CN105435545B

CN105435545B - 玻璃窑炉烟气进行深度除尘及脱硫脱硝的综合处理工艺

Info

Publication number: CN105435545B
Application number: CN201510880764.9A
Authority: CN
Inventors: 晏乃强; 瞿赞; 徐浩淼; 赵松建; 黄文君; 梅剑; 全福权
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2015-12-03
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2017-12-01
Anticipated expiration: 2035-12-03
Also published as: CN105435545A

Abstract

本发明公开了一种玻璃窑炉烟气进行深度除尘及脱硫脱硝的综合处理工艺。本发明涉及玻璃炉窑烟气处理领域。原料烟气排入除尘烟道，在其中注入含镁元素粉末及部分已收集的灰尘，使其与原料烟气进行混合，得到混合烟气；所得的混合烟气通入袋式除尘器中进行过滤，得到低尘烟气和灰尘；灰尘分成了两部分，在其中一部分中添加含镁元素粉末，用气流喷射装置将其回注至除尘烟道中，与原料烟气混合；在另一部分中加入水，制成脱硫浆液；所得的低尘烟气通入低温SCR脱硝装置，进行脱硝，得到低氮低尘烟气；将低氮低尘烟气通入湿式脱硫装置，加入上述制得的脱硫浆液，进行脱硫，得到尾气排入大气中。与现有技术相比，本发明除尘效果好，可提高脱硝的效率，并做到废物的循环利用，实现烟气污染物深度减排的目的。

Description

玻璃窑炉烟气进行深度除尘及脱硫脱硝的综合处理工艺

技术领域

本发明涉及烟气净化领域，具体涉及一种玻璃窑炉烟气进行深度除尘及脱硫脱硝的综合处理工艺。

背景技术

由玻璃窑炉产生的烟气是我国重点控制的工业污染物之一。目前，大多数的玻璃窑炉主要采用煤气作为高温炉窑燃料，在其产生烟气中，颗粒物浓度约为8000mg/m³，NO_x浓度为2000mg/m3，SO2约为800～1000mg/m³。目前采用的常规的除尘和脱硫脱硝的工艺是先采用袋式除尘器对颗粒物进行去除，然后进入到低温SCR工段进行NO_x的去除，最后进入湿式脱硫设备去除SO₂。然而，由于玻璃炉窑中含有钠盐蒸汽等半挥发性物质，一方面影响袋式除尘器的滤料，堵塞滤料，粘附在滤料层表面使清灰工作难以进行；另一方面钠盐蒸汽等碱金属物质会极大的毒害下游的用于低温脱硝的SCR催化剂，造成催化剂使用寿命严重下降，从而降低了除尘和脱硝的效率。

为了有效的提高脱硝效率，常见的方法是对烟气进行加热，采用常规的SCR方法进行脱除NO_x，但这种方法会造成运行成本的增加，现有的工厂较难对脱硝设备进行改造，因此，应从源头上对SCR毒害作用的物质进行去除，对钠盐蒸汽这类半挥发性物质，应该通过为喷入调制剂对其进行凝并吸附并捕集下来，并结合着对除尘器滤饼进行调质，改善滤饼性质。目前尚未见到解决这类半挥发性物质的方法，以及能够进行深度除尘和脱硫脱硝的工艺。此外，越来越严苛的脱硝要求NO_x排放浓度在200mg/m³以下，而目前常规的低温SCR仅仅能使NO_x脱除到500mg/m³左右。因此需要在低温SCR后增加工作段用于强化脱硝效果。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的袋式滤料容易堵塞，钠盐蒸汽容易毒害SCR催化剂，除尘以及脱硫脱硝效率不高等缺陷而提供一种玻璃炉窑烟气深度除尘及脱硫脱硝的综合方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种玻璃窑炉烟气进行深度除尘及脱硫脱硝的综合处理工艺，该工艺对玻璃窑炉所排出的烟气利用氧化镁粉及尘灰改善除尘器滤料性能，改善滤饼的透气性能，对烟气中的钠盐蒸汽等半挥发性物质进行吸附去除，同时利用上述除尘灰制成的脱硫浆液，结合一体化脱硫脱硝设备对氮氧化物和硫氧化物的进行深度去除，具体包括以下几个步骤：

