玻璃熔窑烟气污染物深度减排技术研究与工程化应用-第2页-北极星大气网

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2.3 高/低温段余热利用与SCR 脱硝耦合技术

利用余热锅炉对450~500℃的烟气进行温度调控,使得高温段余热利用后的烟气满足中高温SCR脱硝的要求,低温段余热利用后的烟气再进入下游处理设备[16,17]。通过高低温段余热回收装置与SCR脱硝反应器的匹配衔接技术,既满足SCR脱硝的催化温度要求,又能充分利用烟气余热,实现节能减排的目的。

2.4 旋转喷雾干燥吸收脱硫技术

旋转喷雾干燥吸收脱硫技术(rotaryspraydryingadsorption,R-SDA)[18],该烟气脱硫系统采用熟石灰液作脱硫剂,将石灰粉送至石灰熟化池,经生产水稀释成25%的石灰液,并流至石灰浆液储罐进行储存。定期将配置好的石灰液经石灰液输送泵送至R-SDA 吸收室顶部的旋转雾化器。在雾化轮接近10000r/min的高速旋转作用下,浆液被雾化成数以亿计的50μm 的雾滴。未经处理的热烟气通过气体分布器进入吸收塔后,立即与呈碱性的吸收剂雾滴接触,烟气中的酸性成分(HCl、HF、SO2、SO3)被吸收,同时雾滴的水分被蒸发,变成干燥的脱硫产物。脱硫产物少量直接从吸收塔底部排出,大部分随烟气进入吸收塔后的除尘器内被收集,通过机械或气力方式输送。

通过对R-SDA脱硫技术工艺的多项改进,优化设计了反冲洗系统以及循环灰再利用系统等。优化改进后的R-SDA脱硫技术工艺系统主要包括生石灰制浆系统、循环灰制浆系统、混合及喷浆雾化系统、废料输送及储存系统、工艺水供给系统、袋除尘系统、电气控制及在线监测系统。其中,工艺水供给系统包括生石灰消化用水、循环灰溶解用水、反冲洗用水等部分。具体的工艺流程见图3。

3 工程案例

3.1 工程概况

秦皇岛某玻璃项目新建一条优质浮法玻璃生产线,生产线熔窑的熔化能力为900t/d,燃料为石油焦,烟气量160000Nm3/h。为满足地方排放标准和“三同时”要求,新建烟气治理相关设施。主要设计参数见表2。

采用的工艺流程为:烟气→余热锅炉(高温段)→烟气调质→高温电除尘器→SCR脱硝→余热锅炉(低温段)→R-SDA 脱硫→布袋除尘器→排放,工艺设计流程如图4所示。

3.2 设计要点

3.2.1 烟气调质系统

根据玻璃厂多年的脱硝经验证实,使用石油焦的玻璃厂烟气脱硝要保证稳定运行,必须以干法脱硫调质系统作为前提,其中脱硫塔是保证脱硝系统运行的关键设备。

3.2.2 高温电除尘系统

经干法脱硫调质后的烟气进入高温电除尘器,处理后颗粒物浓度迅速降低并低于50mg/Nm3。且该颗粒物性质大大改善,减轻对后续脱硝反应器中催化剂的影响。去除掉的颗粒物收集在高温电除尘料斗中,并由输送机运出除尘器至收集袋外运。

高温电除尘器特别根据高温烟气的特性而制造,根据玻璃厂不同的需要,最高可设计耐受到420℃的高温。该工程中除尘器设计可以在400℃以下保持正常运行,并设置3个电场,极间距设计在400mm,可以大大避免通道内的粘性气体尘埃桥接。同时料斗配有振打装置避免粘性灰尘结壳,除尘器通过星形给料阀和链条传送机将沉积物输送到除尘器外。

3.2.3 SCR反应系统

SCR反应系统由SCR反应器、催化剂、吹灰器等组成。该工程反应器内部设置压缩空气预热管路,正常运行时,吹灰用压缩空气在反应器内进行预热,减少对反应器温度影响,确保催化剂使用的安全,最大限度地提高催化剂的使用寿命。反应器设置足够大小和数量的人孔门,为防止催化剂孔道堵塞,反应器设有耙式吹灰系统。

出于经济、安全及工艺设计等多种因素考虑,该工程采用氨水作为脱硝还原剂。玻璃厂由于氨消耗量较小,使用氨水对系统的温度影响远小于使用液氨的影响,且使用液氨存在着较大的安全隐患,因此该工程脱硝还原剂使用20%浓度的氨水。

3.2.4 R-SDA 脱硫系统

该工程R-SDA 脱硫系统主要由石灰浆液制备系统、旋转喷雾干燥吸收系统、除尘系统和烟风系统等部分组成。

1)石灰浆液制备储存系统主要由石灰熟化罐、石灰浆液池、输送泵、搅拌机等组成。

2)旋转喷雾干燥吸收系统主要由气体分布器、旋转雾化器和吸收室等组成。

3)除尘系统主要由袋式除尘器及相关配套等组成。

4)烟风系统主要由烟管道、膨胀节、引风机等组成。

3.3 技术分析

该项目于2016年2月完成了玻璃熔窑烟气多污染物深度减排示范工程建设。示范装置运行至今稳定可靠,运行费用、系统温降、硫硝尘脱除效率等多项经济技术指标均领先于国内同类项目,具备技术推广的基础和条件。

项目投运后现场实测,性能检测期间运行稳定,颗粒物、SO2、NOx 测试参照《固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法》(GB/T16157—1996)并相应改进。测试结果见表3。

从表3可知,采用“烟气+余热锅炉(高温段)+烟气调质+高温电除尘器+SCR脱硝+余热锅炉(低温段)+R-SDA 脱硫+布袋除尘器”的工艺设计完全能够满足当前国家和部分地方对于玻璃熔窑烟气的排放要求,烟气出口颗粒物浓度<20mg/m3,SO2<100mg/m3,NOX <200mg/m3,能够稳定满足最新增加的重点地区大气污染物特别排放限值要求。

4 结论

当前玻璃熔窑烟气治理普遍存在的问题是整体工艺流程复杂,运行稳定性较难把控,前期投资及运行费用较高。建议积极推进针对玻璃熔窑烟气特性的低温脱硝催化剂的研制开发和使用推广工作,同时积极引进火电行业的先进成熟技术,如脱硫除尘一体化技术等。

同时,“超低排放”已经在火电行业顺利开展,建材等行业虽然还没有一个相对科学权威的“超低排放”限值,但已出台针对重点地区的特别排放限值。因此我们要积极做好相关技术储备,根据行业情况注意时间节点和力度逐步开展相关工作,注重前期的技术积累和典型治理路线的示范作用,从而促进整个行业的绿色良性发展。

原标题：玻璃熔窑烟气污染物深度减排技术研究与工程化应用

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