CN105999888B - 一种实现玻璃窑炉烟超低排放的工艺 - Google Patents

一种实现玻璃窑炉烟超低排放的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实现玻璃窑炉烟超低排放的工艺，该工艺采用炉烟净化系统净化玻璃窑产生的炉烟；玻璃窑炉产生的炉烟经GGH Ⅰ换热降温后，进入布袋除尘器除尘；除尘炉烟经过GGH Ⅰ加热升温后，进入SCR反应器中进行脱硝处理；脱硝炉烟通过余热锅炉回收余热用于发电或预热窑炉所需空气；从余热锅出来的炉烟经GGH Ⅱ换热降温后，进入湿法脱硫塔脱硫；脱硫炉烟经过GGH Ⅱ加热升温后，通过烟囱排放，该工艺高效、稳定、低成本，实现玻璃窑炉烟气深度净化、超低排放。

Description

一种实现玻璃窑炉烟超低排放的工艺
技术领域
本发明涉及一种玻璃窑炉烟净化工艺，特别涉及一种通过设计合理的炉烟净化系统实现玻璃窑炉烟超低排放的工艺，属于烟气处理净化技术领域。
背景技术
随着我国国民经济的发特殊性与复杂性，经常导致脱硝脱硫除尘运行不正常展，玻璃行业快速发展，玻璃成为国民经济建设中的重要建材。玻璃生产过程中加入芒硝、纯碱等导致烟气成分复杂。对脱硝、脱硫、除尘有较大的影响。窑炉动态换火。玻璃窑每20分钟一换火，换火的过程中，二氧化硫、颗粒物、氮氧化物都会发生剧烈变化。而我国的能源结构现状煤多油气少，以致多数玻璃线使用石油焦为燃料，加大了处理难度。600t线石油焦燃料比天然气每天节约20多万。目前，我国浮法玻璃窑炉生产线约300条，而使用石油焦粉为燃料的生产线达60％以上。从2014年1月1日起，玻璃窑炉污染物排放标准为：颗粒物50mg/m3，二氧化硫400mg/m3，氯化氢30mg/m3，氮氧化物(以NO2计)700mg/m3，氟化物(以总F计)5mg/m3，此排放标准远低于燃煤电厂大气污染物排放标准，极易引起环境污染。
石油焦玻璃窑炉烟气的排烟温度为420℃至500℃之间，烟尘中含有大量的NOx、SOx、碱金属盐等污染物，其特点是粘性高，腐蚀性高等。烟气中的Na2O、K2O等碱金属盐，降低了灰的熔点，增加了灰的粘性，并且会造成脱硝催化剂表面酸性位被中和，快速失活。导致脱硝效率低，是玻璃窑炉净化工艺环保岛中最易出现的问题。同时，玻璃窑炉烟气中粉尘，反应会生成硫酸钠(Na2SO4)，与烟气中的SO3能够反应，与其中的Na2SO4反应生成Na2S2O7粘度更大、高腐蚀的，因此导致粉尘粘性很高，增加了粉尘治理的难度。
氟化物为污染物排放的主要指标之一。在玻璃熔化的过程中需要加入萤石(CaF2)，氟硅酸钠(Na2SiF6)，冰晶石(Na3AlF6)。萤石作为助熔剂、遮光剂加入，它能促进玻璃原料的熔化；氟硅酸钠与冰晶石用作玻璃的乳白剂。该类氟化物在熔炼过程中，在酸性烟气条件下，约40％易生成HF，SiF4等挥发物废气排入大气中，废气中HF对人体的危害比SO2大20倍，HF溶于水生成氢氟酸，虽为弱酸性，但腐蚀性极强，除金铂以外，几乎对其它所有金属均有腐蚀作用。如在湿法脱硫塔内除F，极易对其它部件：如水泵，喷嘴，搅拌器，电除雾器发生腐蚀，含F废水处理难度大，成本高。
常规石油焦玻璃窑炉烟气净化工艺：高温余热锅炉+高温电除尘+SCR脱硝+湿(半干)法脱硫，高温电除尘运营中故障频发，导致除尘效率下降，催化剂堵塞中毒，脱硝效率降低，导致整条生产线烟气净化不正常，经常性的出现停产治污的现状。高温余热锅炉+SCR脱硝+低温余热锅炉+布袋除尘器+湿法脱硫，此法余热得到很好的利用，但由于烟气中高粘性粉尘，容易导致糊袋。