(1)经过玻璃炉窑生产后产生的烟气首先进入袋式除尘器进行除尘，所述袋式除尘器连接一循环喷注系统，该循环喷注系统内装有含镁元素粉末，并与袋式除尘器的尘灰收集仓连接，循环喷注系统将含镁元素粉末以及部分从尘灰收集仓收集的灰尘注入袋式除尘器前的烟道中，与烟气混合；通过这些外部注入的粉状颗粒，诱导烟气中的碱金属蒸汽沉积，提高除尘器对这类半挥发性成分的捕集效率；同时，还兼具一定的捕集三氧化硫、氟化氢的能力；

(2)步骤(1)中袋式除尘器所捕集的灰尘，进入尘灰收集仓，其中一部分返回循环喷注系统与含镁元素粉末混合，重新回注到袋式除尘器前的烟道中，另一部分作为脱硫剂原料使用；

(3)经步骤(1)所述袋式除尘器处理后的烟气依次经低温SCR脱硝设备、烟气湿式脱硫设备进行脱硝脱硫处理，得到尾气排入大气中；其中所述的烟气湿式脱硫设备采用的脱硫剂来自步骤所述尘灰收集仓收集的尘灰制成的浆液。经过除尘后的烟气所含钠等碱金属量较低，为下游利用低温SCR进行脱硝提供了较好条件。经过低温SCR脱硝后，烟气再利用一体化的吸收设备进行脱硫处理，所使用脱硫液则由上述除尘灰所制成的浆液构成。经过脱硫后的烟气则可实现二氧化硫的达标排放。

通过上述工艺，可有效改善袋式除尘器滤料的性质，增强滤饼的透气性和易清除性，显著的降低钠盐等半挥发性物质对SCR催化剂的毒害作用，同时利用含镁、钠等碱性物质制成的浆液配合臭氧/双氧水一体化脱硫脱硝装置完成氮氧化物和硫氧化物的深度去除，实现了资源的内部循环和污染物深度减排的目的。

所述的含镁元素粉末包括氧化镁粉末、氢氧化镁粉末、菱镁矿粉末中的一种或多种，其颗粒度为50～400目。

所述的循环喷注系统利用气流输送方法对烟道进行喷注，喷注出的循环灰中含镁元素粉末占循环灰的比例为2～20wt％，所喷注的循环灰在烟气中的浓度为500-20000mg/m³。

所述的循环喷注系统喷注的循环灰与烟气快速混合，循环灰中的颗粒物诱导烟气中的碱金属钠盐蒸汽等半挥发物进行诱导沉积或吸附，同时捕集三氧化硫、氟化氢；同时，由于所注入的粉剂颗粒比烟气自身所含的颗粒大，且无粘附性，可明显改善袋式除尘器过滤层的性能：不仅可使滤料表面允许的积灰厚度增大，且滤层也比较疏松，有利于提高透气性，降低过滤阻力；同时，也可使清灰更为容易，对颗粒物的去除效率也更高。

所述的袋式除尘器所捕集的灰尘中的30-80％返回循环喷注系统作为循环灰使用，剩余灰尘作为脱硫剂原料，添加水制成浓度为0.5～5wt％的浆液输入烟气湿式脱硫设备，利用灰尘中所含的碱性组分对二氧化硫进行高效脱除；由于除尘灰中主要是含镁、钠等碱性物质，具有较好的吸收二氧化硫能力，可加水将其制成浆液，作为烟气后续脱硫的循环液使用，实现资源的综合利用。

步骤(3)所述的低温SCR脱硝设备、烟气湿式脱硫设备为工业上常规的脱硝及脱硫设备。

根据氮氧化物排放要求，对于低温SCR单元未能去除的氮氧化物，可利用臭氧/双氧水组合氧化，在所述的烟气湿式脱硫设备中添加臭氧/双氧水组合，进行深度脱硝，可同时实现同步脱硫脱硝目的；

其中，若添加臭氧时，臭氧的添加量与烟气所残留氮氧化物量之比摩尔为0.4-1.0:1；

若采用臭氧/双氧水组合脱硝时，所添加的臭氧量与氮氧化物量之摩尔比0.2-0.7:1，双氧水与氮氧化物量之摩尔比为1-5:1。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：

(1)含氧化镁等添加剂物质的加入，可在滤袋表面所形成吸附层，对烟气中的含钠等半挥发性物质进行吸附捕集，从而改善了滤饼的性质，提高除尘器对这类半挥发性成分的捕集效率；使其透气性能增加，并且表面滤饼更容易清理去除。同时，还兼具一定的捕集三氧化硫、氟化氢的能力。

