玻璃行业烟气综合治理技术的现状和发展探析

摘要： 从整个玻璃行业来说,大气污染物包括二氧化硫,粉尘,碳氧化合物等.而本文将通过玻璃行业生产过程中所排放污染气体的所有特征,详细的分析玻璃行业烟气综合治理的现状,烟气除尘,脱销技术的产生与发展,并提出了"高温电除尘催化还原法脱硝一半干法脱硫技术"的玻璃烟气治理技术与方案.

0 引言

随着我国经济的快速发展， 玻璃工业越来越成为经济发展中重要的材料工业， 成为促进经济增长， 提高人民物质生活水平的重要因素。炼制玻璃过程中主要的燃料是石油焦粉， 重油和天然气等， 燃烧之后产生的烟气对空气的污染程度很大， 主要污染物为硫氧化物， 氮氧化物等， 也是污染空气最主要的成分， 长期的污染不仅破坏了生态环境， 而且极大的威胁着人们的生命健康安全。所以， 在玻璃生产制造的流程中应该加强对污染物的除尘和治理， 充分的对烟气中的硫化物进行净化， 从而达到除尘除污的效果， 使排出的烟气达到相关的排放标准， 从而实现玻璃的清洁生产。

1 玻璃窑炉烟气的特征

目前， 我国的玻璃生产制作工艺通常采用的燃料是重油， 焦粉， 天然气等， 一般的生产规模在进行生产的时候一般排烟温度在摄氏四百到五百五十度， 这些燃料在燃烧的时候通会产生较大污染， 这些污染物包括S O x 、粉尘和N O x 等几类。一般来说， 燃烧过程中排放出来的污染物受燃料种类， 配料的比例多少， 燃烧过程中烟气含量等因素的影响，所排放的烟气浓度一般在500-3000mg/Nm3，在生产玻璃的窑炉里所排放的NOx一般浓度在1200-3000mg/Nm3，在炼制的过程中， 窑炉所产生的粉尘具有直径小， 粉尘小的特点， 污染气体也同时具有含碱量高， 附着性强， 腐蚀性强的性， 如果燃烧之后不对这些污染气体和粉尘进行处理， 造成的环境污染的后果将会十分严重。不同的燃料使用不同， 所产生粉尘的浓度也不尽相同， 其浓度大约在300-1200mg/Nm3范围内波动。从以上数据中可以得出，玻璃在生成的过程中所产生的烟尘污染物已经超出了国家规定的排放标准， 玻璃窑炉烟气具有高污染的特征 。

2 目前烟气脱硫存在的问题

与世界上的发达国家相比， 我国目前的烟气脱硫技术仍然具有较大的差距， 需要加大研发投入促进技术进步，缩短差距。但是， 烟气处理效果好， 生产过程快， 效率较高的脱硫技术存在较高的门槛， 需要较大的投资， 场地的费用， 设备运行的费用， 较大的使用占地面积等限制着脱硫技术的发展。目前主要的脱硫设备大部分已经实现了国产化， 但是自动化的程度却不高， 这是目前急需提高的部分。脱硫技术与其他的节能环保技术还有较多不同的地方， 经过脱硫技术处理后的污染物的再回收再利用仍需要投入较大的研发， 需要当地相关政府部门给予一定的政策倾斜， 加大研发费用投入， 招揽相关技术人才研究脱硫最新技术， 研究适合符合我国玻璃行业脱硫行情的工艺， 进行科技创新， 加大科技成果转化， 提高新技术在核心产品上起到的支持作用， 加强环保行业跨领域交流， 推进脱硫产物的可持续循环利用， 从而实现脱硫技术的与其他环保技术相互融合， 虽然目前玻璃炉窑脱硫技术相对来说比较成熟， 但是整个脱硫工艺的完整流程仍然需要进一步完善。

