CN105169942B - 玻璃熔窑烟气除尘脱硫脱硝协同处理系统及处理方法与应用 - Google Patents

玻璃熔窑烟气除尘脱硫脱硝协同处理系统及处理方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明属于废气处理技术领域,具体涉及一种玻璃熔窑烟气除尘脱硫脱硝协同处理系统及处理方法与应用。该系统包括进口烟道、第一烟气换热器、脱硫塔、除尘器、SCR反应器、第二烟气换热器和供氨装置;供氨装置包括依次连接的氨水储罐、氨气蒸发器、混合器和喷氨格栅。与现有的玻璃熔窑烟气处理系统相比,本发明采用先脱硫、除尘然后脱硝的技术方案避免了玻璃熔窑烟气中的有害物质对SCR催化剂的毒化作用和堵塞,并且能够达到SCR低温催化剂的应用条件;另外,本发明采用SCR低温催化剂,通过2次换热利用原有烟气的热量,整个系统无需外加热源,降低了运行成本。

Description

玻璃熔窑烟气除尘脱硫脱硝协同处理系统及处理方法与应用
技术领域
[0001] 本发明属于废气处理技术领域,具体涉及一种玻璃熔窑烟气除尘脱硫脱硝协同处 理系统及处理方法与应用。
背景技术
[0002] 国家环保部已经颁布了《平板玻璃工业大气污染物排放标准GB26453_2〇ll》和《电 子玻璃工业大气污染物排放标准GB 29495_2013》,并且《日用玻璃工业大气污染物排放标 准》也正在征求意见,因此玻璃熔窑的大气污染物治理已陆续开展。目前已实施的项目多数 运行状况较差,难以达到标准要求,玻璃熔窑大气污染治理的任务依旧异常艰巨。
[0003] 玻璃熔窑烟气具有烟气排放温度高(350°C〜500°C)、N0x浓度非常高(2〇OOmg/Nm3 以上)、S02浓度高(2000mg/Nm3以上)、烟尘浓度高(20g/Nm3以上),烟尘成分复杂(含有As、 卩13、(>、0(1、(:〇、36、31等化合物)具有粘性等特点,进行烟气污染物综合治理难度很大。目前 在玻璃熔窑烟气多污染物综合治理技术主要有以下技术和专利:
[0004] 专利号为CN201410062480,发明名称为“一种玻璃熔窑烟气低温脱硝系统”的专利 文献,是将玻璃熔窑烟气经过余热锅炉换热后,经过除尘,然后采用低温脱硝装置脱硝处 理。但是玻璃熔窑烟气主要污染物有烟尘、二氧化硫和氮氧化物,该工艺仅除尘和脱硝,没 有脱硫。而且在脱硝前不脱硫,对于低温脱硝催化剂会产生不良影响,导致催化剂寿命较 短。
[0005] 专利号为CN201410172776,发明名称为“一种玻璃窑炉烟气除尘、脱硝、脱硫一体 化处理工艺”的专利文献,是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°C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°C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°C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。该技术将的流程为先除尘、再脱硝、再脱硫,由于该技术的采用高温 布袋除尘,除尘装置投资较大,且布袋易受烟气中粘性粉尘的影响糊袋,导致系统运行难以 稳定。
[0006] 专利号为CN201310458310,发明名称为“一种玻璃窑炉烟气除尘脱硝脱硫工艺及 装置”的专利文献,是将玻璃窑炉的烟气先经过高温电除尘器,后续选择性催化还原法烟气 脱硝。当窑炉产生温度为220°C以下时,经燃油热风炉补入高温烟气,达到SCR的最佳反应温 度。约为350°C烟气温度,进入余热锅炉,经余热锅炉后,烟气温度约为14〇°C,由增压风机增 压后至湿式钠法脱硫塔,烟气在脱硫塔内进行洗涤。经过洗涤后的烟气达标排放。由于该技 术采用中高温SCR催化剂,需要进入催化剂前烟气温度在350°C,因此需要燃油热风炉对烟 气进行加热,这会导致运行费用较高,难以推广应用。
