燃气玻璃窑炉烟气脱硫和脱硝系统的设计

王路宁

中晶环境科技股份有限公司 ,北京市 100176

摘要：随着我国环保要求的日益严格，电力行业、钢铁行业均实行了烟气超低排放要求，以玻璃窑炉为代表的工业窑炉也将面临超低排放改造的要求。本文针对燃气玻璃窑炉，结合燃气玻璃窑炉的烟气特点、污染物特点，对燃气玻璃窑炉SCR脱硝+干法脱硫技术进行分析论述，为燃气玻璃窑炉烟气的脱硫脱销除尘综合治理提供一条切实可行的技术路径。

关键词：玻璃窑炉；SCR；布袋除尘器；干法脱硫；

引言

玻璃行业是耗能大户，同时又是大气污染严重的行业。玻璃窑炉采用重油、天然气和煤等为燃料，大气污染物排放比较严重，对环境和人类也造成极大的危害，因此，玻璃行业是我国重点工业污染控制行业之一。针对玻璃窑炉烟气进行污染物的综合治理，不仅是保护生态环境和提高人民生活质量的关键之举，并且对推动我国玻璃产业结构调整和可持续发展具有重要意义。

1燃气玻璃窑炉的烟气特点

国内玻璃生产线目前主要使用重油、天然气、煤制气等几种燃料，根据目前国内浮法玻璃行业的生产规模及使用的燃料情况，排气温度大多在400～500℃。烟气中的主要污染物为SO₂和NO_X，其含量随使用的燃料不同而相差较大，对于燃气玻璃窑炉烟气，SO₂含量低，一般在500 mg/m³； NO_X含量高，一般在1200 mg/m³。

针对玻璃窑炉烟气污染物的排放，河北省发布了平板玻璃工业大气污染物超低排放标准（DB13/2168-2015），其中对燃气玻璃窑烟气中SO₂的排放要求为250mg/m³，对NO_X的排放要求为600mg/m³。按常规燃气玻璃窑炉烟气中污染物的浓度及排放要求考虑，烟气脱硫效率及脱硝效率均应大于50%。

2燃气玻璃窑炉烟气脱硝

2.1选择性催化还原技术(SCR)

SCR脱硝技术是当前应用最广的烟气脱硝技术，其脱硝率可以达到90%。该技术主要利用还原剂和NOx在一定温度和SCR选择催化剂的作用下发生反应，进而产生无污染的N₂和H₂O，具有操作简单、技术完善的优势，缺点就是应用成本较高，需定期更换催化剂。玻璃窑炉排气温度大多在400～500℃，烟温适用于中高温催化剂的反应要求，便于实现SCR脱硝处理，保证脱硝效率。

2.2氧化脱硝技术  　　氧化脱硝技术分为氧化部分和吸收部分，此方法是通过强氧化剂将烟气中的低价态的氮氧化物氧化为高价态的氮氧化物，并在后续脱硫系统中将氮氧化物吸收，以达到脱硝目的的方法。氧化脱硝技术中采用的强氧化剂种类不一，但都需要脱硫系统进行配合。

但由于氧化脱硝技术所要求的反应温度一般都在100℃-160℃，如应用于玻璃行业，对于玻璃窑炉400～500℃的排烟温度，氧化脱硝系统需布置在玻璃生产系统中的余热回收系统之后，以满足烟温要求。

3燃气玻璃窑炉烟气脱硫

3.1固定床脱硫技术

固定床脱硫技术属于干法脱硫工艺，一套系统由多个固定床吸收仓单元构成。烟气进入固定床并穿过固定床内部填充脱硫吸收剂，最终完成脱硫过程。

固定床可以获得较高的脱硫效率，加之固定床层对粉尘有一定的拦截作用，可以将含尘量减少到指标要求。脱硫过程基本无需投入水分，排放的净烟气无明显可视白色水雾。

固定床技术比较适用于燃气玻璃窑炉，首先，燃气玻璃窑炉烟气中的SO₂含量较低，其次，脱硫效率要求不高，多数项目大于50%即可。并且固定床工艺具有良好的、适宜的调节特性，烟气中的SO₂含量及脱硫效率变化，可通过调整固定床内部填充脱硫吸收剂的量来适应，以保证脱硫系统的效率及可靠和稳定地连续运行。

