CN105381696A - 一种玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置 - Google Patents

一种玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置 Download PDF

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Abstract

本发明所提供了一种可以脱除烟气中高浓度的SO2、SO3、NOX、PM2.5等复合污染物的玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置，主要包括余热锅炉、电除尘器、SCR脱硝反应器、Na2CO3加料装置、脱硫剂投加装置、脱硫反应器，余热锅炉包括高温侧和低温侧，高温侧分别与玻璃窑炉和电除尘器连通，电除尘器与SCR脱硝反应器连通，SCR脱硝反应器与低温侧连通，低温侧的出口与脱硫反应器连通，Na2CO3加料装置和脱硫剂投加装置均与脱硫反应器连通，脱硫反应器与脱硫除尘器连通，脱硫除尘器通过灰循环计量装置与脱硫反应器连通、通过灰调质计量装置与灰喷射器连通、与排灰阀连通，灰喷射器与鼓风机连通，灰喷射器与电除尘器连通。

Description

一种玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置
技术领域
本发明涉及玻璃窑炉烟气处理领域，具体涉及一种玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置。
背景技术
玻璃窑炉的烟气特点是污染物成份复杂、污染物浓度高、粉尘粘性强、酸性强等，特别是烟气中SO3、NOx浓度很高，对于掺烧劣质石油焦粉时,烟气中SO2也很高,粉尘具有熔点低、颗粒细、比电阻低等特点，且烟气温度高，上述烟气中复合污染物的协同治理技术难度很大。
全国有规模的玻璃窑炉约390台左右，小型的玻璃窑炉约5000台左右。随着国家对PM2.5治理的深入，玻璃窑炉烟气中SO2、SO3、NOX、PM2.5的治理成为重点关注对象。
玻璃窑炉通常采用几种燃料：(1)天然气；(2)石油焦粉；(3)煤制气。当采用天然气作为燃料时，烟气温度稍高，NOx浓度可达3000～5000mg/Nm3，SO2浓度200～500mg/Nm3，粉尘浓度300～500mg/Nm3；以石油焦粉作为燃料时，NOX浓度一般在1500～3000mg/Nm3，SO2浓度较高为1500～3000mg/Nm3，粉尘浓度500～900mg/Nm3，但共同的特征是烟气中SO3浓度很高。玻璃窑炉需净化的烟气温度一般在220℃～400℃之间，烟尘成分主要为SO3、末燃烬的有机物、碱金属氧化物(Na2O、K2O)、碱土金属氧化物(CaO)等及部分惰性物质(如SiO2等)，比电阻范围为104～109Ω·cm，颗粒物平均粒径在25μm，粉尘具有熔点较低、吸湿性强、粘附性强等特点。
上述粉尘直接与催化剂接触极易粘附在催化剂表面，会粘附在催化剂表面，阻断还原剂及NOX进入催化剂的微孔通道、导致物理性失活，同时高浓度的SO3会严重腐蚀和氧化催化剂的粘结物，使其结构稳定性迅速下降，导致催化剂的开裂、解体崩塌。
另外，玻璃窑炉烟气中具有一定浓度的SO2，有时SO2浓度高达3000mg/m3,可采用湿法脱硫或干式/半干式集成技术进行脱硫处理。采用干式/半干式集成脱硫工艺时，可采用Na2CO3、CaO、Ca(OH)2等作为脱硫剂，同时掺投一定比例的粉煤灰以改善混合物物料的流动性，同时进一步提高脱硫剂的利用率。脱硫后的除尘方式可选电除尘器或脱硫除尘器。因烟气温度高，烟尘熔点低及具有极强的粘性，布袋除尘器的滤袋很难选择，即使采用高温滤料，使用寿命通常不超过一年，且常有烧损、堵塞的风险，运行压损较大，运行成本很高；高温电除尘器除考虑温度因素外，颗粒物平均粒径细、烟尘熔点低且粘性强，即使采用电除尘器仍有许多技术难题需要研究攻克。