[0007] 当前玻璃熔窑烟气治理技术多来源于电力行业锅炉烟气治理技术,这些技术在脱 硫、脱硝、除尘上是独立应用,没有进行协同设计,导致目前烟气治理投资大,运行费用高, 处理效果互相影响,设备运行可靠性差。因此,目前迫切需要玻璃熔窑烟气除尘、脱硫、脱硝 多污染物协同去除技术与装备的应用推广。
发明内容
[0008] 为了克服现有技术的不足和缺点,本发明的首要目的在于提供一种玻璃熔窑烟气 除尘脱硫脱硝协同处理系统。
[0009] 本发明的另一目的在于提供运用上述系统处理烟气的处理方法。
[0010] 本发明的再一目的在于提供上述系统的应用。
[0011] 本发明的目的通过下述技术方案实现:
[0012] 一种玻璃熔窑烟气除尘脱硫脱硝协同处理系统,包括进口烟道、第一烟气换热器、 脱硫塔、除尘器、SCR反应器、第二烟气换热器和供氨装置;供氨装置包括依次连接的氨水储 罐、氨气蒸发器、混合器和喷氨格栅;
[0013] 所述进口烟道、第一烟气换热器、脱硫塔和除尘器依次连接;除尘器、第二烟气换 热器和第一烟气换热器连接;
[0014] 所述第一烟气换热器、喷氨格栅、SCR反应器、第二烟气换热器和氨气蒸发器依次 连接;
[0015] 其中,所述进口烟道连接第一烟气换热器的第一入口,第一烟气换热器的第一出 口连接脱硫塔的烟气入口,脱硫塔的烟气出口连接除尘器的入口,除尘器的出口连接第二 烟气换热器的第四入口,第二烟气换热器的第四出口连接第一烟气换热器的第二入口;
[0016] 所述第一烟气换热器的第二出口经喷氨格栅连接SCR反应器上部,SCR反应器下部 连接第二烟气换热器的第三入口,第二烟气换热器的第三出口连接氨气蒸发器;
[0017] 所述脱硫塔侧面连接有吸收剂制备系统和水箱;
[0018]所述除尘器经空气斜槽连接脱硫塔和灰库;所述空气斜槽上连接有流动风机,可 将脱硫灰送至脱硫塔内;
[0019] 所述SCR反应器内设置SCR低温催化剂,所述SCR低温催化剂的工作温度为200〜 300。。;
[0020] 所述进口烟道上优选通过增压风机与第一烟气换热器的第一入口连接;
[0021] 所述混合器连接有稀释风机;
[0022] 所述氨水储罐连接有卸氨水栗;
[0023] 所述氨水储罐优选通过氨水泵与氨气蒸发器连接;
[0024] 所述脱硫塔优选为半干法脱硫塔;
[0025] 所述除尘器优选为袋式除尘器;
[0026] 所述第一烟气换热器和第二烟气换热器优选为列管式或热管式换热器;
[0027] 运用上述系统处理烟气的处理方法,包含如下步骤:
[0028] (1)玻璃熔窑的出口烟气通过进口烟道进入第一烟气换热器进行换热降温;
[0029] (2)换热降温后的烟气进入脱硫塔进行脱硫处理;经过脱硫后的烟气通过烟道进 入除尘器进行除尘处理;
[0030] (3)脱硫和除尘后的烟气进入第二烟气换热器进行第一次换热升温;第一次换热 升温后的烟气进入第一烟气换热器进行第二次换热升温;
[0031] ⑷第二次换热升温后的烟气进入SCR反应器内进行脱硝处理,脱硝处理后的烟气 进入第二烟气换热器,进行换热降温,换热降温后的烟气进入氨气蒸发器,利用烟气余热对 氨气蒸发器内的脱硝还原剂进行加热然后烟气排放;氨气蒸发器内的脱硝还原剂经加热蒸 发后,脱硝还原剂经混合器和喷氨格栅进入SCR反应器进行下一循环的脱硝;
[0032] 运用上述系统处理烟气的处理方法,优选包含如下步骤:
[0033] (1)玻璃溶窑的出口烟气通过进口烟道进入第一烟气换热器的第一入口,进行换 热降温;
[0034] (2)换热降温后的烟气经第一烟气换热器的第一出口通过烟道进入脱硫塔进行脱 硫处理;经过脱硫后的烟气通过烟道进入除尘器进行除尘处理;
[0035] (3)脱硫和除尘后的烟气进入第二烟气换热器的第四入口,进行第一次换热升温; 第一次换热升温后的烟气通过第二烟气换热器的第四出口进入第一烟气换热器的第二入 口,进行第二次换热升温;