长城玻璃1、2号600t浮法线成为玻璃行业第一个超低排放项目，其工艺为SCR脱硝+湿法脱硫+湿法电除尘。脱硫采用了石灰石—石膏法，除尘采用了湿式电除尘。其中，脱硫是双塔。采用双塔是因为可以有效控制脱硫出口的尘含量，保证湿式电除尘的效率。湿式电除尘器，对入口烟气的尘含量要求较严格，双塔有效地解决了这个问题。但双塔工艺，需要大量的石膏浆液，增加水泵能耗；湿式电除尘器需大量的清水进行极板极线的清洗，用水量大，建设成本高。其出口粉尘浓度约30mg/m3。
综上所述，急需开发一种高效稳定低成本玻璃窑炉烟气深度净化工艺，实现超低排放。
发明内容
针对现有玻璃窑炉炉烟净化过程，存在容易糊袋的缺点，以及高温电除尘易反电晕、低电压、低电流、火花过频、短路断电和运行一段时间后效率下降，催化剂寿命短，高运营成本等问题，湿法脱硫不完全而导致的氢氟酸腐蚀，含氟废水难处理的难题，本发明的目的是在于提供一种高效、稳定、低成本的实现玻璃窑炉烟气深度净化、超低排放的工艺。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种实现玻璃窑炉烟超低排放的工艺，该工艺采用炉烟净化系统净化玻璃窑产生的炉烟；
所述烟净化系统包括GGHⅠ、布袋除尘器、SCR反应器、余热锅炉、引风机、GGHⅡ和脱硫塔；
所述布袋除尘器通过炉烟管道与SCR反应器、余热锅炉、引风机和脱硫塔依次连接；
所述GGHⅠ连接在布袋除尘器的进口与出口之间；
所述GGHⅡ连接在脱硫塔的进口与出口之间；
所述玻璃窑炉通过炉烟管道与所述布袋除尘器连接；
所述玻璃窑炉产生的炉烟经GGHⅠ换热降温后，进入布袋除尘器除尘；除尘炉烟经过GGHⅠ加热升温后，进入SCR反应器中进行脱硝处理；脱硝炉烟通过余热锅炉回收余热用于发电或预热窑炉所需空气；从余热锅出来的炉烟经GGHⅡ换热降温后，进入湿法脱硫塔脱硫；脱硫炉烟经过GGHⅡ加热升温后，通过烟囱排放。
优选的方案，所述玻璃窑炉与所述布袋除尘器之间的炉烟管道设有喷粉器。
较优选的方案，喷粉器在布袋除尘器初次使用及每次脉冲清灰后，向所述炉烟管道内喷入活性Al2O3粉末。活性Al2O3粉末为常规商品试剂。通过在布袋除尘器的入口烟气管道上设有喷粉器，在布袋初次过滤前进行预涂活性Al2O3粉，以及每次对布袋进行脉冲清灰后进行涂活性Al2O3粉。活性Al2O3粉能够将黏性粉尘和滤袋有效隔离开，有效防止布袋与黏性粉尘直接接触，有效防止“糊袋”，布袋为进一步去掉烟道中残留的HF，SiF4提供了反应床；F以AlF3的形式被固定下来，落入灰斗，最后被集中处置。布袋除尘器的滤袋过滤材质优选为聚酰亚胺针刺毡(P84)，P84最高瞬时温度可耐260℃，使用温度为240℃以内，具有优异的耐酸碱性，耐氧化，耐水解性。过滤精度达0.1微米以上，除尘效率达99.99％，颗粒物浓度小于10mg/m3。氟化物被深度去除，进入灰斗，被集中处置。
较优选的方案，所述玻璃窑炉与所述布袋除尘器之间的炉烟管道内设有扰流片。扰流片为本技术领域常规的扰流片，本发明的技术方案将其设置在炉烟管道内，在扰流片的作用下，使炉烟发生湍流，能与Al2O3粉末混合均匀，降低了粉尘黏性，提高Al2O3与炉烟中氟化物发生反应生成AlF3的反应活性。
较优选的方案，所述炉烟管道在所述布袋除尘器的入口处设有导流片。导流片为本技术领域常规的扰流片，导流片的设置能使烟气均匀的进入布袋除尘器内。
优选的方案，玻璃窑炉出来的炉烟温度为420～500℃。
优选的方案，经GGHⅠ换热降温的炉烟温度为220～240℃。将进入布袋除尘器的温度降低到230℃左右，主要是由于烟尘中含有大量的NOx、SOx、碱金属盐等污染物，在高温下容易产生高粘性、高腐蚀性物质等，对布袋及炉烟管道造成很大的腐蚀，同时增加了灰的粘性，并且会造成脱硝催化剂表面酸性位被中和，快速失活。本发明的技术方案在低温下进行除尘，能降低灰的粘度，在布袋除尘器中得到高效去除。
