沙河市玻璃窑炉治污设施升级改造技术路线分析
时间：2020-03-30 05:22:09 来源：千叶帆 本文已影响人
摘要 本文首先分析了玻璃窑路排放的污染物，介绍了沙河市玻璃企业治理技术，根据目前存在的问题，提出了解决方案，希望以此为沙河市对玻璃行业治理设施提升改造、减少污染物排放量、改善大气环境质量提供具有价值的参考凭据。
关键词 玻璃窑炉；治污设施；升级改造；沙河市
中图分类号 X52 文献标识码 A 文章编号 2095—6363（2016）12—0099—02
沙河市拥有玻璃生产线52条，年产平板玻璃1.5亿重量箱，占全国产能的1/5，玻璃行业污染物排放量居高不下。为彻底解决玻璃企业烟气污染问题，2014年，沙河市率先在全国玻璃行业进行污染治理，52条生产线全部建成了烟气脱硫、脱硝、除尘设施，大气污染物排放得到了有效控制。2015年2月15日，河北省出台了《平板玻璃工业大气污染物排放标準》（DBl3/2168—2015），进一步提高了排放标准，沙河市玻璃企业治污设施必须进行提效改造，才能满足新标准要求。1玻璃窑炉污染物分析
沙河市玻璃企业以煤气（燃煤在煤气发生炉内热解反应生成煤气）和天然气为燃料，主要原料为硅砂和芒硝（澄清剂），污染物主要有烟尘、二氧化硫和氮氧化物。
1.1烟尘的来源
玻璃窑炉烟气中的烟尘主要来自于3个方面：一是原料不完全熔化带入烟气中形成的烟尘；二是原料中其他物质在高温下反应产生的烟尘；三是燃料经过燃烧产生的烟尘。
1.2二氧化硫的来源
玻璃窑路烟气中的二氧化硫来源于2个方面：一是燃料中的硫分经燃烧后与氧气反应生成二氧化硫进入烟气；二是原料中的芒硝分解形成了二氧化硫。
1.3氮氧化物的来源
玻璃窑路烟气中的氮氧化物来源于3个方面。一是热力型氮氧化物。燃料燃烧时，空气中的氮在高温下发生氧化反应，当燃烧温度大于1400℃时，氮氧化物产生量急剧增加，这是烟气中氮氧化物的最主要来源。二是燃料型氮氧化物，这部分氮氧化物产生量较小，由燃料中含氮有机物燃烧氧化而成。三是快速型氮氧化物，在天然气浓度大的反应区附近会快速生成氮氧化物，燃煤生成量很小。
2沙河市玻璃企业治理工艺
沙河市玻璃玻璃企业生产线全部建成了烟气治理设施，以煤气为燃料的玻璃窑炉，治理工艺流程主要有2种：一是高温电除尘+SCR（选择性催化还原技术）脱硝+双碱法或石灰石膏法脱硫；二是SCR脱硝+布袋除尘+双碱法或石灰石膏法脱硫。以天然气为燃料的玻璃窑路，不需要建设脱硫设施，治理工艺流程也主要分2种：一是高温电除尘+SCR脱硝；二是SCR脱硝+布袋除尘。
3沙河市玻璃窑炉治污设施存在的问题
3.1排放标准提高倒逼治污设施提升改造
采用目前的治理技术，可以达到《平板玻璃工业大气污染物排放标准》（GB26453-2011）要求的排放限值要求，但是河北省地方标准《平板玻璃工业大气污染物排放标准》（DBl3/2168—2015）出台后，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放标准由50mg/m、400mg/m3、700mg/m3加严到30mg/m3、250mg/m3，500（以煤气为燃料）/600（以天然气为燃料）mg/m3。现有治污设施无法达到新标准要求，必须进行提升改造。
3.2玻璃炉窑换火工艺造成二氧化硫、氨逃逸超标