3 烟气综合治理技术

3.1 除尘技术

由于玻璃炉窑生产玻璃的过程中会产生较多的烟尘，且这些烟尘具有直径小粘性大， 腐蚀性强等特点， 通常采用的重力除尘和旋风除尘虽然有一定的除尘作用， 但是对细微的粉尘处理净化效果十分不理想， 无法达到预期的处理效果; 湿式除尘方式虽然除尘效果较好， 但是容易造成二次污染， 后期的处理烟气温度扔低于脱硝工艺的最低要求， 除此之外， 还有污水处理设备采用多， 能耗高， 成本较高， 后期设备维护成本高等缺点， 不宜大规模投产; 袋式除尘器的工作环境一般在温度≤2 0 0 ℃的烟气环境中， 但是设备的损耗较大， 寿命较短， 也不利于投入使用。目前较好的除尘方式就是电除尘， 电除尘不仅能够高效的除尘，使除尘效果达到相关排放标准， 而且能够有效的保证后期的除尘效果， 使烟气温度能够达到一个相对稳定的程度，并满足后续脱硝工艺对于烟尘浓度和温度的相关要求， 目前该技术已经广泛应用在化工， 水泥等行业。玻璃行业的高温电除尘是在特定的温度之下利用强磁电场从而实现细微颗粒与烟气分离的一个系统。在进行高温电除尘工作的时候， 工作原理是在负极通上高压直流电， 正极则需要接地， 由于正负极属性不同， 在通电之后一般能够产生强大的不对称电场， 从而使电场之间的电离子相互作用， 从而产生大量的正负极电离子。含尘烟气在输送到电场之后， 粉尘在电子和离子的相互作用之下形成带电粉尘， 带负电的粉尘和带正电的粉尘在电磁场的作用下分别向两极移动， 最终的结果是被吸引到集尘之上。当集尘收集到一定量的粉尘之后， 通过振动装置使集尘上具有一定量的电离磁场， 从而使烟尘在自重和振动的双重作用之下滑落到下方的灰斗之中， 从而通过螺旋装置排除电除尘的外部， 烟气则通过电除尘器的出口进入到脱硝系统之中进行脱硝处理。

3.2 脱硝技术

目前应用范围较广的烟气脱硝技术目前主要有两种，一种是选择性催化还原法( S C R ) ， 另一种是选择性非催化还原法烟气脱硝技术( S N C R ) ， 这两种技术相对比较成熟，应用的也比较多。第一， 选择性非催化还原法( S N C R ) 脱硝技术， 这种脱硝技术主要是应用于不使用催化剂的环境下， 通过向玻璃炉窑内合适的位置喷入氨水， 氨等氨基还原剂， 炉窑的温度一般控制在9 5 0 - 1 0 1 0 ℃， 通过相对的高温使喷洒的还原剂中的氨与产生烟气的污染成分进行化学反应， 从而生成没有污染的水， 这种生产工艺目前大多应用于火电厂， 锅炉， 窑炉等， 可以实现烟气的有效处理。除此之外， 这种脱硝技术还有使用成本低， 效果好的特点，可以带来较高的经济效益， 但是也并不是没有缺点， 应用环境受到炉膛内的温度， 湿度， 烟气密度等条件影响， 在除尘的过程中还会对玻璃的生产带来一定程度的影响， 所以这种工艺具有一定的局限性。第二， 选择性催化还原法( S C R ) 烟气脱硝技术。此项技术的工作原理是在脱硝催化剂的作用之下， 工作的环境温度大约在2 8 0 - 4 2 0 ℃之间， 向其烟气中喷入N H 3 ， 从而使烟气中有害气体与之产生反应，生成没有污染的水， 从而降低烟气中氮氧化物的排放量，达到排放标准的要求。目前此项工艺技术也广泛应用于火电厂， 污染物焚烧厂， 工业锅炉等氮氧化物的除去， 这种脱硝技术可以达到7 0 % ～9 8 % 的脱硝效率， 并且脱硝效率十分稳定， 这种催化剂的使用寿命也相对较长， 可以达到2 . 6万个小时， 由此应用范围较广。此种脱硝生产工艺所采用的催化剂目前已经基本实现自动化与工业化， 催化剂的结构较多， 常见的结构形式有蜂窝状， 波纹状等， 这种催化通常以二氧化钛为主要载体， 五氧化二钒为主要反应成分。这种脱硝技术的脱硝效率较高， 对于温度的要求范围较广， 并且整个脱硝技术不产生二次污染， 是目前应用范围最广， 最有效的脱硝方法。

