摘要： 從整個(gè)玻璃行業(yè)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(yè)生產(chǎn)過程中所排放污染氣體的所有特征,詳細(xì)的分析玻璃行業(yè)煙氣綜合治理的現(xiàn)狀,煙氣除塵,脫銷技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)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(shù)"的玻璃煙氣治理技術(shù)與方案.

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展， 玻璃工業(yè)越來越成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展中重要的材料工業(yè)， 成為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長， 提高人民物質(zhì)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(chǎn)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(tài)環(huán)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(chǎn)制造的流程中應(yīng)該加強(qiáng)對污染物的除塵和治理， 充分的對煙氣中的硫化物進(jìn)行凈化， 從而達(dá)到除塵除污的效果， 使排出的煙氣達(dá)到相關(guān)的排放標(biāo)準(zhǔn)， 從而實(shí)現(xiàn)玻璃的清潔生產(chǎn)。

1 玻璃窯爐煙氣的特征

目前， 我國的玻璃生產(chǎn)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(chǎn)規(guī)模在進(jìn)行生產(chǎn)的時(shí)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(shí)候通會(huì)產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)生的粉塵具有直徑小， 粉塵小的特點(diǎn)， 污染氣體也同時(shí)具有含堿量高， 附著性強(qiáng)， 腐蝕性強(qiáng)的性， 如果燃燒之后不對這些污染氣體和粉塵進(jìn)行處理， 造成的環(huán)境污染的后果將會(huì)十分嚴(yán)重。不同的燃料使用不同， 所產(chǎn)生粉塵的濃度也不盡相同， 其濃度大約在300-1200mg/Nm3范圍內(nèi)波動(dòng)。從以上數(shù)據(jù)中可以得出，玻璃在生成的過程中所產(chǎn)生的煙塵污染物已經(jīng)超出了國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)， 玻璃窯爐煙氣具有高污染的特征 。

2 目前煙氣脫硫存在的問題

與世界上的發(fā)達(dá)國家相比， 我國目前的煙氣脫硫技術(shù)仍然具有較大的差距， 需要加大研發(fā)投入促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，縮短差距。但是， 煙氣處理效果好， 生產(chǎn)過程快， 效率較高的脫硫技術(shù)存在較高的門檻， 需要較大的投資， 場地的費(fèi)用， 設(shè)備運(yùn)行的費(fèi)用， 較大的使用占地面積等限制著脫硫技術(shù)的發(fā)展。目前主要的脫硫設(shè)備大部分已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化， 但是自動(dòng)化的程度卻不高， 這是目前急需提高的部分。脫硫技術(shù)與其他的節(jié)能環(huán)保技術(shù)還有較多不同的地方， 經(jīng)過脫硫技術(shù)處理后的污染物的再回收再利用仍需要投入較大的研發(fā)， 需要當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)政府部門給予一定的政策傾斜， 加大研發(fā)費(fèi)用投入， 招攬相關(guān)技術(shù)人才研究脫硫最新技術(shù)， 研究適合符合我國玻璃行業(yè)脫硫行情的工藝， 進(jìn)行科技創(chuàng)新， 加大科技成果轉(zhuǎn)化， 提高新技術(shù)在核心產(chǎn)品上起到的支持作用， 加強(qiáng)環(huán)保行業(yè)跨領(lǐng)域交流， 推進(jìn)脫硫產(chǎn)物的可持續(xù)循環(huán)利用， 從而實(shí)現(xiàn)脫硫技術(shù)的與其他環(huán)保技術(shù)相互融合， 雖然目前玻璃爐窯脫硫技術(shù)相對來說比較成熟， 但是整個(gè)脫硫工藝的完整流程仍然需要進(jìn)一步完善。

3 煙氣綜合治理技術(shù)

3.1 除塵技術(shù)

由于玻璃爐窯生產(chǎn)玻璃的過程中會(huì)產(chǎn)生較多的煙塵，且這些煙塵具有直徑小粘性大， 腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)， 通常采用的重力除塵和旋風(fēng)除塵雖然有一定的除塵作用， 但是對細(xì)微的粉塵處理凈化效果十分不理想， 無法達(dá)到預(yù)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(shè)備采用多， 能耗高， 成本較高， 后期設(shè)備維護(hù)成本高等缺點(diǎn)， 不宜大規(guī)模投產(chǎn); 袋式除塵器的工作環(huán)境一般在溫度≤2 0 0 ℃的煙氣環(huán)境中， 但是設(shè)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(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)， 而且能夠有效的保證后期的除塵效果， 使煙氣溫度能夠達(dá)到一個(gè)相對穩(wěn)定的程度，并滿足后續(xù)脫硝工藝對于煙塵濃度和溫度的相關(guān)要求， 目前該技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在化工， 水泥等行業(yè)。玻璃行業(yè)的高溫電除塵是在特定的溫度之下利用強(qiáng)磁電場從而實(shí)現(xiàn)細(xì)微顆粒與煙氣分離的一個(gè)系統(tǒng)。在進(jìn)行高溫電除塵工作的時(shí)候， 工作原理是在負(fù)極通上高壓直流電， 正極則需要接地， 由于正負(fù)極屬性不同， 在通電之后一般能夠產(chǎn)生強(qiáng)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(chǎn)生大量的正負(fù)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(fù)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(dòng)， 最終的結(jié)果是被吸引到集塵之上。當(dāng)集塵收集到一定量的粉塵之后， 通過振動(dòng)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(dòng)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(jìn)入到脫硝系統(tǒng)之中進(jìn)行脫硝處理。

3.2 脫硝技術(shù)

