玻璃窯爐煙氣脫硫脫硝技術(shù)-課件

1、玻璃窯爐煙氣脫硫脫硝技術(shù)山東綠泉環(huán)保工程有限公司脫硫技術(shù)脫硝技術(shù)內(nèi)容概要12一、脫硫技術(shù)現(xiàn)有技術(shù)簡介玻璃窯爐半干式氨法脫硫除塵技術(shù)簡介一、脫硫技術(shù)燃燒前脫硫選煤、煤氣化、液化和水煤漿技術(shù)燃燒中脫硫低污染燃燒、型煤和流化床燃燒技術(shù)燃燒后脫硫即煙氣脫硫（Flue gas desulfurization，簡稱FGD）技術(shù)一、現(xiàn)有技術(shù)簡介脫硫技術(shù)分為燃燒前、燃燒中和燃燒后三種。脫硫技術(shù)分類1、國外玻璃窯爐煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀按脫硫劑種類劃分鈣法鎂法鈉法氨法有機(jī)堿法以CaCO3為基礎(chǔ)以MgO為基礎(chǔ)以NaOH為基礎(chǔ)以NH3為基礎(chǔ)以有機(jī)堿為基礎(chǔ)按脫硫產(chǎn)物是否回收拋棄法再生法脫硫混合物直接排放脫硫副產(chǎn)物以硫酸或硫

2、磺等形式回收 世界上普遍使用的瓶罐玻璃窯爐FGD技術(shù)是鈉法和氨法，所占比例在80%以上。按吸收劑及脫硫產(chǎn)物在瓶罐玻璃窯爐FGD過程中的干濕狀態(tài)又可將脫硫技術(shù)分為濕法、干法和半干（半濕）法。用含有吸收劑的溶液或漿液在濕狀態(tài)下脫硫和處理脫硫產(chǎn)物。工藝機(jī)理：主要是使用石灰石(CaCO3)、石灰（CaO）或氫氧化鈉(NaOH)等漿液作洗滌劑，在反應(yīng)塔中對煙氣進(jìn)行洗滌，從而除去煙氣中的SO2。優(yōu)點：脫硫反應(yīng)速度快、設(shè)備簡單、脫硫效率高（90%98）、運(yùn)行費(fèi)用較低和副產(chǎn)品易回收1.1 濕法煙氣脫硫工藝據(jù)美國環(huán)保局(EPA)的統(tǒng)計資料，全美瓶罐玻璃行業(yè)各種濕式脫硫法所占百分比如下圖：世界各國(如德國、日本等

3、)，在瓶罐玻璃行業(yè)中，60%以上采用濕式雙堿法煙氣脫硫工藝流程。脫硫吸收和產(chǎn)物處理均在干狀態(tài)下進(jìn)行，優(yōu)點：無污水廢酸排出、設(shè)備腐蝕程度較輕，煙氣在凈化過程中無明顯降溫、凈化后煙溫高、利于煙囪排氣擴(kuò)散、二次污染少等缺點：脫硫效率低，反應(yīng)速度較慢、設(shè)備龐大1.2 干法脫硫工藝 指脫硫劑在干燥狀態(tài)下脫硫、在濕狀態(tài)下再生，或者在濕狀態(tài)下脫硫、在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的煙氣脫硫技術(shù)。特別是在濕狀態(tài)下脫硫、在干狀態(tài)下處理脫硫產(chǎn)物的半干法，以其既有濕法脫硫反應(yīng)速度快、脫硫效率高的優(yōu)點，又有干法無污水廢酸排出、脫硫后產(chǎn)物易于處理的優(yōu)勢而受到人們廣泛的關(guān)注。按脫硫產(chǎn)物的用途，可分為拋棄法和回收法兩種。1.3 半干