3.3 脱硫技术

目前我国玻璃在生产的过程中通常采用的燃料有重油， 天然气和煤气等， 燃烧之后产生的污染气体的成分主要有S O x 和N O x ， 污染气体含量的高低通常与使用不同的燃料种类有关。如果生产玻璃的过程中采用的是石油焦粉， 重油等燃料， 那么将会对脱硫造成较大的困难， 如果使用天然气或者煤气作为燃料， 脱硫会比较简单， 同时排放的污染程度也能达到相关排放标准的要求。目前较为流行的烟气脱硫工艺可以分为干法、半干法、湿法等几种。传统干法脱硫的效率较低， 脱硫不够彻底， 但是国际上的干法脱硫方法虽然简单， 效果好， 但是经营成本较高， 运行难度比较大， 经济效益不好， 所以还没有完全的在脱硫项目上应用。目前湿法脱硫的技术应用范围较广， 脱硫效率与后期吸收剂的利用程度较高， 但是如果这种技术应用到玻璃炉窑之中， 则会存在较多问题， 首先会腐蚀玻璃炉窑的内壁， 还会在底部产生较多的污垢， 排放不达标， 产生较多的废水。半干法脱硫的方法具有无可比拟的优势， 首先， 这种工艺脱硫效率高， 所需设备占地小， 投资较小， 设备运行稳定， 脱硫之后无二次污染。由于半干法脱硫技术十分占优， 在工业锅炉， 垃圾焚烧等行业得到广泛应用。所以， 半干法是目前玻璃炉窑炼制玻璃过程中最首选的工艺。半干法脱硫采用脱硫塔作为主要脱硫设备， 由塔体， 喷雾烟嘴， 气管道等组成。浓度较高的含硫烟气进入塔顶部， 在塔的入口处进入导流板， 在导流板的作用之下流动。通过喷嘴将汽水导入， 可以将消石灰喷入筒体内进行接触，在SOx与Ca(OH)2反应之后，喷入的消石灰与反应界面不断的摩擦碰撞， 强化气体和固体之间的导热性质， 加快脱硫反应的进行。脱硫之后的气体经过除尘器除尘之后排到外面， 而除尘器捕捉到的大部分粉尘作为循环粉返回到筒体之中继续参与脱硫反应， 少量的粉尘通过管道定期排到外面。

3.4 工程应用

目前， 高温静电除尘、S C R 脱硝和半干法脱硫技术是玻璃炉窑除尘应用最多的三个技术， 通过三种方法的联合应用， 更有可能解决玻璃窑炉生产过程中的大气污染问题。为了响应国家环保政策的号召， 某废气处理团队经过多次实地考察， 对于玻璃生产线的生产工艺与废气排放进行了充分的调查， 最后确定了在原有半干法脱硫的工艺基础上添加高温电除尘和高温脱硝的工艺进行技术改造， 技改之后的设备运行良好， 系统稳定， 故障率低， 运行维护成本低， 经济效益好， 排放物的浓度远远低于国家相关规定要求。

4 结语

总而言之， 对于玻璃炉窑产生的烟气进行综合有效的处理是解决大气污染的重要途径， 随着新规的实行， 企业加强自我规范， 通过各种方式来降低烟尘带来的污染。通过高温静电除尘、S C R 脱硝和半干法脱硫工艺等方法， 来实现对玻璃制造过程中产生的粉尘， N O x 及S O x 等污染物进行治理， 符合国家节能减排的要求， 促进经济的发展。