR脱硝系统中进行NOx的脱除，将脱硝后的烟气引回到余热锅炉中继续进行余热回收，待余热锅炉内的烟气温度降至170～180℃时将烟气引入半干法脱硫系统，使脱硫处理后的达标烟气降至140～160℃后经烟囱排入大气环境中。
2.如权利要求1所述的玻璃窑炉烟气综合净化工艺，其特征在于：所述高温电除尘器系统包括高温电除器和粉尘调质系统，高温电除尘器的最高运行温度为500℃，稳定运行温度为380～420℃，烟尘调质系统采用的调质物质为碳酸钠粉末。
3.如权利要求1所述的玻璃窑炉烟气综合净化工艺，其特征在于：所述的SCR脱硝系统运用中高温SCR脱硝工艺。
4.如权利要求1所述的玻璃窑炉烟气综合净化工艺，其特征在于：所述SCR脱硝系统的还原剂采用质量分数为25％的氨水溶液，还原剂的喷入点设置在高温电除尘器系统的高温电除尘器入口处。
5.如权利要求1所述的玻璃窑炉烟气综合净化设备，其特征在于：所述半干法脱硫系统采用循环流化床半干法脱硫系统，该系统配置有布袋除尘器，安装在脱硫塔的输出端，采用的脱硫剂为消石灰。
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