平板玻璃工厂废气排放特点及污染防治技术分析

玻璃杂志 · 2023-01-12 11:22:29

1、平板玻璃工厂废气排放特点

2021年,我国平板玻璃产量为10.17亿重量箱,共消耗6102万吨原料,其中硅砂4394万吨、长石73万吨、石灰石488万吨、白云石243万吨、纯碱854万吨。玻璃熔制需要在1550~1600 ℃的极高温度下进行,因此生产过程中能源消耗非常大。目前国内企业选用的能源种类主要包括天然气、发生炉煤气、焦炉煤气、重油和煤焦油等。

平板玻璃工厂原料的破碎、备料及储存、配合料制备、熔化、成形退火、氮氢保护气制备等生产过程及燃料储备或制备环节都会产生废气。平板玻璃工厂产生的废气污染物主要包括二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)、颗粒物、氟化物、氯化氢、锡及其化合物等。当生产企业使用重油、煤焦油等液体燃料时,在储油罐进出口、阀门、管路等环节会产生无组织泄露,污染物主要为挥发性有机物(VOCs)。平板玻璃工厂污染物产生特征见表1。

平板玻璃熔窑烟气污染防治是我国平板玻璃制造业污染控制的重点和难点。平板玻璃工厂废气产生的主要环节为熔化工序,表2所示为平板玻璃熔化工序产生的大气污染物常见初始排放浓度。

2、平板玻璃工厂大气污染防治技术及应用情况分析

(1)大气污染预防技术

平板玻璃工厂的大气污染预防技术主要包括清洁燃料技术、原料控制技术、纯氧燃烧技术和电助熔技术。平板玻璃工厂使用的各种燃料中,清洁燃料主要为天然气和氢气。原料优化控制主要采取原料替代和优化原料配方等方式,控制含有硝酸盐、硫化物、氟化物和氯化物等原料的使用量。国内平板玻璃工厂采用的低氮燃烧技术主要为纯氧燃烧技术。纯氧燃烧技术就是把“空气-燃料燃烧系统”变为“氧气(纯度大于90%)-燃料燃烧系统”,减少系统中氮气的输入,从而减少氮氧化物的排放。该技术具有占地面积小、投资费用低、能耗低、颗粒物及NOX排放量小等特点。电助熔技术是通过电加热辅助玻璃熔化减少熔窑的燃料消耗,从而减少燃料燃烧过程产生的大气污染物。

(2)大气污染治理技术

通过排污许可证信息管理平台,获取了我国 136家平板玻璃企业所采用的大气污染治理技术。结合现场调研情况,分析我国平板玻璃工程大气污染治理技术。

①颗粒物治理技术

原料系统颗粒物治理技术包括袋式除尘技术和滤筒除尘技术,配合料制备工序应密闭。

平板玻璃工厂的窑炉尾气的颗粒物控制目前主要采用袋式除尘器、湿式电除尘器和干式电除尘器。由于玻璃窑烟气具有温度高、粉尘含量高、黏度较大等特点,为了避免出现因SCR催化剂堵塞导致脱硝系统无法运行的情况,需控制进入SCR脱硝系统烟气中的粉尘含量。因此,在SCR脱硝系统前端需配置除尘系统,又由于该位置烟气温度较高(一般多为350~400 ℃),从稳定性及性价比的角度来说,干式电除尘是目前最好的选择,从多年玻璃行业的实际运行经验来看,通过电除尘后,进入脱硝塔的烟气粉尘浓度能控制在100 mg/Nm3以下,能够满足SCR催化剂运行的要求。

②烟气脱硫技术

石灰/石灰石-石膏法

根据调研的136家平板玻璃企业,使用石灰/石灰石-石膏法进行脱硫处理的平板玻璃企业约有27家。石灰/石灰石-石膏法脱硫效率主要受液气比、浆液pH值、钙硫比、浆液停留时间、吸收剂品质等因素影响。根据调研数据:采用石灰/石灰石-石膏法脱硫,脱硫效率普遍为70%~ 92%,玻璃窑炉烟气SO2排放浓度可以低于200 mg/Nm3,采用大液气比时,甚至能达到洁净排放的要求。

钠碱法

根据调研的136家平板玻璃企业,使用钠碱法进行脱硫处理的平板玻璃企业约有36家。钠碱法脱硫效率主要受空塔流速、烟气SO2初始浓度、吸收液pH值及液气比等因素影响。一般来说,钠碱法脱硫效率可高达92%以上,对于玻璃行业来说,采用湿法脱硫,SO2排放浓度可以低于100 mg/Nm3,甚至能达到洁净排放的要求。调研数据表明,钠碱法的脱硫效率普遍为60%~ 92%,SO2的排放浓度普遍在200 mg/L以下。

喷雾干燥法

根据调研的136家平板玻璃企业,使用半干法(SDA)进行脱硫处理的平板玻璃企业约有12家。喷雾干燥法效率主要受脱硫剂纯度、脱硫剂粒径、钙硫比、浆液停留时间等因素影响。一般来说,喷雾干燥法脱硫效率可达80%以上,对于玻璃行业来说,喷雾干燥法的脱硫效率普遍为60%~87%,SO2的排放浓度普遍在400 mg/L以下。

此外还有CFB循环流化床法、NID法(新型脱硫除尘一体化工艺)等工艺。

③烟气脱硝技术

目前,平板玻璃企业主要采用SCR工艺进行烟气脱硝。SCR脱硝效率较高,能达90%以上,脱硝效率主要受反应温度、喷氨量、氨逃逸率等因素影响。调研数据表明,SCR脱硝效率普遍为75%~96%,SO2的排放浓度普遍在600 mg/Nm3以下。

④烟气干法脱硫+复合陶瓷滤筒除尘脱硝一体化技术

该技术脱硫、除尘、脱硝效率主要受烟气温度、塔内流速、烟气停留时间、钙硫比、入口污染物浓度等因素影响。一般来说,脱硫效率为50%~90%,出口SO2浓度低于200 mg/Nm3;脱硝效率为80%~95%,出口NOX浓度低于550 mg/Nm3;除尘效率为90%~99.99%,出口粉尘浓度低于20 mg/Nm3。

4、平板玻璃工厂大气污染防治技术发展趋势展望

作为传统的工业原材料产业,我国平板玻璃工业正在进行绿色生态化、智能化、信息化转型升级改造。清洁燃料、低氮燃烧、全氧燃烧、资源综合利用等平板玻璃工业绿色低碳节能新技术的应用将给平板玻璃工厂大气污染防治带来新的革命。综合应用污染预防和脱硫脱硝除尘新技术,并通过智能化、信息化技术实现污染防治的精准控制将是未来平板玻璃工厂大气污染防治技术发展的主要方向。





编辑:彭梦千

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