玻璃行業煙氣綜合治理技術的現狀和發展探析

摘要：從整個玻璃行業來說,大氣污染物包括二氧化硫,粉塵,碳氧化合物等.而本文將通過玻璃行業生產過程中所排放污染氣體的所有特征,詳細的分析玻璃行業煙氣綜合治理的現狀,煙氣除塵,脫銷技術的產生與發展,并提出了"高溫電除塵催化還原法脫硝一半干法脫硫技術"的玻璃煙氣治理技術與方案.

 

隨著我國經濟的快速發展，玻璃工業越來越成為經濟發展中重要的材料工業，成為促進經濟增長，提高人民物質生活水平的重要因素。煉制玻璃過程中主要的燃料是石油焦粉，重油和天然氣等，燃燒之后產生的煙氣對空氣的污染程度很大，主要污染物為硫氧化物，氮氧化物等，也是污染空氣最主要的成分，長期的污染不僅破壞了生態環境，而且極大的威脅著人們的生命健康安全。所以，在玻璃生產制造的流程中應該加強對污染物的除塵和治理，充分的對煙氣中的硫化物進行凈化，從而達到除塵除污的效果，使排出的煙氣達到相關的排放標準，從而實現玻璃的清潔生產。

 

目前，我國的玻璃生產制作工藝通常采用的燃料是重油，焦粉，天然氣等，一般的生產規模在進行生產的時候一般排煙溫度在攝氏四百到五百五十度，這些燃料在燃燒的時候通會產生較大污染，這些污染物包括S O x、粉塵和N O x等幾類。一般來說，燃燒過程中排放出來的污染物受燃料種類，配料的比例多少，燃燒過程中煙氣含量等因素的影響，所排放的煙氣濃度一般在500-3000mg/Nm3，在生產玻璃的窯爐里所排放的NOx一般濃度在1200-3000mg/Nm3，在煉制的過程中，窯爐所產生的粉塵具有直徑小，粉塵小的特點，污染氣體也同時具有含堿量高，附著性強，腐蝕性強的性，如果燃燒之后不對這些污染氣體和粉塵進行處理，造成的環境污染的后果將會十分嚴重。不同的燃料使用不同，所產生粉塵的濃度也不盡相同，其濃度大約在300-1200mg/Nm3范圍內波動。從以上數據中可以得出，玻璃在生成的過程中所產生的煙塵污染物已經超出了國家規定的排放標準，玻璃窯爐煙氣具有高污染的特征。

 

與世界上的發達國家相比，我國目前的煙氣脫硫技術仍然具有較大的差距，需要加大研發投入促進技術進步，縮短差距。但是，煙氣處理效果好，生產過程快，效率較高的脫硫技術存在較高的門檻，需要較大的投資，場地的費用，設備運行的費用，較大的使用占地面積等限制著脫硫技術的發展。目前主要的脫硫設備大部分已經實現了國產化，但是自動化的程度卻不高，這是目前急需提高的部分。脫硫技術與其他的節能環保技術還有較多不同的地方，經過脫硫技術處理后的污染物的再回收再利用仍需要投入較大的研發，需要當地相關政府部門給予一定的政策傾斜，加大研發費用投入，招攬相關技術人才研究脫硫最新技術，研究適合符合我國玻璃行業脫硫行情的工藝，進行科技創新，加大科技成果轉化，提高新技術在核心產品上起到的支持作用，加強環保行業跨領域交流，推進脫硫產物的可持續循環利用，從而實現脫硫技術的與其他環保技術相互融合，雖然目前玻璃爐窯脫硫技術相對來說比較成熟，但是整個脫硫工藝的完整流程仍然需要進一步完善。

 

3.1除塵技術

 

