金屬濾袋一體化技術(shù)在玻璃熔窯煙氣治理中的應(yīng)用研究

田 勇，劉星鑫，忻達(dá)然

(中建材環(huán)保研究院(江蘇)有限公司，鹽城 224051)

由于玻璃生產(chǎn)工藝特殊性，其熔窯煙氣具有溫度高、成分復(fù)雜、煙塵粘性高、NOx濃度高等特點(diǎn)，且窯爐周期性換火會(huì)造成PM、SO2、NOx濃度變化劇烈、波動(dòng)巨大。隨著近年來(lái)國(guó)家對(duì)大氣污染治理工作的要求不斷深入，標(biāo)準(zhǔn)對(duì)工業(yè)爐窯煙氣污染物的治理提出了更高的要求。為達(dá)到環(huán)保要求，必須對(duì)煙氣進(jìn)行除塵、脫硫[1]、脫硝處理。SCR脫硝以技術(shù)可靠、脫硝效率高、運(yùn)行穩(wěn)定等特點(diǎn)得到業(yè)內(nèi)的普遍認(rèn)可和推廣應(yīng)用。玻璃窯爐煙氣中堿金屬含量高，極易使SCR脫硝催化劑產(chǎn)生化學(xué)中毒，并且煙氣中粉塵也會(huì)對(duì)催化劑造成不利影響。為了保證SCR脫硝設(shè)備穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，脫硝前一般對(duì)煙氣進(jìn)行除塵處理。日趨嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)對(duì)除塵技術(shù)裝備提出了更高要求。結(jié)合金屬濾袋在冶金、電力等行業(yè)的應(yīng)用，該文主要探討金屬濾袋除塵脫硫脫硝一體化技術(shù)在玻璃熔窯煙氣脫硫中的應(yīng)用研究。

1 工藝技術(shù)介紹

1.1 工藝原理

首先窯爐煙氣(420～530 ℃)經(jīng)余熱鍋爐高溫段降溫至350～380 ℃后，進(jìn)入干法脫硫塔內(nèi)，與噴入的脫硫劑均勻混合，煙氣通過(guò)脫硫塔下部的文丘里管的加速，氣固兩相由于氣流的作用，產(chǎn)生激烈的湍動(dòng)與混合，強(qiáng)化了氣固間的傳質(zhì)與傳熱，完成部分SO2的脫除，而后煙氣與噴入的脫硝反應(yīng)劑(氨氣)均勻混合后進(jìn)入金屬濾袋除塵脫硝系統(tǒng)內(nèi)。煙氣在經(jīng)過(guò)金屬濾袋時(shí)，顆粒物被攔截在濾袋表面，并形成粉餅層(含部分熟石灰)；濾袋表面的粉餅層又進(jìn)一步脫除了煙氣中的SO2；脫硫除塵后的煙氣在脫硝催化劑的催化作用下，NH3同NOx反應(yīng)，完成了NOx的脫除。脫硫脫硝除塵后的煙氣再次進(jìn)入余熱鍋爐低溫段進(jìn)行余熱利用，余熱利用的凈煙氣經(jīng)鍋爐引風(fēng)機(jī)從煙囪達(dá)標(biāo)排放。

主要化學(xué)反應(yīng)方程式如下

Ca(OH)2+SO2=CaSO3·1/2H2O+1/2H2O

Ca(OH)2+SO3=CaSO4·1/2H2O+1/2H2O

2Ca(OH)2+2HCl=CaCl2·Ca(OH)2·2H2O

Ca(OH)2+2HF=CaF2·2H2O

4NO+4NH3+O2=4N2+6H2O

6NO2+8NH3=7N2+12H2O

1.2 工藝流程

金屬濾袋一體化工藝主要由脫硫塔、一體化除塵器、循環(huán)灰系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等組成。工藝流程見(jiàn)圖1。

1.3 金屬濾袋優(yōu)勢(shì)

金屬濾袋不受煙氣粉塵比電阻、粒徑大小等物化特性的影響，具有耐高溫、耐腐蝕、過(guò)濾精度高、運(yùn)行阻力小、壽命長(zhǎng)、可再生等諸多優(yōu)點(diǎn)[2]。在常溫下，金屬材料的強(qiáng)度是陶瓷材料的10倍，即使在700 ℃高溫，其強(qiáng)度仍然高于陶瓷材料。金屬材料良好的韌性和導(dǎo)熱性使得其具有良好的抗熱震性。此外，金屬材料具有良好的加工性能和焊接性能。這些良好的性能使得金屬過(guò)濾材料在應(yīng)用方面具有更好的適用性和優(yōu)越性[3]。通過(guò)表1可看出，金屬濾袋具有對(duì)粉塵溫度、粘度、腐蝕性適應(yīng)性較寬的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)不產(chǎn)生危廢等特點(diǎn)。

表1 布袋、陶瓷纖維濾管與金屬濾袋綜合比較表

2 目前應(yīng)用狀況

某玻璃生產(chǎn)線金屬濾袋除塵脫硫脫硝一體化投運(yùn)后，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，脫硫脫硝除塵效果明顯。煙氣排放參數(shù)見(jiàn)表2。從表2中可以看出，通過(guò)對(duì)煙氣參數(shù)5 d平均值的分析，NOx排放濃度均值<100 mg/m3，顆粒物排放濃度均值<5 mg/m3，SO2排放濃度均值<3 mg/m3，氨逃逸可以控制在0.25 mg/m3以內(nèi)，排放指標(biāo)遠(yuǎn)低于超低排放的要求。

表2 第三方煙氣監(jiān)測(cè)參數(shù)

3 綜合比較

通過(guò)對(duì)目前玻璃熔窯煙氣主流一體化技術(shù)的綜合比較[4]，如表3所示，無(wú)論是在占地面積還是在投資費(fèi)用，金屬濾袋除塵脫硫脫硝一體化工藝都有著一定的優(yōu)勢(shì)。

表3 核心設(shè)備綜合比較表

4 結(jié) 語(yǔ)

金屬濾袋除塵脫硫脫硝一體化工藝不僅能夠很好的滿足玻璃熔窯煙氣排放指標(biāo)的要求，而且該技術(shù)投資成本低、占地面積小、運(yùn)行穩(wěn)定。在當(dāng)前環(huán)保形勢(shì)下，結(jié)合企業(yè)的運(yùn)營(yíng)壓力，該一體化技術(shù)是玻璃行業(yè)的一個(gè)很好的煙氣治理技術(shù)選擇，隨著金屬濾袋內(nèi)置催化劑夾層技術(shù)開(kāi)發(fā)，相信金屬濾袋除塵脫硫脫硝一體化工藝未來(lái)有著更大的前景。