關(guān)于玻璃窯爐煙氣脫硝

1、關(guān)于玻璃窯爐煙氣脫硝一、玻璃窯爐煙氣煙氣脫硝背景天然氣作為綠色清潔能源，被玻璃廠家所青睞和選用，以天然氣為燃料的浮法玻璃窯爐在玻璃生產(chǎn)中將逐步占有較大比重。2011 年4 月2 日， 環(huán)境保護(hù)部和國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布的平板玻璃工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定于2011 年10 月1 日實(shí)施。對現(xiàn)有玻璃企業(yè)排放限值為：玻璃熔窯顆粒物100 mg/m3，so2600 mg/m3， hcl 30 mg/m3， 氟化物5 mg/m3； 新建線排放限值為： 玻璃熔窯顆粒物50 mg/m3，so2400 mg/m3，hcl 30 mg/m3，氟化物5 mg/m3，nox700 mg/m3。二、玻璃窯爐煙

2、氣的組成及特點(diǎn)天然氣浮法窯爐的煙氣量不大，600 t/d 生產(chǎn)線，窯爐煙氣量為95000 nm3/h，1000 t/d生產(chǎn)線，窯爐煙氣量為130000 nm3/h。煙氣中的主要污染物為so2和nox和微細(xì)粉塵。天然氣窯爐so2初始排放濃度在300500 mg/m3，nox初始排放濃度在18002870 mg/m3， 粉塵初始排放濃度100300mg/m3（來源：歐盟ippc 平板玻璃工業(yè)bat 技術(shù)參考文檔）。常見天然氣浮法窯爐煙氣中，粉塵的組成及比例見下表：表1成分na2ok2osio2fe2o3al2o3caotio2cr2o3cuo質(zhì)量%4345.22.22.41.02.10.051.6

3、0.21.40.50.80.10.70.50.80.40.5三、玻璃熔窯脫硝現(xiàn)狀 玻璃熔窯窯爐內(nèi)部溫度可高達(dá)1500，窯爐出口溫度達(dá)500以上，在普遍增設(shè)余熱發(fā)電的情況下煙氣排空溫度在150左右。根據(jù)天然氣窯爐初始氮氧化物濃度在18002870 mg/m3， 達(dá)標(biāo)排放濃度為700 mg/m3 的情況，脫硝效率必須大于70%，對部分窯爐更要求達(dá)到80%。1、sncr sncr 是非選擇性催化還原反應(yīng)的簡稱，其原理為在8001100的條件下，噴入還原劑（一般為氨氣或尿素溶液）， 將煙氣中nox 還原成n2和h2o，從而減少nox 排放，其脫硝效率一般在20%40%， 對于特殊案例有達(dá)70%， 但其

4、條件較為苛刻。在玻璃窯爐中適應(yīng)sncr 脫硝的溫度段處于窯爐內(nèi)，但考慮還原劑對玻璃添加劑和玻璃質(zhì)量的影響，較難適用。2、scr scr是在脫硝反應(yīng)器和催化劑存在條件下，向脫硝反應(yīng)器煙道內(nèi)噴射還原性物質(zhì)如氨氣，在催化劑的作用下可在270420溫度條件下還原煙氣中已生成的nox，將其還原成n2和h2o，從而降低nox的排放量。使用的催化劑是以tio2為載體，上面負(fù)載釩、鎢和鉬等催化物質(zhì)。天然氣窯爐， 其粉塵含量在100300 mg/m3，但粉塵中堿金屬氧化物含量較高易影響脫硝中的相關(guān)反應(yīng)，且粉塵具有一定的粘性，在脫硝過程中易產(chǎn)生堵塞問題，降低脫硝催化劑與煙氣的接觸的面積，同時(shí)造成系統(tǒng)壓降增大，繼而

5、會(huì)增加系統(tǒng)運(yùn)行的能耗。由于玻璃原料和各種添加劑的原因，灰分中堿金屬氧化物含量較高。堿金屬如果與催化劑表面接觸，能夠直接與活性位發(fā)生作用而使催化劑鈍化，反應(yīng)機(jī)理是在催化劑活性位置的堿金屬與其它物質(zhì)發(fā)生了反應(yīng)，從而降低了scr催化劑的催化活性，減少了脫硝催化劑的壽命，影響了脫硝的效率及運(yùn)行的成本。 圖1.脫硝催化劑堿金屬中毒機(jī)理四、玻璃熔窯脫硝技術(shù)的選擇與改進(jìn)根據(jù)相關(guān)的技術(shù)資料及工程運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，適合天然氣窯爐的脫硝方式選擇scr。但因scr 的催化劑和溫度選擇的合理性，必須對工藝進(jìn)行細(xì)致研究和設(shè)計(jì)。對于不同種類的催化劑，在同樣的條件下，中毒的情況是不同的。在水溶性狀態(tài)下,堿金屬離子有很高的流動(dòng)性,