由于玻璃爐窯生產玻璃的過程中會產生較多的煙塵，且這些煙塵具有直徑小粘性大，腐蝕性強等特點，通常采用的重力除塵和旋風除塵雖然有一定的除塵作用，但是對細微的粉塵處理凈化效果十分不理想，無法達到預期的處理效果;濕式除塵方式雖然除塵效果較好，但是容易造成二次污染，后期的處理煙氣溫度扔低于脫硝工藝的最低要求，除此之外，還有污水處理設備采用多，能耗高，成本較高，后期設備維護成本高等缺點，不宜大規模投產;袋式除塵器的工作環境一般在溫度≤2 0 0℃的煙氣環境中，但是設備的損耗較大，壽命較短，也不利于投入使用。目前較好的除塵方式就是電除塵，電除塵不僅能夠高效的除塵，使除塵效果達到相關排放標準，而且能夠有效的保證后期的除塵效果，使煙氣溫度能夠達到一個相對穩定的程度，并滿足后續脫硝工藝對于煙塵濃度和溫度的相關要求，目前該技術已經廣泛應用在化工，水泥等行業。玻璃行業的高溫電除塵是在特定的溫度之下利用強磁電場從而實現細微顆粒與煙氣分離的一個系統。在進行高溫電除塵工作的時候，工作原理是在負極通上高壓直流電，正極則需要接地，由于正負極屬性不同，在通電之后一般能夠產生強大的不對稱電場，從而使電場之間的電離子相互作用，從而產生大量的正負極電離子。含塵煙氣在輸送到電場之后，粉塵在電子和離子的相互作用之下形成帶電粉塵，帶負電的粉塵和帶正電的粉塵在電磁場的作用下分別向兩極移動，最終的結果是被吸引到集塵之上。當集塵收集到一定量的粉塵之后，通過振動裝置使集塵上具有一定量的電離磁場，從而使煙塵在自重和振動的雙重作用之下滑落到下方的灰斗之中，從而通過螺旋裝置排除電除塵的外部，煙氣則通過電除塵器的出口進入到脫硝系統之中進行脫硝處理。

 

3.2脫硝技術

 

目前應用范圍較廣的煙氣脫硝技術目前主要有兩種，一種是選擇性催化還原法(S C R)，另一種是選擇性非催化還原法煙氣脫硝技術(S N C R)，這兩種技術相對比較成熟，應用的也比較多。第一，選擇性非催化還原法(S N C R)脫硝技術，這種脫硝技術主要是應用于不使用催化劑的環境下，通過向玻璃爐窯內合適的位置噴入氨水，氨等氨基還原劑，爐窯的溫度一般控制在9 5 0-1 0 1 0℃，通過相對的高溫使噴灑的還原劑中的氨與產生煙氣的污染成分進行化學反應，從而生成沒有污染的水，這種生產工藝目前大多應用于火電廠，鍋爐，窯爐等，可以實現煙氣的有效處理。除此之外，這種脫硝技術還有使用成本低，效果好的特點，可以帶來較高的經濟效益，但是也并不是沒有缺點，應用環境受到爐膛內的溫度，濕度，煙氣密度等條件影響，在除塵的過程中還會對玻璃的生產帶來一定程度的影響，所以這種工藝具有一定的局限性。第二，選擇性催化還原法(S C R)煙氣脫硝技術。此項技術的工作原理是在脫硝催化劑的作用之下，工作的環境溫度大約在2 8 0-4 2 0℃之間，向其煙氣中噴入N H 3，從而使煙氣中有害氣體與之產生反應，生成沒有污染的水，從而降低煙氣中氮氧化物的排放量，達到排放標準的要求。目前此項工藝技術也廣泛應用于火電廠，污染物焚燒廠，工業鍋爐等氮氧化物的除去，這種脫硝技術可以達到7 0%～9 8%的脫硝效率，并且脫硝效率十分穩定，這種催化劑的使用壽命也相對較長，可以達到2.6萬個小時，由此應用范圍較廣。此種脫硝生產工藝所采用的催化劑目前已經基本實現自動化與工業化，催化劑的結構較多，常見的結構形式有蜂窩狀，波紋狀等，這種催化通常以二氧化鈦為主要載體，五氧化二釩為主要反應成分。這種脫硝技術的脫硝效率較高，對于溫度的要求范圍較廣，并且整個脫硝技術不產生二次污染，是目前應用范圍最廣，最有效的脫硝方法。