3.2小苏打干法脱硫技术（SDS）

小苏打干法脱硫技术即SDS技术属于干法脱硫技术的一种，其实在烟道中喷入小苏打颗粒（NaHCO₃），NaHCO₃与烟气中的SO₂反应，以达到烟气脱硫的目的。

SDS技术工艺简单，运行稳定，能达到90%的脱硫效率，但由于系统内喷入了小苏打颗粒，所以在系统后还需增加一台布袋除尘器，以满足尘达标排放的要求。

4燃气玻璃窑炉的烟气脱硫脱硝系统设计

玻璃窑炉排烟温度较高，一般生产系统中均配置了余热回收系统以进行废热回收，节省能源开支。但是SCR脱硝工艺对烟气温度有一定要求，因此采用SCR工艺时，应结合玻璃窑炉出口烟气性质及余热回收系统的特点进行布置；另外，干法脱硫出对烟气温度有一定要求外，SDS脱硫后还需增加布袋除尘；总之，对于燃气玻璃窑炉的烟气脱硫脱硝系统应根据具体工况、选择工艺合理设计。

4.1选择性催化还原技术（SCR）+固定床脱硫技术

燃气玻璃窑炉的烟气由于温度高，首先需经过余热回收系统，使烟气温度降到300-350℃，经过余热回收的烟气进入电除尘器除尘，经过除尘后，烟气进入SCR系统；经过选择性催化还原后，烟气中的氮氧化物脱除后再次进行烟气降温，烟气温度降至160℃以下时进入由若干固定床并联的脱硫系统，在固定床中，烟气中的二氧化硫与被脱硫剂吸收，完成脱硫过程。经过脱硫、脱硝后的烟气经过引风机进入烟囱排空。

此种工艺组合可以实现燃气玻璃窑炉烟气的脱硫脱硝要求，无论是SCR技术还是固定床技术，其脱硝、脱硫效率均可达到90%以上。但此种工艺设计需注意以下两点：

（1）烟气从玻璃窑炉排出后，首先进行了一次余热回收,节约了能源；SCR脱硝的烟气温度在300℃左右，而后续进入固定床脱硫系统，烟气温度要求在160℃以下，所以SCR脱硝与固定床脱硫之间存在着一个烟气降温过程，此处的烟气降温是否进行余热回收，需根据不同项目要求而进行考虑，由于余热回收的相关技术问题不在本文的论述范围，此处不在赘述。

（2）烟气经余热回收后，烟气温度在300-350℃，建议先进入电除尘器除尘，经除尘后的烟气温降控制在10℃以内，满足后续的SCR脱硝要求。烟气先除尘后脱硝，烟气在脱硝前粉尘含量降低，可避免催化剂堵塞，延长催化剂使用寿命，但电除尘器需在300℃以上的温度下运行，对除尘器技术要求高。如将电除尘器后置，电除尘器的运行温度降低，电除尘器的要求即降低，运行压力小，但前端SCR脱硝处理的烟气中粉尘浓度高，产生的副产物容易黏结在催化剂表面，因此，需选用的节距大、抗高尘的催化剂，且需要催化剂体积大，系统吹扫频率较高。

4.2氧化脱硝技术+小苏打干法脱硫技术（SDS）

燃气玻璃窑炉的烟气首先降温，经过余热回收后，烟气温度降至150摄氏度左右，满足氧化脱硝技术及SDS技术的温度要求。烟气在烟道中首先与喷入的强氧化剂氧化，烟气中的低价态氮氧化物被氧化成高价态的氮氧化物，然后再向烟道中喷入小苏打，小苏打吸收烟气中的二氧化硫、二氧化氮，完成脱硫脱硝过程后的烟气再进入布袋除尘器除尘，经除尘后的烟气经引风机由烟囱排放。

氧化脱硝技术+小苏打干法脱硫技术的工艺组合的优点是技术简单，运行简单，所有反应均在烟道中完成，仅需对烟道进行特殊设计或改造，无需增加脱硝或脱硫反应器，大大降低了投资。这种工艺组合脱硝、脱硫效率一般能够满足要求，但脱硝氧化剂及脱硫吸收剂的用量及价格要高于其他技术，需根据不同项目工况，优化运行以达到节约运行成本的目的。

结语

综上所述，每个项目都有其独特工况，根据工况选择最合适的脱硫脱硝技术尤为重要。本文在简单论述了几种常见工艺技术之余，也给推荐了几种工艺路线，希望能对燃气玻璃窑炉烟气的脱硫脱硝处理提供一些借鉴。

参考文献

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[3] 张磊，李彦涛，张蕾，艾华等. 玻璃窑炉烟气脱硫除尘脱硝综合治理技术的研究[J]. 研究与综述,2011,06-0009-04.