郭彥磊

摘 要：從整個(gè)玻璃行業(yè)來(lái)說(shuō)，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(guò)玻璃行業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(xiāo)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)”的煙氣綜合治理技術(shù)與方案。

關(guān)鍵詞：玻璃窯爐;綜合治理;脫硫;脫硝;除塵

中圖分類(lèi)號(hào)：X701 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）06-0003-02

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，玻璃工業(yè)越來(lái)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(zhǎng)，提高人民物質(zhì)生活水平的重要因素。煉制玻璃過(guò)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(duì)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(zhǎng)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(duì)污染物的除塵和治理，充分的對(duì)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(guó)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)候通常會(huì)產(chǎn)生較大污染，這些污染物包括SOx、粉塵和NOx等幾類(lèi)。一般來(lái)說(shuō)，燃燒過(guò)程中排放出來(lái)的污染物受燃料種類(lèi)，配料的比例多少，燃燒過(guò)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(guò)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)的特性，如果燃燒之后不對(duì)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(guò)程中所產(chǎn)生的煙塵污染物已經(jīng)超出了國(guó)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[1]。

2 目前煙氣脫硫存在的問(wèn)題

與世界上的發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)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(guò)程快，效率較高的脫硫技術(shù)存在較高的門(mén)檻，需要較大的投資，場(chǎng)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(guó)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(guò)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(mén)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(guó)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(duì)來(lái)說(shuō)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[2]。

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(guò)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(duì)于細(xì)微的粉塵處理凈化效果十分不理想，無(wú)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≤200℃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(duì)穩(wěn)定的程度，并滿足后續(xù)脫硝工藝對(duì)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(chǎng)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(duì)稱(chēng)電場(chǎng)，從而使電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(guò)振動(dòng)裝置使集塵上具有一定量的電離磁場(chǎng)，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(guò)螺旋裝置排除電除塵的外部，煙氣則通過(guò)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]。

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（SCR），另一種是選擇性非催化還原法煙氣脫硝技術(shù)（SNCR），這兩種技術(shù)相對(duì)比較成熟，應(yīng)用的也比較多。第一，選擇性非催化還原法（SNCR）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(guò)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950-1010℃，通過(guò)相對(duì)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(méi)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(lái)較高的經(jīng)濟(jì)效益，但是也并不是沒(méi)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(guò)程中還會(huì)對(duì)玻璃的生產(chǎn)帶來(lái)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（SCR）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280-420℃之間，向其煙氣中噴入NH3，從而使煙氣中有害氣體與之產(chǎn)生反應(yīng)，生成沒(méi)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70%～98%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(duì)較長(zhǎng)，可以達(dá)到2.6萬(wàn)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(jiàn)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(duì)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[4]。

3.3 脫硫技術(shù)

目前我國(guó)玻璃在生產(chǎn)的過(guò)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SOx和NOx，污染氣體含量的高低通常與使用不同的燃料種類(lèi)有關(guān)。如果生產(chǎn)玻璃的過(guò)程中采用的是石油焦粉，重油等燃料，那么將會(huì)對(duì)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(jiǎn)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(guó)際上的干法脫硫方法雖然簡(jiǎn)單，效果好，但是經(jīng)營(yíng)成本較高，運(yùn)行難度比較大，經(jīng)濟(jì)效益不好，所以還沒(méi)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(wèn)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(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，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(wú)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)管道定期排到外面。

3.4 工程應(yīng)用

目前，高溫靜電除塵、SCR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(guò)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(guò)程中的大氣污染問(wèn)題。為了響應(yīng)國(guó)家環(huán)保政策的號(hào)召，某廢氣處理團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多次實(shí)地考察，對(duì)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(guó)家相關(guān)規(guī)定要求。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，對(duì)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(guò)各種方式來(lái)降低煙塵帶來(lái)的污染。通過(guò)高溫靜電除塵、SCR脫硝和半干法脫硫工藝等方法，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃制造過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵，NOx及SOx等污染物進(jìn)行治理，符合國(guó)家節(jié)能減排的要求，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 王洪禮.最新電除塵器的選型安裝和運(yùn)行及其技術(shù)應(yīng)用實(shí)用手冊(cè)[M].中國(guó)機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

[2] 韋海浪.石油焦+重油浮法玻璃窯爐煙氣高溫電除塵和SCR脫硝技術(shù)及其應(yīng)用[J].玻璃，2015，42（11）：40-46.

[3] 鐘琴.燃煤煙氣脫硫脫硝技術(shù)及工程實(shí)例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2017.

[4] 袁莉莉.半干法煙氣脫硫技術(shù)研究進(jìn)展[J].山東化工，2009，38（8）：19-22.