 

3.3脫硫技術

 

目前我國玻璃在生產的過程中通常采用的燃料有重油，天然氣和煤氣等，燃燒之后產生的污染氣體的成分主要有S O x和N O x，污染氣體含量的高低通常與使用不同的燃料種類有關。如果生產玻璃的過程中采用的是石油焦粉，重油等燃料，那么將會對脫硫造成較大的困難，如果使用天然氣或者煤氣作為燃料，脫硫會比較簡單，同時排放的污染程度也能達到相關排放標準的要求。目前較為流行的煙氣脫硫工藝可以分為干法、半干法、濕法等幾種。傳統干法脫硫的效率較低，脫硫不夠徹底，但是國際上的干法脫硫方法雖然簡單，效果好，但是經營成本較高，運行難度比較大，經濟效益不好，所以還沒有完全的在脫硫項目上應用。目前濕法脫硫的技術應用范圍較廣，脫硫效率與后期吸收劑的利用程度較高，但是如果這種技術應用到玻璃爐窯之中，則會存在較多問題，首先會腐蝕玻璃爐窯的內壁，還會在底部產生較多的污垢，排放不達標，產生較多的廢水。半干法脫硫的方法具有無可比擬的優勢，首先，這種工藝脫硫效率高，所需設備占地小，投資較小，設備運行穩定，脫硫之后無二次污染。由于半干法脫硫技術十分占優，在工業鍋爐，垃圾焚燒等行業得到廣泛應用。所以，半干法是目前玻璃爐窯煉制玻璃過程中最首選的工藝。半干法脫硫采用脫硫塔作為主要脫硫設備，由塔體，噴霧煙嘴，氣管道等組成。濃度較高的含硫煙氣進入塔頂部，在塔的入口處進入導流板，在導流板的作用之下流動。通過噴嘴將汽水導入，可以將消石灰噴入筒體內進行接觸，在SOx與Ca(OH)2反應之后，噴入的消石灰與反應界面不斷的摩擦碰撞，強化氣體和固體之間的導熱性質，加快脫硫反應的進行。脫硫之后的氣體經過除塵器除塵之后排到外面，而除塵器捕捉到的大部分粉塵作為循環粉返回到筒體之中繼續參與脫硫反應，少量的粉塵通過管道定期排到外面。

 

3.4工程應用

 

目前，高溫靜電除塵、S C R脫硝和半干法脫硫技術是玻璃爐窯除塵應用最多的三個技術，通過三種方法的聯合應用，更有可能解決玻璃窯爐生產過程中的大氣污染問題。為了響應國家環保政策的號召，某廢氣處理團隊經過多次實地考察，對于玻璃生產線的生產工藝與廢氣排放進行了充分的調查，最后確定了在原有半干法脫硫的工藝基礎上添加高溫電除塵和高溫脫硝的工藝進行技術改造，技改之后的設備運行良好，系統穩定，故障率低，運行維護成本低，經濟效益好，排放物的濃度遠遠低于國家相關規定要求。

 

總而言之，對于玻璃爐窯產生的煙氣進行綜合有效的處理是解決大氣污染的重要途徑，隨著新規的實行，企業加強自我規范，通過各種方式來降低煙塵帶來的污染。通過高溫靜電除塵、S C R脫硝和半干法脫硫工藝等方法，來實現對玻璃制造過程中產生的粉塵，N O x及S O x等污染物進行治理，符合國家節能減排的要求，促進經濟的發展。

 

來源:《中國科技縱橫》 作者:郭彥磊