(2)去除钠盐蒸汽等半挥发性物质后的烟气将不再对下游的低温SCR催化剂产生较明显的毒害作用，强化了催化剂的脱硝效率，延长了催化剂的使用寿命。

(3)含有钠和镁等碱性物质的除尘灰可以用于制备脱硫浆液，可以结合臭氧/双氧水等氧化技术进一步脱除NO_x和SO₂，从而达到深度脱除氮氧化物和硫氧化物的目的，资源得到了综合利用。

(4)本发明尤其适用于玻璃窑炉中除尘，脱硝以及脱硫的深度去除。

附图说明

图1为本发明的工艺示意图。

其中，1为袋式除尘器，2为循环喷注系统，3为灰尘收集仓，4为低温SCR脱硝设备，5为烟气湿式脱硫设备，6为制浆，7为脱硫浆液，8为臭氧/双氧水组合。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，以某玻璃窑炉产生的实际烟气为处理对象，经玻璃炉窑后产生烟气L101中含SO₂、NO_x、尘、钠等半挥发性蒸汽，气体流量为40000m³/h。其中SO₂的浓度在700mg/m³左右，NO_x浓度约为2000mg/m³，颗粒物浓度为400mg/m³。将该原料烟气L101通过除尘烟道通入袋式除尘器1中，并通过循环喷注系统2在袋式除尘器1前的除尘烟道中利用气流输送方法注入氧化镁粉末(粉末的粒度范围在200目左右)和灰尘混合组成的循环灰，其中灰尘来自袋式除尘器1的灰尘收集仓3收集的尘灰，所使用的氧化镁粉末量占总循环灰量的10％，循环喷注系统2喷注的循环灰在烟气中的浓度为500mg/m³，通过这些外部注入的粉状颗粒，诱导烟气中的碱金属蒸汽沉积，提高除尘器对这类半挥发性成分的捕集效率；同时，还兼具一定的捕集三氧化硫、氟化氢的能力。

混合烟气在袋式除尘器1中进行过滤，得到低尘烟气，并在灰尘收集仓3中收集尘灰。将得到的尘灰分成两部分，在其中60％的尘灰返回循环喷注系统2与氧化镁粉末一起作为循环灰以循环喷注的方式注入除尘烟道中。剩余的灰尘作为脱硫剂进行制浆6，即在该灰尘中加入水，制成浓度为0.5％的脱硫浆液7，作为烟气后续脱硫的循环液使用，实现资源的综合利用；经过一段时间的稳定后发现，袋式除尘器表面滤饼的性质得到明显改善，不再呈粘稠状，清灰性能得到明显提高，除尘效率达到90％左右。

将上述得到的低尘烟气通入低温SCR脱硝设备4中，进行脱硝操作。

将低硝低尘烟气通入烟气湿式脱硫设备5，上述制浆6过程所制得的脱硫浆液7输入烟气湿式脱硫设备5，并在烟气湿式脱硫设备5中注入臭氧/双氧水组合8，其中脱硫浆液的流量80m³/h，臭氧/双氧水组合中臭氧与双氧水的比例为2：1，臭氧/双氧水总量为烟气中氮氧化物量的2.5倍。最后将处理完的尾气L102排入大气。

经检测，排入大气的尾气L102中，二氧化硫的浓度为小于50mg/m³，氮氧化物的浓度为80mg/m³，灰尘的浓度为15mg/m³，均达到了国家的排放要求。

实施例2

以某玻璃窑炉产生的实际烟气为处理对象，其中SO₂的浓度在1000mg/m³左右，NOx浓度约为2000mg/m³,颗粒物浓度为8000mg/m³。利用干法循环喷注系统在袋式除尘器中注入氧化镁粉末，其中氧化镁的用量占总循环灰量的比例为2％，经过一段时间的稳定，收集除尘灰进行制浆，并进入湿式脱硫塔，在脱硫塔中鼓入一定浓度的臭氧(约为2000mg/m³)，等到反应稳定后对袋式除尘器出口处的烟气进行采样分析并对各工况进行分析。结果表明，氧化镁的添加改善了袋式除尘器滤饼的易清除性能，SCR催化剂运行正常，免受毒害作用，SO₂的去除率达到了90％以上，NOx去除率达到90％以上。