目前應(yīng)用范圍較廣的煙氣脫硝技術(shù)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(shù)( S N C R ) ， 這兩種技術(shù)相對比較成熟，應(yīng)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(shù)， 這種脫硝技術(shù)主要是應(yīng)用于不使用催化劑的環(huán)境下， 通過向玻璃爐窯內(nèi)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(chǎn)生煙氣的污染成分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)， 從而生成沒有污染的水， 這種生產(chǎn)工藝目前大多應(yīng)用于火電廠， 鍋爐， 窯爐等， 可以實(shí)現(xiàn)煙氣的有效處理。除此之外， 這種脫硝技術(shù)還有使用成本低， 效果好的特點(diǎn)，可以帶來較高的經(jīng)濟(jì)效益， 但是也并不是沒有缺點(diǎn)， 應(yīng)用環(huán)境受到爐膛內(nèi)的溫度， 濕度， 煙氣密度等條件影響， 在除塵的過程中還會(huì)對玻璃的生產(chǎn)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(shù)。此項(xiàng)技術(shù)的工作原理是在脫硝催化劑的作用之下， 工作的環(huán)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(chǎn)生反應(yīng)，生成沒有污染的水， 從而降低煙氣中氮氧化物的排放量，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。目前此項(xiàng)工藝技術(shù)也廣泛應(yīng)用于火電廠， 污染物焚燒廠， 工業(yè)鍋爐等氮氧化物的除去， 這種脫硝技術(shù)可以達(dá)到7 0 % ～9 8 % 的脫硝效率， 并且脫硝效率十分穩(wěn)定， 這種催化劑的使用壽命也相對較長， 可以達(dá)到2 . 6萬個(gè)小時(shí)， 由此應(yīng)用范圍較廣。此種脫硝生產(chǎn)工藝所采用的催化劑目前已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化與工業(yè)化， 催化劑的結(jié)構(gòu)較多， 常見的結(jié)構(gòu)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(yīng)成分。這種脫硝技術(shù)的脫硝效率較高， 對于溫度的要求范圍較廣， 并且整個(gè)脫硝技術(shù)不產(chǎn)生二次污染， 是目前應(yīng)用范圍最廣， 最有效的脫硝方法。

3.3 脫硫技術(shù)

目前我國玻璃在生產(chǎn)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(chǎn)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(guān)。如果生產(chǎn)玻璃的過程中采用的是石油焦粉， 重油等燃料， 那么將會(huì)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(huì)比較簡單， 同時(shí)排放的污染程度也能達(dá)到相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)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(tǒng)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(jīng)營成本較高， 運(yùn)行難度比較大， 經(jīng)濟(jì)效益不好， 所以還沒有完全的在脫硫項(xiàng)目上應(yīng)用。目前濕法脫硫的技術(shù)應(yīng)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(shù)應(yīng)用到玻璃爐窯之中， 則會(huì)存在較多問題， 首先會(huì)腐蝕玻璃爐窯的內(nèi)壁， 還會(huì)在底部產(chǎn)生較多的污垢， 排放不達(dá)標(biāo)， 產(chǎn)生較多的廢水。半干法脫硫的方法具有無可比擬的優(yōu)勢， 首先， 這種工藝脫硫效率高， 所需設(shè)備占地小， 投資較小， 設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定， 脫硫之后無二次污染。由于半干法脫硫技術(shù)十分占優(yōu)， 在工業(yè)鍋爐， 垃圾焚燒等行業(yè)得到廣泛應(yīng)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(shè)備， 由塔體， 噴霧煙嘴， 氣管道等組成。濃度較高的含硫煙氣進(jìn)入塔頂部， 在塔的入口處進(jìn)入導(dǎo)流板， 在導(dǎo)流板的作用之下流動(dòng)。通過噴嘴將汽水導(dǎo)入， 可以將消石灰噴入筒體內(nèi)進(jìn)行接觸，在SOx與Ca(OH)2反應(yīng)之后，噴入的消石灰與反應(yīng)界面不斷的摩擦碰撞， 強(qiáng)化氣體和固體之間的導(dǎo)熱性質(zhì)， 加快脫硫反應(yīng)的進(jìn)行。脫硫之后的氣體經(jīng)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(huán)粉返回到筒體之中繼續(xù)參與脫硫反應(yīng)， 少量的粉塵通過管道定期排到外面。

3.4 工程應(yīng)用

目前， 高溫靜電除塵、S C R 脫硝和半干法脫硫技術(shù)是玻璃爐窯除塵應(yīng)用最多的三個(gè)技術(shù)， 通過三種方法的聯(lián)合應(yīng)用， 更有可能解決玻璃窯爐生產(chǎn)過程中的大氣污染問題。為了響應(yīng)國家環(huán)保政策的號(hào)召， 某廢氣處理團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多次實(shí)地考察， 對于玻璃生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝與廢氣排放進(jìn)行了充分的調(diào)查， 最后確定了在原有半干法脫硫的工藝基礎(chǔ)上添加高溫電除塵和高溫脫硝的工藝進(jìn)行技術(shù)改造， 技改之后的設(shè)備運(yùn)行良好， 系統(tǒng)穩(wěn)定， 故障率低， 運(yùn)行維護(hù)成本低， 經(jīng)濟(jì)效益好， 排放物的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家相關(guān)規(guī)定要求。

4 結(jié)語

總而言之， 對于玻璃爐窯產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行綜合有效的處理是解決大氣污染的重要途徑， 隨著新規(guī)的實(shí)行， 企業(yè)加強(qiáng)自我規(guī)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(shí)現(xiàn)對玻璃制造過程中產(chǎn)生的粉塵， N O x 及S O x 等污染物進(jìn)行治理， 符合國家節(jié)能減排的要求， 促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。