4、法脫硫工藝目前我國瓶罐玻璃年產(chǎn)量大約380萬噸，年生產(chǎn)能力在10-44萬噸之間的大型公司有20余家。近年來，我國相關(guān)部門在瓶罐玻璃窯爐煙氣脫硫技術(shù)引進(jìn)工作方面加大了力度。對目前世界上瓶罐玻璃窯爐較廣泛采用的脫硫工藝建造了示范工程，這些脫硫工藝主要有：1)噴霧干燥法脫硫工藝2)鈉鈣雙堿法脫硫工藝2、國內(nèi)瓶罐玻璃窯爐煙氣脫硫技術(shù)現(xiàn)狀采用噴嘴向含硫煙氣中噴入霧化脫硫堿液進(jìn)行煙氣半干法脫硫的先進(jìn)技術(shù)。煙氣進(jìn)入脫硫塔后，在導(dǎo)流板的作用下向上均勻流動，其脫硫反應(yīng)主要分兩個階段。第一階段：氣液脫硫反應(yīng)階段，噴嘴將吸收液霧化成超細(xì)液滴，液滴與煙氣接觸時，SOx溶解進(jìn)吸收液(以Na2CO3為例)并與Na2CO3

5、發(fā)生反應(yīng)，生成Na2SO3、Na2SO4等2.1 噴霧干燥法脫硫工藝第二階段為氣固脫硫反應(yīng)階段，液滴蒸發(fā)后形成Na2CO3、Na2SO3、Na2SO4顆粒，煙氣中的SOx繼續(xù)與顆粒表面的Na2CO3反應(yīng)，生成Na2SO3、Na2SO4顆粒。其主要反應(yīng)過程如下：SO2 +Na2CO3 = Na2SO3 +CO2 SO3 + Na2CO3 = Na2SO4 + CO2一種應(yīng)用成熟的煙氣脫硫技術(shù)，尤其是在中、小瓶罐玻璃窯爐煙氣污染治理方面應(yīng)用較為廣泛脫硫劑：氫氧化鈉溶液（含30%NaOH）和生石灰（含90%CaO）。工藝原理：以NaOH溶液為第一堿吸收煙氣中的SO2，然后再用生石灰加水熟化成Ca(O

6、H)2溶液作為第二堿再生NaOH，副產(chǎn)品為石膏。再生后的吸收液送回脫硫塔循環(huán)使用。各步驟反應(yīng)如下：2.2 鈉鈣雙堿法脫硫工藝吸收反應(yīng)： SO2 + 2NaOH = Na2SO3 + H2O Na2SO3 + SO2 + H2O = 2NaHSO3 副反應(yīng)： Na2SO3 +1/2 O2 = Na2SO4再生反應(yīng) ：用Ca(OH)2溶液對吸收液進(jìn)行再生2NaHSO3 + Ca(OH)2 = Na2SO3 + CaSO31/2 H2O + 3/2 H2ONa2SO3 + Ca(OH)2 + 1/2 H2O = 2NaOH + CaSO31/2 H2O氧化反應(yīng)： CaSO31/2 H2O + 1/2

7、 O2 = CaSO41/2 H2O 國、內(nèi)外瓶罐玻璃窯爐煙氣脫硫技術(shù)的主要發(fā)展趨勢為：脫硫效率高、技術(shù)水平先進(jìn)、投資省、占地少、運(yùn)行費(fèi)用低、自動化程度高、可靠性好等。2.1 技術(shù)內(nèi)容:采用“余熱回收+脈沖布袋除塵+半干式氨法脫硫”工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的干法、半干法、濕法脫硫除塵工藝。二、玻璃窯爐煙氣脫硫除塵技術(shù)簡介煙囪排塵泵熱管換熱器蒸汽回用脈沖布袋除塵器半干式氨法脫硫吸收系統(tǒng)泵氨水投加系統(tǒng)軟化水箱引風(fēng)機(jī)煙氣達(dá)標(biāo)排放脫硫工藝流程簡圖2.2 工藝流程： 余熱回收工藝特點：由于瓶罐玻璃窯爐煙氣排放溫度高，煙氣流量大，任其自由排放而不加以回收利用，煙氣中的熱能將被全部浪費(fèi)本工藝采用熱管換熱器作為回收煙氣熱