发明内容
本发明所要达到的目的就在于提供一种可以脱除烟气中高浓度的SO2、SO3、NOX、PM2.5等复合污染物的玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置，通过半干法脱硫工艺实现对烟气中SO2、SO3、PM2.5的高效捕集，并把脱硫后收集的“干式副产物”用作电除尘器前烟气调质处理的调质剂，通过烟气调质对烟气中烟尘进行改性，提高粉尘的可收集性能，提高电除尘器的运行稳定性；通过高效除尘，大幅度降低烟气中的粉尘浓度，维持脱硝催化剂的良好性能，提高催化剂的使用寿命。
为解决上述现有的技术问题，本发明采用如下方案：一种玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置，包括余热锅炉、电除尘器、SCR脱硝反应器、Na2CO3加料装置、脱硫剂投加装置、脱硫反应器、脱硫除尘器、灰循环计量装置、灰调质计量装置、灰喷射器、鼓风机以及排灰阀，所述余热锅炉包括高温侧和低温侧，所述高温侧的进口与玻璃窑炉的出口连通，所述高温侧的出口与电除尘器的进口连通，所述电除尘器的出口与SCR脱硝反应器的进口连通，所述SCR脱硝反应器的出口与低温侧的进口连通，所述低温侧的出口与脱硫反应器的进口连通，所述Na2CO3加料装置和脱硫剂投加装置均与脱硫反应器的进口连通，所述脱硫反应器的出口与脱硫除尘器的进口连通，所述脱硫除尘器具有气相出口、第一粉尘出口、第二粉尘出口以及第三粉尘出口，所述第一粉尘出口通过灰循环计量装置与脱硫反应器连通，所述第二粉尘出口通过灰调质计量装置与灰喷射器的粉尘进口连通，所述灰喷射器的鼓风进口与鼓风机连通，所述灰喷射器的出口与电除尘器的进口连通，所述第三粉尘出口与排灰阀连通。
作为优选，所述高温侧的出口通过第二烟道与电除尘器的进口连通，所述SCR脱硝反应器的出口通过第三烟道与低温侧的进口连通，所述高温侧的出口和低温侧的进口之间通过第五烟道连通，所述第二烟道上设有入口挡板风门，所述第三烟道上设有出口挡板风门，所述第五烟道上设有旁路挡板风门。
作为优选，所述高温侧的出口为第一烟道，所述低温侧的进口为第四烟道。
作为优选，所述低温侧的出口通过第六烟道与脱硫反应器的进口连通，所述Na2CO3加料装置和脱硫剂投加装置均连接在第六烟道上，并且在第六烟道从低温侧向脱硫反应器进气的方向上，所述Na2CO3加料装置与第六烟道的连接部位和脱硫剂投加装置与第六烟道的连接部位依次排列。前置投加的Na2CO3粉末在不需喷水增湿的条件下具有很强的脱硫效果，脱硫后的副产物有较强的吸湿性，对干法/半干法脱硫有利。
作为优选，所述脱硫除尘器的气相出口通过引风机与烟囱连通。
作为优选，所述电除尘器采用2～4个电场，采用单相电源或三相电源，所述电除尘器的阴极线为针型或芒刺型，所述电除尘器的阳极板为板型或管排型，所述电除尘器的同极距300mm～500mm。
作为优选，所述同极距450mm。
作为优选，所述脱硫剂投加装置所投加的脱硫剂包括粉煤灰和钙基物质，粉煤灰按质量分数计占脱硫剂的60％～75％，钙基物质按质量分数计占脱硫剂的10％～30％。经调配含钙基物质的混合灰作为深度脱硫的脱硫剂，可以优化半干法脱硫运行工况，提高脱硫效率，提高脱硫除尘器运行稳定性。
作为优选，所述钙基物质包括生石灰粉和消石灰粉，所述生石灰粉按质量分数计占钙基物质的30％～90％，所述消石灰粉按质量分数计占钙基物质的10％～70％。该组分以及该比份下的脱硫剂效果更换。
作为优选，所述脱硫剂的平均细度为25μm。
作为优选，所述脱硫反应器的脱硫温度为85℃～130℃。
有益效果：
采用上述技术方案后，本发明具有如下优点：
1、半干法脱硫后的副产物用作电除尘器前烟气的调质剂，具有一定的继续脱硫的功能，提高了脱硫剂的利用率，同时高温烟气使混合灰更“干”，对烟气中粉尘特性进行改性，并能提高微细颗粒粉尘的团聚凝性能，使烟气中的细小颗粒变成“大”颗粒，增加粉尘流动性，降低粉尘的粘性，提高可捕集性能。