6、能夠進(jìn)入催化劑材料的內(nèi)部。因此,對于整體式的蜂窩陶瓷類的催化劑來說,由于堿金屬離子的移動(dòng)性可以被整體式載體材料所稀釋,能夠?qū)⑹Щ钏俾式档停虼耸褂脡勖簿透L。此外，在達(dá)標(biāo)排放，玻璃熔窯脫硝系統(tǒng)的布置，分以下幾種：（一）ep和scr系統(tǒng)1、高灰配置高灰即scr 的前置式，優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)入反應(yīng)器的煙氣溫度達(dá)300500，催化劑活性大，煙氣不需要加熱即可獲得良好的脫硝效果。但催化劑處于高煙塵中，飛灰中的k、na、ca等易使催化劑中毒，也造成蜂窩狀催化劑中的煙氣通道堵塞，另外煙氣溫度高也有燒壞催化劑的危險(xiǎn)。但該配置工藝布置容易，余熱鍋爐利用比較充分。2低灰配置。低灰配置優(yōu)點(diǎn)是催化劑不受飛灰影響，使用效果好

7、，壽命長?？捎幸韵聝煞N配置方式：第一種低灰配置工藝配置簡單，余熱利用充分。scr 催化劑的溫度要求280420，scr 的煙氣溫度接近下限，脫硝效率降低。ep 在300以上溫度工作，必須使用高溫ep設(shè)備。第二種低灰配置的優(yōu)點(diǎn)是工藝配置流暢，效果肯定，系統(tǒng)穩(wěn)定。除需要高溫ep 設(shè)備外，還需增加噴淋降溫設(shè)備。余熱鍋爐配置到末端，利用效率低一些。（二）袋式除塵和scr系統(tǒng)袋式除塵器的工作溫度要求200以下，若scr 安裝到袋式除塵器之后，煙氣必須加熱升高到280以上，勢必耗用大量能源，從經(jīng)濟(jì)角度看，必須使用高灰配置，也即scr 前置。五、工程實(shí)例介紹在scr系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，最重要的運(yùn)行參數(shù)是煙氣溫度、煙

8、氣流速、氧氣濃度、so3濃度、水蒸氣濃度、鈍化影響和氨逃逸等。 煙氣溫度是選擇催化劑的重要運(yùn)行參數(shù)，催化反應(yīng)只能在一定的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行，同時(shí)存在催化的最佳溫度，這是每種催化劑特有的性質(zhì)，因此煙氣溫度直接影響反應(yīng)的進(jìn)程；如本工程選擇的催化劑，可在煙溫310420之間運(yùn)行，低于低限溫度或高于高限溫度運(yùn)行，催化劑就都會(huì)失活。 煙氣流速直接影響nh3與nox的混合濃度，需要設(shè)計(jì)合理的流速以保證nh3與nox充分混合使反應(yīng)充分進(jìn)行，流速的選擇應(yīng)避免在催化劑上的積累，并且要避免對催化劑的磨損。另外,水蒸氣濃度的增加使催化劑性能下降。催化劑鈍化失效也不利于scr系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須加以有效的控制。吳江南玻玻璃有限公司天然氣浮法玻璃煙氣脫硝項(xiàng)目，是國內(nèi)第一個(gè)玻璃行業(yè)煙氣脫硝項(xiàng)目，項(xiàng)目包括一條700t/d和一條1000t/d特種浮法玻璃生產(chǎn)線。該項(xiàng)目中關(guān)鍵的技術(shù)為高溫電除塵和scr玻璃窯爐脫硝技術(shù)的應(yīng)用。雖然玻璃窯爐的煙氣的含塵量較低， 但是為了降低其中堿金屬氧化物對催化劑的影響， 延長催化劑的使用壽命，在scr 反應(yīng)器前設(shè)置了高溫電除塵器， 把進(jìn)入反應(yīng)器的粉塵質(zhì)量濃度降低到50 mg/m3（標(biāo)況）以下，同時(shí)采用了在國外同等玻