玻璃炉窑内的燃料气体，从炉窑左右两侧轮流进气燃烧，燃烧时间约20min，停止进气半分钟，以充分利用烟气废热炉窑，进而将进入熔窑的冷空气进行预热，提高能源利用效率，同时也使熔窑内的温度均匀，减轻熔窑的局部高温、烧蚀。这个过程称为换火。玻璃炉窑换火时，由于温度降低，氮氧化物浓度降低，但是二氧化硫浓度增加，瞬时排放浓度有可能会超标。同时，由于氮氧化物浓度降低，SCR脱硝阶段喷氨量如果控制不当，会造成氨逃逸超标。
3.3个别以天然气为原料的玻璃窑炉二氧化硫排放浓度超标
由于天然气含硫率小，以天然气为原料的玻璃窑炉在未建设脱硝设施前，二氧化硫可以达到国家排放标准，不需要建设脱硫设施。在建设脱硝设施后，二氧化硫浓度普遍提高，个别玻璃窑炉排放浓度甚至超过国家标准。原因是，原料和燃料中的硫分经燃烧后，生成二氧化硫和三氧化硫，建设SCR脱硝设施后，烟气中的三氧化硫被还原成二氧化硫，造成二氧化硫浓度上升。
4玻璃窑炉治污设施提升改造技术路线选择
针对沙河市玻璃窑炉治污设施存在的问题，现提出以下提升改造方案。
4.1烟尘控制技术选择
目前，沙河市玻璃窑炉烟尘治污设施，采用静电除尘器或者布袋除尘器。由于采用布袋除尘器，烟尘排放浓度能够稳定达到30mg/m3以下，所以，玻璃企业可以全部在治污设施后端加装布袋除尘器，这种方法技术成熟，投资成本较低。另外，可以在治污设施后端加装湿式电除尘器，烟尘排放浓度可以稳定控制在10mg/m3以下，但投资成本较高。
4.2二氧化硫控制技术
目前，沙河市玻璃窑炉二氧化硫治污设施主要采用双碱法或石灰石膏法，采用这两种方法，二氧化物排放浓度能够稳定达到250mg/m3以下。但是，由于治污设施建设时，设计排放浓度为400mg/m3以下，同时，为了解决换火时二氧化硫排放浓度超标的问题，需要进行改造。主要改造方法有：一是增加脱硫塔高度和直径，提升循环泵流量；二是采用双托盘技术，增加接触面积，提高脱硫效率；三是采用单塔双循环、双塔双循环、半干法等技术。针对以天然气为原料的玻璃窑炉二氧化硫排放浓度超标的问题，通过调整原料融化时芒硝配比，或者建设脱硫设施，可以做到达标排放。另外，沙河市可以建设大型煤制气项目，实行煤气统一集中制备，统一脱硫、除尘治理，集中供应，淘汰各玻璃企业自备煤气发生炉，大幅度降低污染物排放浓度。
4.3氮氧化物控制技术
沙河市玻璃企业氮氧化物治理全部采用SCR脱硝技术，氮氧化物排放浓度能够稳定达到700mg/m3以下，根据燃料不同，河北省地方标准要求排放浓度在500mg/m3或600mg/m3以下，针对这种情况，解决的办法是增加一层SCR催化剂，提高脱硝效率。针对玻璃炉窑换火工艺造成氮氧化物排放浓度下降、氨逃逸超标的问题，可以采用脱硝系统自动喷氨系统，通过跟踪“换火”信号、氮氧化物浓度、氧含量等多个参数，在换火时降低或停止喷氨，这样既保证了氮氧化物和氨逃逸达标排放，也节省了原料。另外，由于玻璃炉窑产生的氮氧化物主要是热力型氮氧化物，因此，可以使用全氧燃烧或富氧燃烧技术。采用富氧和全氧燃烧的窑炉结构及燃烧方式，比空气助燃窑炉，可显著降低废气排放量，氮氧化物排放量降低75%～95%。但是由于全氧燃烧对玻璃窑炉建材质量要求高，投资成本较大，目前推广实施难度较大。
5结论
沙河市玻璃企业集中，污染物排放量大，沙河市玻璃企业污染治理，是国家、省下达的硬任务。玻璃企业虽然产生大量污染物，但是针对各项污染物，采取相应的技术措施，完全能够达到国家、省排放标准要求，因此，沙河市必须继续加大玻璃企业污染整治力度，尽早完成提升改造，为大气环境质量改善作出应有的贡献。
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