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玻璃窯爐脫硝

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鹽城市海韻環(huán)境工程技術(shù)有限公司

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所在地區(qū)：江蘇

聯(lián)系人：王工（技術(shù)部）

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產(chǎn)品簡(jiǎn)介

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，大氣污染物排放在不斷增加，由此引發(fā)了一系列的環(huán)境問題，一些地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量有惡化的趨勢(shì)，形勢(shì)相當(dāng)嚴(yán)峻，如果不及時(shí)采取有效措施，將嚴(yán)重影響到我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的健康發(fā)展

詳細(xì)介紹

目前以二氧化硫（SO2 ）、氮氧化物（NOx ）為主的區(qū)域性酸雨污染嚴(yán)重，61.8%的南方城市出現(xiàn)酸雨，酸雨面積占國(guó)土面積的30%，是世界三大酸雨區(qū)之一。我國(guó)玻璃行業(yè)現(xiàn)在執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是《工業(yè)窯爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 9078—1996）和《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 16297—1996），此標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)滯后于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度，不適應(yīng)玻璃行業(yè)大氣污染物的排放控制，因此和于2011年4月2日發(fā)布了《平板玻璃工業(yè) 大氣污染物排放標(biāo) 準(zhǔn) 》（GB 26453—2011），已明確新的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)于2011年10月1日起實(shí)施。在《平板玻璃工業(yè) 大氣污染物排放標(biāo) 準(zhǔn) 》（GB 26453—2011）中比較突出的一點(diǎn)就是嚴(yán)格規(guī)范SO2 和NOx 的排放。新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定SO2的排放濃度小于400 mg/m3 ，NOx 的排放濃度小于700 mg/m3 ，煙塵的排放濃度小于50 mg/m3，而此前的玻璃行業(yè)并未對(duì)SO2 和NOx 的排放濃度進(jìn)行嚴(yán)格限制，因此如何選擇玻璃窯爐的煙氣脫硝脫硫除塵方案將是玻璃行業(yè)健康發(fā)展的重點(diǎn)之一。

1 煙氣脫硝技術(shù)

目前主要的商業(yè)化煙氣脫硝技術(shù)包括選擇性非催化還原（Selective Non—Catalytic Reduction, SNCR）技術(shù)、選擇性催化還原（Selective Catalytic Reduction,SCR）技術(shù)和SNCR/SCR混合技術(shù)等。SNCR和SCR技術(shù)均采用某種化學(xué)反應(yīng)劑（氨、尿素等）作為還原劑，將煙氣中的NOx 還原，生成無害的氮?dú)夂退?。反?yīng)的基本原理是：

4NO+4NH3 +O2 →4N2 +6H2O （1）

　 6NO2 +8NH3 →7N2 +12H2O?。?）

　 NO+NO2 +2NH3 →2N2 +3H2O （3）

SNCR脫硝技術(shù)采用高溫反應(yīng)方式，由鍋爐爐膛作為脫硝反應(yīng)器，還原劑被噴入爐膛中，在950~1 010℃的溫度范圍內(nèi)由還原劑與NO、NO 發(fā)生還原反應(yīng)，生成無害的氮?dú)夂退?。由于受爐膛內(nèi)煙氣溫度、停留時(shí)間、煙氣流場(chǎng)等條件的影響，此技術(shù)方案用于玻璃窯爐的氮氧化物脫除處理有一定的局限性。

SCR脫硝技術(shù)是在催化劑作用下，向溫度280~420℃的煙氣中噴入氨氣，將NOx 還原成無害的氮?dú)夂退４思夹g(shù)最初于1959年在美國(guó)發(fā)明，在20世紀(jì)60年代和70年代發(fā)展起來。1975年在日本Shimoneski電廠建立了個(gè)SCR脫硝系統(tǒng)的示范工程，其后SCR脫硝技術(shù)在日本得到了廣泛應(yīng)用。

SCR脫硝技術(shù)受鍋爐運(yùn)行條件影響較小，反應(yīng)條件易于控制，能夠達(dá)到很高的脫硝效率（可達(dá)90%以上），能夠滿足嚴(yán)格的環(huán)保要求。根據(jù)目前玻璃行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模及燃料使用情況，玻璃窯爐的排煙溫度為450～500℃，主要污染物有SOx、粉塵和NOx。SOx主要是SO2，一般濃度在500～3000 mg/Nm3，其濃度取決于所用燃料的種類及其含硫量、原料配料中的使用量及燃料燃燒時(shí)生成的煙氣量；玻璃窯爐產(chǎn)生的粉塵粒徑小，黏結(jié)性較強(qiáng)；NOx的濃度一般在1200～3000 mg/Nm3。NOx濃度高，且粉塵中含有的重金屬及堿金屬含量高，對(duì)極易造成催化劑中毒，這些都是造成玻璃窯爐煙氣處理困難的主要原因，目前國(guó)內(nèi)一些玻璃窯爐廠采用高溫電除塵+SCR（選擇性催化還原法）進(jìn)行煙氣脫硝，但在實(shí)際運(yùn)行中高溫電除塵經(jīng)常出問題，導(dǎo)致脫硝反應(yīng)器堵塞現(xiàn)象嚴(yán)重(如圖所示)，經(jīng)常需要停爐清理。