优选的方案，经GGHⅠ加热升温的炉烟温度为350～380℃。烟气由布袋除尘器出来后，由GGHⅠ将炉烟温度升高至365℃左右，进入SCR反应器，由于粉尘在布袋除尘器中有效除去，减少了催化剂中毒，催化剂磨损，同时将炉烟温度回调至较高温度，保持了脱硝催化剂的高温脱硝效率，脱硝效率高达90％，氮氧化物浓度小于300mg/m3。
优选的方案，脱硝炉烟的温度为340～370℃。
优选的方案，余热锅出来的炉烟温度为170～190℃。烟气从SCR反应器出来后，经余热锅炉将烟气温度降至180℃左右，余热用来发电或加热玻璃窑炉进口的空气，大大降低了能耗，同时烟气温度在酸露点以上。
优选的方案，经GGHⅡ加热升温的炉烟温度为110～130℃。烟气通过GGHⅡ，将烟气温度调至120℃左右，同时烟气温度在酸露点以上，烟囱受腐蚀小，烟气由烟囱达标排放至大气中。
进一步，烟气经引风机进入石灰石石膏法脱硫塔，是世界上技术最成熟、使用业绩最多、运行状况最稳定的脱硫工艺，脱硫效率达95％以上，副产物石膏可以回收利用。经湿法脱硫后，二氧化硫可降至100mg/m3以下。
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果：
本发明的技术方案对玻璃窑炉烟依次进行脱氟除尘、脱硝及脱硫处理，整个工艺完美结合，实现玻璃窑炉烟深度净化以及最大程度降低能耗。本发明的技术方案采用前置布袋除尘器并设有GGH，通过GGH换热大大降低了进入布袋除尘器的炉烟温度，降低了炉烟中烟尘中NOx、SOx、碱金属盐等污染物的高温粘性，减少了对布袋除尘器布袋的腐蚀性等，提高了布袋除尘器除尘效率，有利于保护后续的SCR反应器中的脱硝催化剂，防止脱硝催化剂表面被中和而失活。本发明的技术方案，由布袋除尘器出来的炉烟，由GGHⅠ将炉烟温度升高至365℃左右，进入SCR反应器，由于粉尘在布袋除尘器中有效除去，减少了催化剂中毒，催化剂磨损，同时将炉烟温度回调至较高温度，保持了脱硝催化剂的高温脱硝效率，脱硝效率高达90％，氮氧化物浓度小于300mg/m3。本发明技术方案结合了余热锅炉，充分回收脱硝炉烟(340～370℃)的余热，用于发电或预热窑炉所需空气，同时将烟气温度降至180℃左右，大大降低了能耗，同时烟气温度在酸露点以上。本发明的技术方案在脱硫塔设置了GGHⅡ，通过GGHⅡ将烟气温度调至120℃左右，同时烟气温度在酸露点以上，烟囱受腐蚀小，烟气由烟囱达标排放至大气中。综上所述，本发明的技术方案深度净化的玻璃窑炉烟气排放的污染物浓度：颗粒物10mg/m3,二氧化硫100mg/m3,氮氧化物(以NO2计)300mg/m3，氟化物0.5mg/m3，能耗可降低20％以上，滤袋经久耐用，催化剂催化效率大大提高，使用寿命延长，节约投资成本和运行费用。
附图说明
【图1】为烟净化系统装置简图：
其中，1为玻璃窑炉，2为喷粉器，3为布袋除尘器，4-1为GGHⅠ，4-2为GGHⅡ，5为SCR反应器，6为余热锅炉，7为引风机，8为脱硫塔，9为烟囱。
具体实施方式
以下实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制权利要求的保护范围。实施例1
燃料为石油焦的650t/d生产线的玻璃窑炉项目具体烟气条件，如下表所示：