[0036] (4)第二次换热升温后的烟气通过第一烟气换热器的第二出口进入SCR反应器内 进行脱硝处理,脱硝处理后的烟气进入第二烟气换热器的第三入口,进行换热降温,换热降 温后的烟气通过第二烟气换热器的第三出口排出并进入氨气蒸发器,利用烟气余热对氨气 蒸发器内的脱硝还原剂进行加热然后烟气排放;氨气蒸发器内的脱硝还原剂经加热蒸发 后,脱硝还原剂经混合器和喷氨格栅进入SCR反应器进行下一循环的脱硝;
[0037] 步骤⑴中所述的出口烟气的温度优选为350〜400°C ;
[0038] 步骤⑵中所述的换热降温后的烟气的温度优选为120〜150°C ;
[0039] 步骤⑶中所述的脱硫和除尘后的烟气的温度优选为80〜90°C ;
[0040] 步骤⑶中所述的第一次换热升温后的烟气的温度优选为150〜180°C ;
[0041] 步骤⑷中所述的第二次换热升温后的烟气的温度优选为250〜300°C ;
[0042] 步骤⑷中所述的脱硝处理后的烟气的温度优选为245〜295°C ;
[0043] 步骤⑷中所述的换热降温后的烟气的温度优选为180〜21(TC ;
[0044] 步骤⑷中所述的排放的烟气的温度优选为17〇〜20(TC ;
[0045] 步骤⑷中所述的SCR反应器内设置低温脱硝催化剂;
[0046] 所述的低温脱硝催化剂的有效温度为2〇〇〜30(TC;
[0047] 步骤⑷中所述的脱硝还原剂优选为氨水;
[0048] 所述的玻璃熔窑烟气除尘脱硫脱硝协同处理系统在废气处理技术领域中的应用;
[0049] 本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果:
[0050] (1)与现有的玻璃熔窑烟气处理系统(先脱硝然后脱硫、除尘)相比,本发明将脱硫 塔和除尘器布置在SCR反应器之前,采用先脱硫、除尘然后脱硝的技术方案,有效避免了玻 璃熔窑烟气中的有害物质对SCR反应器中的SCR催化剂的毒化作用和堵塞,极大延长了催化 剂使用寿命,通过第一、第二烟气换热器的两次换热升温,使得系统能够达到SCR低温催化 剂的应用条件。
[0051] (2)本发明采用SCR低温催化剂(工作温度在2〇〇〜300°C),通过2次换热利用原有 烟气的热量,整个系统无需外加热源,降低了运行成本。
[0052] (3)本发明利用排放到烟囱前烟气的余热蒸发氨水,节省了将氨水蒸发为氨气需 要的电耗或是蒸汽耗量。
[0053] ⑷本发明采用袋式除尘器进行除尘,除尘效率高。
[0054] (5)本发明整体除尘、脱硫、脱硝效率高,其中,脱硫效率为90 %以上,除尘效率为 卯•5〜卯•9 %,脱硝效率为80 %以上,运行稳定可靠、运行费用低。 、
附图说明
[0055]图1是本发明的结构示意图,其中,1.进口烟道;2 •第一烟气换热器;3 •脱硫塔;4. 除尘器;5.水箱;6 •工艺水栗;7 •吸收剂制备系统;8.灰库;9.流动风机;10 •空气斜槽;1 i .喷 氨格栅;12. SCR脱硝反应器;13 •第二烟气换热器;14.氨水蒸发器;15 •锅炉引风机;16. /目 囱;17.卸氨水栗;I8 •氨水储罐;19 •氨水泵;20 •稀释风机;21.混合器;22.增压风机;23.第 一入口;24.第一出口;25.第二入口;26.第二出口;27 •第三入口;28.第三出口;29.第四入 口;30.第四出口。
具体实施方式
[0056]下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限 于此。
[0057]如图1所示,一种玻璃熔窑烟气除尘脱硫脱硝协同处理系统,包括进口烟道1、第〜 烟气换热器2、脱硫塔3、除尘器4、SCR反应器12、第二烟气换热器13和供氨装置;供氨装置包 括依次连接的氨水储罐18、氨气蒸发器14、混合器21和喷氨格栅11;
[0058] 所述进口烟道1、第一烟气换热器2、脱硫塔3和除尘器4依次连接;除尘器4、第二烟 气换热器13和第一烟气换热器2连接;