2、通过电除尘器的高效收尘，大幅降低了烟气中低熔点、低比电阻粉尘的浓度，可明显提高脱硝效率，延长催化剂使用寿命。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示为本发明一种玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置的优选实施例，该玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置主要包括余热锅炉、电除尘器4、SCR脱硝反应器5、Na2CO3加料装置8、脱硫剂投加装置9、脱硫反应器10、脱硫除尘器11、灰循环计量装置12、灰调质计量装置13、灰喷射器14、鼓风机15以及排灰阀16。
其中，余热锅炉包括高温侧2A和低温侧2B，高温侧2A的进口与玻璃窑炉1的出口连通，所述高温侧2A的出口与电除尘器4的进口连通，电除尘器4的出口与SCR脱硝反应器5的进口连通，SCR脱硝反应器5的出口与低温侧2B的进口连通，所述低温侧2B的出口与脱硫反应器10的进口连通，所述Na2CO3加料装置8和脱硫剂投加装置9均与脱硫反应器10的进口连通，所述脱硫反应器10的出口与脱硫除尘器11的进口连通，所述脱硫除尘器11具有气相出口、第一粉尘出口、第二粉尘出口以及第三粉尘出口，脱硫除尘器11的气相出口通过引风机17与烟囱18连通，第一粉尘出口通过灰循环计量装置12与脱硫反应器10连通，第二粉尘出口通过灰调质计量装置13与灰喷射器14的粉尘进口连通，灰喷射器14的鼓风进口与鼓风机15连通，灰喷射器14的出口与电除尘器4的进口连通，第三粉尘出口与排灰阀16连通。
该实施例中，高温侧2A的出口为第一烟道P1，低温侧2B的进口为第四烟道P4，第一烟道P1通过第二烟道P2与电除尘器4的进口连通，SCR脱硝反应器5的出口通过第三烟道P3与第四烟道P4连通，第一烟道P1和第四烟道P4之间通过第五烟道P5连通，第二烟道P2上设有入口挡板风门3，第三烟道P3上设有出口挡板风门6，第五烟道P5上设有旁路挡板风门7；入口挡板风门3、出口挡板风门6、旁路挡板风门7主要用于分别调节第二烟道P2、第三烟道P3以及第五烟道P5的介质流量。
低温侧2B的出口通过第六烟道P6与脱硫反应器10的进口连通，Na2CO3加料装置8和脱硫剂投加装置9均连接在第六烟道P6上，并且在第六烟道P6从低温侧2B向脱硫反应器10进气的方向上，Na2CO3加料装置8与第六烟道P6的连接部位和脱硫剂投加装置9与第六烟道P6的连接部位依次排列；Na2CO3是一种很强的脱硫剂，前置投加的Na2CO3粉末在不需喷水增湿的条件下具有很强的脱硫效果，副产物有较强的吸湿性，对半干法脱硫有利。
电除尘器采用2～4个电场，采用单相电源或三相电源，电除尘器的阴极线为针型或芒刺型，电除尘器的阳极板为板型或管排型；电除尘器的同极距300mm～500mm，优选为450mm。
脱硫剂投加装置所投加的脱硫剂包括粉煤灰和钙基物质，粉煤灰按质量分数计占脱硫剂的60％～75％，钙基物质按质量分数计占脱硫剂的10％～30％，其中，钙基物质包括生石灰粉和消石灰粉，生石灰粉按质量分数计占钙基物质的30％～90％，消石灰粉按质量分数计占钙基物质的10％～70％，脱硫剂的平均细度为25μm；该脱硫剂可以优化半干法脱硫运行工况，提高脱硫效率，提高脱硫除尘器运行稳定性。
脱硫反应器10的脱硫温度为85℃～130℃，有较好的脱硫效果。
该实施例中，脱硫除尘器收集的粉尘的绝大部分通过灰循环计量装置进入脱硫反应器；一部分通过灰调质计量装置计量后由灰喷射器喷射到第二烟道P2最终进入电除尘器中作为电除尘器的调质剂，该调质剂的量为1～4g/Nm3，优选2g/Nm3，鼓风机的出口与灰喷射器入口相连、用于向灰喷射器鼓风使粉尘产生喷射以便更容易的进入电除尘器，灰调质计量装置出口与灰喷射器入口相连、用于计量；脱硫除尘器收集的其余粉尘通过排灰阀外排处理。