玻璃窑炉出口的480℃高温炉烟，SO2含量为4200mg/Nm3，NOx含量3000mg/Nm3，粉尘浓度1000mg/Nm3，氟化物浓100mg/Nm3，在GGHⅠ作用下降至230℃，布袋初次使用时和每次脉冲清灰后由加粉装置喷入活性Al2O3粉末，对布袋除尘器内的布袋进行覆涂Al2O3粉末，作为防粘剂。由电磁阀控制喷粉器，向烟道内间隙性喷入Al2O3粉末，烟道内设置扰流片，使烟气与Al2O3粉末混合均匀。氟化物在烟道与Al2O3粉末反应，同时Al2O3粉末与烟气混合后降低了烟气的黏性，在布袋除尘器的入口设置导流片，使烟气均匀的进入布袋除尘器内。烟气中的粉尘在布袋的拦截下被去除，布袋上附着Al2O3粉层，起到隔离层的作用，有效防止布袋与黏性粉尘直接接触，有效防止“糊袋”，布袋为进一步去掉烟道中残留的HF，SiF4提供了反应床；F以AlF3的形式被固定下来，落入灰斗，最后被集中处置，布袋除尘器出口炉烟，SO2含量为4200mg/Nm3，NOx含量3000mg/Nm3，粉尘浓度10mg/Nm3，氟化物浓10mg/Nm3。烟气在进入SCR反应烟器前，由GGHⅠ将烟气温度提高到365℃，还原剂为液氨，在整流格栅的作用下，烟气与还原剂充分混合，在催化剂的作用下，NOx被深度去除，SCR反应器出口炉烟，SO2含量4200mg/Nm3，NOx含量300mg/Nm3，粉尘浓度10mg/Nm3，氟化物浓度10mg/Nm3。SCR反应器烟道出口温度在350℃，经余热锅炉余热回收发电，烟气温度降至180℃。经引风机，进入脱硫塔，采用石灰石石膏法脱硫，工艺稳定，脱硫效率高，SOx高效去除，氟化物进一步去除，脱硫塔出口烟气，SO2含量为100mg/Nm3，NOx含300mg/Nm3，粉尘浓10mg/Nm3，氟化物浓0.5mg/Nm3。烟气由脱硫塔，出来后经GGHⅡ将烟气温度提高至120℃，酸露点以上，经烟囱达标排放至大气中。
该实施例采用低灰侧脱硝工艺，改变了传统高灰侧脱硝工艺方法，避免出现高温电除尘的缺陷，常规布袋不能用在低灰侧的玻璃窑炉烟气净化难题，有效防止布袋被粘性粉尘堵塞，HF，SiF4，被固定下来后，在布袋除尘器内，低氟脱硫废水易处理，余热有效回收，防止烟囱腐蚀，除尘除氟脱硫脱硝效率高。

Claims (2)

1.一种实现玻璃窑炉烟超低排放的工艺，其特征在于：
采用炉烟净化系统净化玻璃窑产生的炉烟；
所述烟净化系统包括GGHⅠ、布袋除尘器、SCR反应器、余热锅炉、引风机、GGHⅡ和脱硫塔；
所述布袋除尘器通过炉烟管道与SCR反应器、余热锅炉、引风机和脱硫塔依次连接；
所述GGHⅠ连接在布袋除尘器的进口与出口之间；
所述GGHⅡ连接在脱硫塔的进口与出口之间；
所述玻璃窑炉通过炉烟管道与所述布袋除尘器连接；
所述玻璃窑炉产生的炉烟经GGHⅠ换热降温后，进入布袋除尘器除尘；除尘炉烟经过GGHⅠ加热升温后，进入SCR反应器中进行脱硝处理；脱硝炉烟通过余热锅炉回收余热用于发电或预热窑炉所需空气；从余热锅炉出来的炉烟经GGHⅡ换热降温后，进入湿法脱硫塔脱硫；脱硫炉烟经过GGHⅡ加热升温后，通过烟囱排放；
所述玻璃窑炉与所述布袋除尘器之间的炉烟管道设有喷粉器；所述喷粉器在布袋除尘器初次使用及每次脉冲清灰后，向所述炉烟管道内喷入活性Al2O3粉末；
所述玻璃窑炉与所述布袋除尘器之间的炉烟管道内设有扰流片；所述炉烟管道在所述布袋除尘器的入口处设有导流片。
2.根据权利要求1所述的实现玻璃窑炉烟超低排放的工艺，其特征在于：
玻璃窑炉出来的炉烟温度为420～500℃；
经GGHⅠ换热降温的炉烟温度为220～240℃；
经GGHⅠ加热升温的炉烟温度为350～380℃；
脱硝炉烟的温度为340～370℃；
余热锅炉出来的炉烟温度为170～190℃；
经GGHⅡ加热升温的炉烟温度为110～130℃。
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