[0059] 所述第一烟气换热器2、喷氨格栅11、SCR反应器12、第二烟气换热器I3和氨气蒸发 器14依次连接;
[0060] 其中,所述进口烟道1连接第一烟气换热器2的第一入口 23,第一烟气换热器2的第 一出口 24连接脱硫塔3的烟气入口,脱硫塔3的烟气出口连接除尘器4的入口,除尘器4的出 口连接第二烟气换热器I3的第四入口 29,第二烟气换热器13的第四出口 30连接第一烟气换 热器2的第二入口 25;
[0061] 所述第一烟气换热器2的第二出口 26经喷氨格栅11连接SCR反应器I2上部,SCR反 应器12下部连接第二烟气换热器13的第三入口 27,第二烟气换热器13的第三出口 28连接氨 气蒸发器14;
[0062] 所述脱硫塔3侧面连接有吸收剂制备系统7和水箱5;所述水箱5优选通过工艺水泵 6与脱硫塔3连接;
[0063] 所述除尘器4经空气斜槽10连接脱硫塔3和灰库8;所述空气斜槽1〇上连接有流动 风机9,可将脱硫灰送至脱硫塔3内;
[0064] 所述SCR反应器12内设置SCR低温催化剂,所述SCR低温催化剂的工作温度为2〇〇〜 300 V;
[0065] 所述进口烟道1上优选通过增压风机22与第一烟气换热器2的第一入口 23连接;
[0066] 所述混合器21连接有稀释风机20;
[0067] 所述氨水储罐18连接有卸氨水泵17;
[0068] 所述氨水储罐18优选通过氨水泵19与氨气蒸发器14连接;
[0069] 所述脱硫塔3优选为半干法脱硫塔;
[0070] 所述除尘器4优选为袋式除尘器;
[0071] 所述第一烟气换热器2和第二烟气换热器13优选为列管式或热管式换热器;
[0072] 运用上述系统处理烟气的处理方法,包含如下步骤:
[0073] (1)玻璃熔窑出口的烟气温度为350〜400°C,经增压风机22增压后,进入到第一烟 气换热器2的第一入口 23,进行换热降温,烟气温度降低到120〜150°C;
[0074] (2)换热降温后的烟气经第一烟气换热器2的第一出口 24通过烟道进入半千法脱 硫塔3进行脱硫处理;经过半干法脱硫塔3脱硫后,烟气温度降低到80〜9(TC,然后进入袋式 除尘器4进行除尘处理;其中脱硫效率为90〜95%,除尘效率为99.5〜99.9% ;
[0075] (3)脱硫和除尘后的烟气进入第二烟气换热器13的第四入口29,进行第一次换热 升温,烟气温度上升到150〜180°C;第一次换热升温后的烟气通过第二烟气换热器13的第 四出口30进入到第一烟气换热器2的第二入口 25,进行第二次换热升温,换热后,烟气温度 上升到250〜300°C;
[0076] ⑷第二次换热升温后的烟气通过第一烟气换热器2的第二出口 26进入SCR反应器 12内进行脱硝处理,脱硝处理后的烟气(245〜295°C)进入第二烟气换热器13的第三入口 27,进行换热降温,换热降温后的烟气(180〜210°C)通过第二烟气换热器13的第三出口28 排出并进入氨气蒸发器14,利用烟气余热对氨气蒸发器14内的脱硝还原剂(氨水)进行加 热,然后烟气(170〜200°C)由锅炉引风机15将处理后的烟气送入烟囱16排入大气;氨气蒸 发器14内的氨水经加热蒸发后,通过稀释风机20用空气在混合器21中稀释后,与除尘换热 升温后的烟气混合通过喷氨格栅11进入脱硝反应器12中,通过脱硝催化剂后,去除烟气中 的氮氧化物;其中脱硝效率为80〜90 %。
[0077]经过第一换热器降温后的烟气,由半干法脱硫塔2底部进入;吸收剂制备系统7将 吸收剂送入半干法脱硫塔2中,水箱5的工艺水经过工艺水泵6从脱硫塔底部加入到烟气中, 起到调整烟气温度和湿度的作用;经过脱硫后的烟气进入袋式除尘器4除去粉尘,由除尘器 除下的粉尘大部分经过空气斜槽10循环进入半干法脱硫塔2,少量存储在外排灰库8,空气 斜槽10采用流动风机9提供流动风。