实施例3

以某玻璃窑炉产生的实际烟气为处理对象，其中SO₂的浓度在1000mg/m³作用，NOx浓度约为2000mg/m³,颗粒物浓度为8000mg/m³。利用干法循环喷注系统在袋式除尘器中注入氧化镁粉末，增加氧化镁粉末使用的比例，其中氧化镁的用量占总循环灰量的20％，经过一段时间的稳定，收集除尘灰进行制浆，并进入湿式脱硫塔，利用臭氧-双氧水的组合工艺进行脱硫脱硝，其中臭氧的浓度约为2000mg/m³，双氧水的比例约占总脱硫液的1％。等到反应稳定后对袋式除尘器出口处的烟气进行采样分析并对各工况进行分析。结果表明，增加氧化镁用量后袋式除尘器的滤饼得到了进一步改善，滤饼更容易从滤料上清除，下游低温SCR习题运行正常，SCR催化剂免受毒害作用，采用臭氧-双氧水组合工艺后极大减少了工厂中原有脱硫浆液的使用量，SO₂的去除率达到了90％以上，NOx去除率也达到90％以上。

实施例4

一种玻璃窑炉烟气进行深度除尘及脱硫脱硝的综合处理工艺，具体包括以下几个步骤：

(1)经过玻璃炉窑生产后产生的烟气首先进入袋式除尘器进行除尘，所述袋式除尘器连接一循环喷注系统，该循环喷注系统内装有颗粒度为50目的氢氧化镁粉末，并与袋式除尘器的尘灰收集仓连接，循环喷注系统将氢氧化镁粉末以及部分从尘灰收集仓收集的灰尘作为循环灰注入袋式除尘器前的烟道中，与烟气混合；喷注出的循环灰中氢氧化镁粉末占循环灰的比例为10wt％，所喷注的循环灰在烟气中的浓度为500mg/m³。通过这些外部注入的粉状颗粒，诱导烟气中的碱金属蒸汽沉积，提高除尘器对这类半挥发性成分的捕集效率；同时，还兼具一定的捕集三氧化硫、氟化氢的能力；

(2)步骤(1)中袋式除尘器所捕集的灰尘，进入尘灰收集仓，其中一部分返回循环喷注系统与氢氧化镁粉末混合，作为循环灰，重新回注到袋式除尘器前的烟道中，另一部分作为脱硫剂原料使用，由于除尘灰中主要是含镁、钠等碱性物质，具有较好的吸收二氧化硫能力，可加水将其制成浆液，作为烟气后续脱硫的循环液使用，实现资源的综合利用；

(3)经步骤(1)所述袋式除尘器处理后的烟气依次经低温SCR脱硝设备、烟气湿式脱硫设备进行脱硝脱硫处理，得到尾气排入大气中；其中所述的烟气湿式脱硫设备采用的脱硫剂来自步骤所述尘灰收集仓收集的尘灰制成的浆液，即将步骤(2)所述剩余灰尘作为脱硫剂原料，添加水制成浓度为0.5wt％的脱硫剂浆液输入烟气湿式脱硫设备，利用灰尘中所含的碱性组分对二氧化硫进行高效脱除。经过除尘后的烟气所含钠等碱金属量较低，为下游利用低温SCR进行脱硝提供了较好条件。经过低温SCR脱硝后，烟气再利用一体化的吸收设备进行脱硫处理。经过脱硫后的烟气则可实现二氧化硫的达标排放。

其中，臭氧的添加量与烟气所残留氮氧化物量之比为0.8(摩尔比)；

采用臭氧/双氧水组合时，所添加的臭氧量与氮氧化物量之比为0.5，双氧水与氮氧化物量之比为2。

经检测，袋式除尘器表面滤饼的性质得到明显改善，不再呈粘稠状，清灰性能得到明显提高，除尘效率达到90％左右；增加氢氧化镁粉末用量后袋式除尘器的滤饼得到了进一步改善，滤饼更容易从滤料上清除，下游低温SCR习题运行正常，SCR催化剂免受毒害作用，采用臭氧-双氧水组合工艺后极大减少了工厂中原有脱硫浆液的使用量，SO₂的去除率达到了90％以上，NO_x去除率也达到90％以上。

实施例5

循环喷注系统中添加的含镁元素粉末为菱镁矿粉末，其颗粒度为400目。喷注出的循环灰中含镁元素粉末占循环灰的比例为5wt％，所喷注的循环灰在烟气中的浓度为20000mg/m³。袋式除尘器脱除的灰尘制成的脱硫剂浆液的浓度为5wt％。

