沙河市玻璃窯爐治污設施升級改造技術路線分析

曹國強

摘要 本文首先分析了玻璃窯路排放的污染物，介紹了沙河市玻璃企業治理技術，根據目前存在的問題，提出了解決方案，希望以此為沙河市對玻璃行業治理設施提升改造、減少污染物排放量、改善大氣環境質量提供具有價值的參考憑據。

關鍵詞 玻璃窯爐；治污設施；升級改造；沙河市

中圖分類號 X52 文獻標識碼 A 文章編號 2095—6363（2016）12—0099—02

沙河市擁有玻璃生產線52條，年產平板玻璃1.5億重量箱，占全國產能的1/5，玻璃行業污染物排放量居高不下。為徹底解決玻璃企業煙氣污染問題，2014年，沙河市率先在全國玻璃行業進行污染治理，52條生產線全部建成了煙氣脫硫、脫硝、除塵設施，大氣污染物排放得到了有效控制。2015年2月15日，河北省出臺了《平板玻璃工業大氣污染物排放標準》（DBl3/2168—2015），進一步提高了排放標準，沙河市玻璃企業治污設施必須進行提效改造，才能滿足新標準要求。1玻璃窯爐污染物分析

沙河市玻璃企業以煤氣（燃煤在煤氣發生爐內熱解反應生成煤氣）和天然氣為燃料，主要原料為硅砂和芒硝（澄清劑），污染物主要有煙塵、二氧化硫和氮氧化物。

1.1煙塵的來源

玻璃窯爐煙氣中的煙塵主要來自于3個方面：一是原料不完全熔化帶入煙氣中形成的煙塵；二是原料中其他物質在高溫下反應產生的煙塵；三是燃料經過燃燒產生的煙塵。

1.2二氧化硫的來源

玻璃窯路煙氣中的二氧化硫來源于2個方面：一是燃料中的硫分經燃燒后與氧氣反應生成二氧化硫進入煙氣；二是原料中的芒硝分解形成了二氧化硫。

1.3氮氧化物的來源

玻璃窯路煙氣中的氮氧化物來源于3個方面。一是熱力型氮氧化物。燃料燃燒時，空氣中的氮在高溫下發生氧化反應，當燃燒溫度大于1400℃時，氮氧化物產生量急劇增加，這是煙氣中氮氧化物的最主要來源。二是燃料型氮氧化物，這部分氮氧化物產生量較小，由燃料中含氮有機物燃燒氧化而成。三是快速型氮氧化物，在天然氣濃度大的反應區附近會快速生成氮氧化物，燃煤生成量很小。

2沙河市玻璃企業治理工藝

沙河市玻璃玻璃企業生產線全部建成了煙氣治理設施，以煤氣為燃料的玻璃窯爐，治理工藝流程主要有2種：一是高溫電除塵+SCR（選擇性催化還原技術）脫硝+雙堿法或石灰石膏法脫硫；二是SCR脫硝+布袋除塵+雙堿法或石灰石膏法脫硫。以天然氣為燃料的玻璃窯路，不需要建設脫硫設施，治理工藝流程也主要分2種：一是高溫電除塵+SCR脫硝；二是SCR脫硝+布袋除塵。

3沙河市玻璃窯爐治污設施存在的問題

3.1排放標準提高倒逼治污設施提升改造

采用目前的治理技術，可以達到《平板玻璃工業大氣污染物排放標準》（GB26453-2011）要求的排放限值要求，但是河北省地方標準《平板玻璃工業大氣污染物排放標準》（DBl3/2168—2015）出臺后，煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放標準由50mg/m、400mg/m³、700mg/m³加嚴到30mg/m³、250mg/m³，500（以煤氣為燃料）/600（以天然氣為燃料）mg/m³。現有治污設施無法達到新標準要求，必須進行提升改造。

3.2玻璃爐窯換火工藝造成二氧化硫、氨逃逸超標

玻璃爐窯內的燃料氣體，從爐窯左右兩側輪流進氣燃燒，燃燒時間約20min，停止進氣半分鐘，以充分利用煙氣廢熱爐窯，進而將進入熔窯的冷空氣進行預熱，提高能源利用效率，同時也使熔窯內的溫度均勻，減輕熔窯的局部高溫、燒蝕。這個過程稱為換火。玻璃爐窯換火時，由于溫度降低，氮氧化物濃度降低，但是二氧化硫濃度增加，瞬時排放濃度有可能會超標。同時，由于氮氧化物濃度降低，SCR脫硝階段噴氨量如果控制不當，會造成氨逃逸超標。