我公司采用日本KURABO公司的煙氣脫硫脫硝除塵一體化技術(shù)，先脫硫除塵再采用SCR脫硝的工藝流程，在玻璃窯爐廠成功應(yīng)用，運(yùn)行穩(wěn)定。使NOx排放濃度控制在100 mg/Nm3以下，硫化物和粉塵含量達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)。玻璃窯爐煙氣經(jīng)過冷卻降溫的同時(shí)脫硫，脫硫后的煙氣經(jīng)過除濕除塵后進(jìn)入選擇性催化還原法工段進(jìn)行脫硝，煙氣經(jīng)過電除塵后粉塵含量降低，選用催化劑節(jié)距小，反應(yīng)器體積較小，催化劑使用壽命長(zhǎng)。脫硝后的煙氣經(jīng)煙囪排放。

玻璃窯爐SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行的影響因素

1　玻璃窯爐使用燃料的種類

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)的平板玻璃工業(yè)窯爐采用的燃料主要有天然氣、重油、石油焦等，不同類型燃料產(chǎn)生的煙氣成分差異較大。從煙氣治理的難易程度來看，玻璃窯爐采用天然氣作燃料清潔，產(chǎn)生煙氣中的SO2 和粉塵含量極低，煙氣治理物主要為NOx ，運(yùn)用SCR脫硝技術(shù)較為容易，采用重油作燃料次之。而采用石油焦粉作燃料的脫硝較難治理，產(chǎn)生煙氣中的SO2濃度會(huì)隨不同批次、品質(zhì)石油焦的硫含量變化而變化。較高濃度的SO2會(huì)影響脫硝催化劑的選擇性，SO2/ SO3 的轉(zhuǎn)化率雖能夠控制，但轉(zhuǎn)化量勢(shì)必增加，與NH3反應(yīng)產(chǎn)生銨鹽，粘結(jié)煙氣中的粉塵，在催化劑表面造成“搭橋"現(xiàn)象。脫硝系統(tǒng)在280~320 ℃較低溫度區(qū)域運(yùn)行時(shí)，該種影響尤為明顯。

此外煙塵成分也會(huì)因石油焦粉未燃燒而引入微量的具有催化作用的釩、鎳體系的氧化物，對(duì)催化劑的選擇催化還原機(jī)理產(chǎn)生影響。如石油焦生產(chǎn)過程中引入的V2O5 ，該物質(zhì)雖為催化體系中主要催化劑，但催化劑體系中已嚴(yán)格制定了V2O5 、W 3O等物質(zhì)的配比，過量的V2O5會(huì)破壞催化劑的選擇性，導(dǎo)致 NH 3過多的參與副反應(yīng)，影響脫硝效率。

2　玻璃窯爐的燃燒特點(diǎn)

玻璃窯爐與普通工業(yè)鍋爐、電廠鍋爐相比，存在熔制溫度高、左右定時(shí)換火等特點(diǎn)。玻璃窯爐在高溫熔制玻璃液過程中，熱點(diǎn)溫度高達(dá)1400~1500 ℃，產(chǎn)生大量熱力型NOx，導(dǎo)致煙氣中的NOx 濃度達(dá)到1500~2000 mg/Nm3 ，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通工業(yè)鍋爐和電廠鍋爐煙氣的 NOx濃度（約400~600 mg/Nm3），為此玻璃窯爐SCR脫硝對(duì)催化劑的性能要求更為苛刻。

在玻璃窯爐左右換火燃燒時(shí)，存在燃燒瞬間停止過程，該過程會(huì)導(dǎo)致玻璃窯爐煙氣中NOx 濃度下降速度很快，O2 含量增大較多，此時(shí)的煙氣通過脫硝反應(yīng)器時(shí)，如及時(shí)不調(diào)NH3的用量，會(huì)出現(xiàn)還原劑瞬間過量的現(xiàn)象，勢(shì)必造成NH3 的逃逸和副反應(yīng)的產(chǎn)生，不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 催化劑的堿金屬中毒

結(jié)合玻璃窯爐熔制玻璃液所使用的原料和燃料，上述堿金屬存在的形式有兩類：一類是活性堿，如硫酸鹽、碳酸鹽等；另一類是非活性堿，存在于長(zhǎng)石等硅酸鹽礦物中。通過上述分析，玻璃窯爐用脫硝催化劑存在堿金屬中毒的可能性較大，主要是由于水溶性Na鹽的含量較高，為此需盡可能避免水蒸氣在催化劑表面的凝結(jié)和有效控制煙塵在催化劑表面的停留時(shí)間，減緩堿金屬對(duì)催化劑活性的影響。

此外，在水溶性狀態(tài)下，由于堿金屬離子具有很強(qiáng)的流動(dòng)性，易進(jìn)入催化劑材料的內(nèi)部。因此整體式催化劑會(huì)對(duì)表面的堿金屬離子進(jìn)行稀釋，失活速率小于浸漬式催化劑。

關(guān)鍵詞：反應(yīng)器催化劑

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