在所述的烟气湿式脱硫设备中添加臭氧，臭氧的添加量与烟气所残留氮氧化物量之比摩尔为0.4:1；进行深度脱硝，可同时实现同步脱硫脱硝目的；(其余同实施例1)。

实施例6

在所述的烟气湿式脱硫设备中添加臭氧，臭氧的添加量与烟气所残留氮氧化物量之比摩尔为1.0:1；进行深度脱硝，可同时实现同步脱硫脱硝目的；(其余同实施例1)。

实施例7

在所述的烟气湿式脱硫设备中添加臭氧/双氧水组合，所添加的臭氧量与氮氧化物量之摩尔比0.2:1，双氧水与氮氧化物量之摩尔比为1:1；进行深度脱硝，可同时实现同步脱硫脱硝目的；(其余同实施例1)。

实施例8

在所述的烟气湿式脱硫设备中添加臭氧/双氧水组合，所添加的臭氧量与氮氧化物量之摩尔比0.7:1，双氧水与氮氧化物量之摩尔比为5:1；进行深度脱硝，可同时实现同步脱硫脱硝目的；(其余同实施例1)。

Claims

1.一种玻璃窑炉烟气进行深度除尘及脱硫脱硝的综合处理工艺，其特征在于，该工艺包括以下几个步骤：

(1)经过玻璃炉窑生产后产生的烟气(L101)首先进入袋式除尘器(1)进行除尘，所述袋式除尘器(1)连接一循环喷注系统(2)，该循环喷注系统(2)内装有含镁元素粉末，并与袋式除尘器(1)的尘灰收集仓(3)连接，循环喷注系统(2)将含镁元素粉末以及部分从尘灰收集仓(3)收集的灰尘注入袋式除尘器(1)前的烟道中，与烟气(L101)混合；

(2)步骤(1)中袋式除尘器(1)所捕集的灰尘，进入尘灰收集仓(3)，其中一部分返回循环喷注系统(2)与含镁元素粉末混合，重新回注到袋式除尘器(1)前的烟道中，另一部分作为脱硫剂原料使用；

(3)经步骤(1)所述袋式除尘器(1)处理后的烟气依次经低温SCR脱硝设备(4)、烟气湿式脱硫设备(5)进行脱硝脱硫处理，得到尾气(L102)排入大气中；其中所述的烟气湿式脱硫设备(5)采用的脱硫剂来自步骤(2)所述尘灰收集仓(3)收集的尘灰制成的浆液；

所述的循环喷注系统(2)利用气流输送方法对烟道进行喷注，喷注出的循环灰中含镁元素粉末占循环灰的比例为2～20wt％，所喷注的循环灰在烟气中的浓度为500-20000mg/m³。

2.根据权利要求1所述的一种玻璃窑炉烟气进行深度除尘及脱硫脱硝的综合处理工艺，其特征在于，所述的含镁元素粉末包括氧化镁粉末、氢氧化镁粉末、菱镁矿粉末中的一种或多种，其颗粒度为50～400目。

3.根据权利要求1所述的一种玻璃窑炉烟气进行深度除尘及脱硫脱硝的综合处理工艺，其特征在于，所述的循环喷注系统(2)喷注的循环灰与烟气(L101)快速混合，循环灰中的颗粒物诱导烟气中的碱金属蒸汽沉积，同时捕集三氧化硫、氟化氢。

4.根据权利要求1所述的一种玻璃窑炉烟气进行深度除尘及脱硫脱硝的综合处理工艺，其特征在于，所述的袋式除尘器(1)所捕集的灰尘中的30-80％返回循环喷注系统(2)作为循环灰使用，剩余20-70％的灰尘作为脱硫剂原料，添加水制成浓度为0.5～5wt％的浆液输入烟气湿式脱硫设备(5)，利用灰尘中所含的碱性组分对二氧化硫进行高效脱除。

5.根据权利要求1所述的一种玻璃窑炉烟气进行深度除尘及脱硫脱硝的综合处理工艺，其特征在于，根据氮氧化物排放要求，在所述的烟气湿式脱硫设备(5)中添加臭氧/双氧水组合，进行深度脱硝；

其中，臭氧的添加量与烟气所残留氮氧化物量之摩尔比为0.4-1.0:1；若采用臭氧/双氧水组合脱硝时，所添加的臭氧量与氮氧化物量之摩尔比0.2-0.7:1，双氧水与氮氧化物量之摩尔比为1-5:1。