3.3個別以天然氣為原料的玻璃窯爐二氧化硫排放濃度超標

由于天然氣含硫率小，以天然氣為原料的玻璃窯爐在未建設脫硝設施前，二氧化硫可以達到國家排放標準，不需要建設脫硫設施。在建設脫硝設施后，二氧化硫濃度普遍提高，個別玻璃窯爐排放濃度甚至超過國家標準。原因是，原料和燃料中的硫分經燃燒后，生成二氧化硫和三氧化硫，建設SCR脫硝設施后，煙氣中的三氧化硫被還原成二氧化硫，造成二氧化硫濃度上升。

4玻璃窯爐治污設施提升改造技術路線選擇

針對沙河市玻璃窯爐治污設施存在的問題，現提出以下提升改造方案。

4.1煙塵控制技術選擇

目前，沙河市玻璃窯爐煙塵治污設施，采用靜電除塵器或者布袋除塵器。由于采用布袋除塵器，煙塵排放濃度能夠穩定達到30mg/m³以下，所以，玻璃企業可以全部在治污設施后端加裝布袋除塵器，這種方法技術成熟，投資成本較低。另外，可以在治污設施后端加裝濕式電除塵器，煙塵排放濃度可以穩定控制在10mg/m³以下，但投資成本較高。

4.2二氧化硫控制技術

目前，沙河市玻璃窯爐二氧化硫治污設施主要采用雙堿法或石灰石膏法，采用這兩種方法，二氧化物排放濃度能夠穩定達到250mg/m³以下。但是，由于治污設施建設時，設計排放濃度為400mg/m³以下，同時，為了解決換火時二氧化硫排放濃度超標的問題，需要進行改造。主要改造方法有：一是增加脫硫塔高度和直徑，提升循環泵流量；二是采用雙托盤技術，增加接觸面積，提高脫硫效率；三是采用單塔雙循環、雙塔雙循環、半干法等技術。針對以天然氣為原料的玻璃窯爐二氧化硫排放濃度超標的問題，通過調整原料融化時芒硝配比，或者建設脫硫設施，可以做到達標排放。另外，沙河市可以建設大型煤制氣項目，實行煤氣統一集中制備，統一脫硫、除塵治理，集中供應，淘汰各玻璃企業自備煤氣發生爐，大幅度降低污染物排放濃度。

4.3氮氧化物控制技術

沙河市玻璃企業氮氧化物治理全部采用SCR脫硝技術，氮氧化物排放濃度能夠穩定達到700mg/m³以下，根據燃料不同，河北省地方標準要求排放濃度在500mg/m³或600mg/m³以下，針對這種情況，解決的辦法是增加一層SCR催化劑，提高脫硝效率。針對玻璃爐窯換火工藝造成氮氧化物排放濃度下降、氨逃逸超標的問題，可以采用脫硝系統自動噴氨系統，通過跟蹤“換火”信號、氮氧化物濃度、氧含量等多個參數，在換火時降低或停止噴氨，這樣既保證了氮氧化物和氨逃逸達標排放，也節省了原料。另外，由于玻璃爐窯產生的氮氧化物主要是熱力型氮氧化物，因此，可以使用全氧燃燒或富氧燃燒技術。采用富氧和全氧燃燒的窯爐結構及燃燒方式，比空氣助燃窯爐，可顯著降低廢氣排放量，氮氧化物排放量降低75%～95%。但是由于全氧燃燒對玻璃窯爐建材質量要求高，投資成本較大，目前推廣實施難度較大。

5結論

沙河市玻璃企業集中，污染物排放量大，沙河市玻璃企業污染治理，是國家、省下達的硬任務。玻璃企業雖然產生大量污染物，但是針對各項污染物，采取相應的技術措施，完全能夠達到國家、省排放標準要求，因此，沙河市必須繼續加大玻璃企業污染整治力度，盡早完成提升改造，為大氣環境質量改善作出應有的貢獻。endprint