Claims (9)

1.一种玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置，其特征在于：包括余热锅炉、电除尘器(4)、SCR脱硝反应器(5)、Na2CO3加料装置(8)、脱硫剂投加装置(9)、脱硫反应器(10)、脱硫除尘器(11)、灰循环计量装置(12)、灰调质计量装置(13)、灰喷射器(14)、鼓风机(15)以及排灰阀(16)，所述余热锅炉包括高温侧(2A)和低温侧(2B)，所述高温侧(2A)的进口与玻璃窑炉(1)的出口连通，所述高温侧(2A)的出口与电除尘器(4)的进口连通，所述电除尘器(4)的出口与SCR脱硝反应器(5)的进口连通，所述SCR脱硝反应器(5)的出口与低温侧(2B)的进口连通，所述低温侧(2B)的出口与脱硫反应器(10)的进口连通，所述Na2CO3加料装置(8)和脱硫剂投加装置(9)均与脱硫反应器(10)的进口连通，所述脱硫反应器(10)的出口与脱硫除尘器(11)的进口连通，所述脱硫除尘器(11)具有气相出口、第一粉尘出口、第二粉尘出口以及第三粉尘出口，所述第一粉尘出口通过灰循环计量装置(12)与脱硫反应器(10)连通，所述第二粉尘出口通过灰调质计量装置(13)与灰喷射器(14)的粉尘进口连通，所述灰喷射器(14)的鼓风进口与鼓风机(15)连通，所述灰喷射器(14)的出口与电除尘器(4)的进口连通，所述第三粉尘出口与排灰阀(16)连通。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置，其特征在于：所述脱硫剂投加装置所投加的脱硫剂包括粉煤灰和钙基物质，粉煤灰按质量分数计占脱硫剂的60％～75％，钙基物质按质量分数计占脱硫剂的10％～30％。
3.根据权利要求2所述的一种玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置，其特征在于：所述钙基物质包括生石灰粉和消石灰粉，所述生石灰粉按质量分数计占钙基物质的30％～90％，所述消石灰粉按质量分数计占钙基物质的10％～70％。
4.根据权利要求1所述的一种玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置，其特征在于：所述低温侧(2B)的出口通过第六烟道(P6)与脱硫反应器(10)的进口连通，所述Na2CO3加料装置(8)和脱硫剂投加装置(9)均连接在第六烟道(P6)上，并且在第六烟道(P6)从低温侧(2B)向脱硫反应器(10)进气的方向上，所述Na2CO3加料装置(8)与第六烟道(P6)的连接部位和脱硫剂投加装置(9)与第六烟道(P6)的连接部位依次排列。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置，其特征在于：所述高温侧(2A)的出口通过第二烟道(P2)与电除尘器(4)的进口连通，所述SCR脱硝反应器(5)的出口通过第三烟道(P3)与低温侧(2B)的进口连通，所述高温侧(2A)的出口和低温侧(2B)的进口之间通过第五烟道(P5)连通，所述第二烟道(P2)上设有入口挡板风门(3)，所述第三烟道(P3)上设有出口挡板风门(6)，所述第五烟道(P5)上设有旁路挡板风门(7)。
6.根据权利要求5所述的一种玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置，其特征在于：所述高温侧(2A)的出口为第一烟道(P1)，所述低温侧(2B)的进口为第四烟道(P4)。
7.根据权利要求1所述的一种玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置，其特征在于：所述脱硫除尘器(11)的气相出口通过引风机(17)与烟囱(18)连通。
8.根据权利要求1所述的一种玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置，其特征在于：所述电除尘器采用2～4个电场，采用单相电源或三相电源，所述电除尘器的阴极线为针型或芒刺型，所述电除尘器的阳极板为板型或管排型，所述电除尘器的同极距300mm～500mm。
9.根据权利要求1所述的一种玻璃窑炉烟气污染物协同净化装置，其特征在于：所述脱硫反应器(10)的脱硫温度为85℃～130℃。
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