[0078]上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化, 均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种玻璃熔窑烟气除尘脱硫脱硝协同处理系统,其特征在于:包括进口烟道、第一烟 气换热器、脱硫塔、除尘器、SCR反应器、第二烟气换热器和供氨装置;供氨装置包括依次连 接的氨水储罐、氨气蒸发器、混合器和喷氨格栅; 所述进口烟道、第一烟气换热器、脱硫塔和除尘器依次连接;除尘器、第二烟气换热器 和第一烟气换热器连接; 所述第一烟气换热器、喷氨格栅、SCR反应器、第二烟气换热器和氨气蒸发器依次连接; 所述SCR反应器内设置SCR低温催化剂; 所述脱硫塔为半干法脱硫塔; 所述除尘器为袋式除尘器。
2. 根据权利要求1所述的玻璃熔窑烟气除尘脱硫脱硝协同处理系统,其特征在于: 所述进口烟道连接第一烟气换热器的第一入口,第一烟气换热器的第一出口连接脱硫 塔的烟气入口,脱硫塔的烟气出口连接除尘器的入口,除尘器的出口连接第二烟气换热器 的第四入口,第二烟气换热器的第四出口连接第一烟气换热器的第二入口; 所述第一烟气换热器的第二出口经喷氨格栅连接SCR反应器上部,SCR反应器下部连接 第二烟气换热器的第三入口,第二烟气换热器的第三出口连接氨气蒸发器。
3. 根据权利要求1所述的玻璃熔窑烟气除尘脱硫脱硝协同处理系统,其特征在于: 所述脱硫塔侧面连接有吸收剂制备系统和水箱; 所述除尘器经空气斜槽连接脱硫塔和灰库;所述空气斜槽上连接有流动风机。
4. 根据权利要求1所述的玻璃熔窑烟气除尘脱硫脱硝协同处理系统,其特征在于: 所述进口烟道上通过增压风机与第一烟气换热器的第一入口连接。
5. 根据权利要求1所述的玻璃熔窑烟气除尘脱硫脱硝协同处理系统,其特征在于: 所述混合器连接有稀释风机; 所述氨水储罐连接有卸氨水栗; 所述氨水储罐通过氨水泵与氨气蒸发器连接。
6. 运用权利要求1〜5任一项所述的玻璃熔窑烟气除尘脱硫脱硝协同处理系统处理烟 气的处理方法,其特征在于包含如下步骤: (1) 玻璃熔窑的出口烟气通过进口烟道进入第一烟气换热器进行换热降温; (2) 换热降温后的烟气进入脱硫塔进行脱硫处理;经过脱硫后的烟气通过烟道进入除 尘器进行除尘处理; (3) 脱硫和除尘后的烟气进入第二烟气换热器进行第一次换热升温;第一次换热升温 后的烟气进入第一烟气换热器进行第二次换热升温; ⑷第二次换热升温后的烟气进入SCR反应器内进行脱硝处理,脱硝处理后的烟气进入 第二烟气换热器,进行换热降温,换热降温后的烟气进入氨气蒸发器,利用烟气余热对氨气 蒸发器内的脱硝还原剂进行加热然后烟气排放;氨气蒸发器内的脱硝还原剂经加热蒸发 后,脱硝还原剂经混合器和喷氨格栅进入SCR反应器进行下一循环的脱硝。
7. 运用权利要求6所述的玻璃熔窑烟气除尘脱硫脱硝协同处理系统处理烟气的处理方 法,其特征在于: 步骤⑴中所述的出口烟气的温度为35〇〜400°C; 步骤⑵中所述的换热降温后的烟气的温度为120〜150°C。
8. 运用权利要求6所述的玻璃恪窗烟气除尘脱硫脱硝协同处理系统处理烟气的处理方 法,其特征在于: 步骤(3)中所述的脱硫和除尘后的烟气的温度为8〇〜90。(:; 步骤⑶中所述的第一次换热升温后的烟气的温度为150〜18(TC。
9. 运用权利要求6所述的玻璃熔窑烟气除尘脱硫脱硝协同处理系统处理烟气的处理方 法,其特征在于: 步骤⑷中所述的第二次换热升温后的烟气的温度为250〜300。〇; 步骤(4)中所述的脱硝处理后的烟气的温度为245〜295°C ; 步骤(4)中所述的换热降温后的烟气的温度为180〜210°C ; 步骤⑷中所述的排放的烟气的温度为170〜200°C ; 步骤(4)中所述的SCR反应器内设置低温脱硝催化剂,所述的低温脱硝催化剂的有效温 度为200〜300°C。
10.权利要求1〜5任一项所述的玻璃恪窑烟气除尘脱硫脱硝协同处理系统在废气处理 技术领域中的应用。
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