8、能的裝置。優(yōu)點：傳熱量大、溫差小、重量輕體積小、熱響應(yīng)迅速，而且安裝方便、維修簡單、使用壽命長、阻力損失小、進(jìn)、排風(fēng)流道便于分隔、互不滲漏。2.3 工藝特點 回收的煙氣中的蒸汽能源可回用于工業(yè)生產(chǎn)，也可以用于吹掃煙道，封阻煤氣鉛封，以及生活使用（取暖、洗浴等）等脈沖布袋除塵工藝特點：玻璃窯爐煙氣中煙塵形式主要為粉塵，具有粒度小，質(zhì)輕、不易沉降的特點。目前采用的除塵器主要為布袋除塵器和靜電除塵器布袋除塵靜電除塵除塵效率可高達(dá)99.99%小于布袋除塵煙塵濃度的影響只引起濾袋負(fù)荷的變化，導(dǎo)致清灰頻率改變，不引起排放濃度變化直接影響除塵效率，送、引風(fēng)機(jī)風(fēng)量的影響引起設(shè)備阻力的變化，而對除塵效率基本沒有

9、影響除塵效率隨風(fēng)量的變化明顯溫度的影響如果溫度的變化在濾料的承受溫度范圍內(nèi)，就不會影響除塵效率除塵效率隨溫度變化明顯煙氣成份的影響對除塵效率沒有影響，如果煙氣中含有對所有濾料都有腐蝕破壞的成分時就會直接影響濾料的使用壽命對除塵效率影響較大氣流分布的影響不影響除塵效率氣流分布的好壞直接影響除塵效率的高低空氣預(yù)熱器及系統(tǒng)管道漏風(fēng)對于耐氧性能差的除塵布袋會影響布袋壽命設(shè)備阻力無明顯變化，但是系統(tǒng)風(fēng)量增加提高了電場風(fēng)速對除塵效率有影響布袋式除塵器和靜電除塵器基本性能對比選取特殊材質(zhì)的高溫布袋，能夠去除煙氣中絕大部分的粉塵，使煙氣中的粉塵濃度始終控制在50mg/Nm3以下，由于脈沖布袋除塵器進(jìn)、出口均設(shè)

10、置煙道擋板，能分室操作，因此當(dāng)除塵器積灰斗需要進(jìn)行清灰時，可不停止整個系統(tǒng)的運(yùn)行，進(jìn)行在線清灰，不影響整個系統(tǒng)的正常運(yùn)行。可以有效去除煙氣中的氟化物，避免在后續(xù)脫硫吸收塔中溶于水形成氫氟酸腐蝕塔體及煙道等設(shè)備。半干式氨法脫硫工藝特點：由于玻璃窯爐每隔固定時間就要進(jìn)行煙氣換向操作，煙氣換向前煙氣中SO2含量低、換向時SO2含量高。針對這種特點，采用間斷高效噴氨法，經(jīng)過3-5分鐘的噴氨，可使SO2含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。（1）氨吸收過程 2NH3+H2O+SO22NH4HSO3 (1) NH4HSO3+NH3+H2O(NH4)2SO3+2H2O (2) 2(NH4)2SO3+O2 2(NH4)2SO4

11、(3) （2）碳環(huán)、堿吸收及反應(yīng)過程 SO2+H2OH2SO3 H+HSO3- (4) SO2+2OH-SO32- +H2O (5) 2SO32-+O22SO42- (6)半干式氨法脫硫工藝原理： MgO+SO2MgSO3 (7) 2NaOH+SO3Na2SO4+H2O (8) 2 CaSO3+O2CaSO3 (9) 2 CaSO3+O2 2 CaSO4 (10) 2 MgSO3+O2 2 MgSO4 (11) 1、環(huán)境治理效果顯著1）脫硫工藝簡單、效果較好。采用間斷高效噴氨法，經(jīng)過3-5分鐘的噴氨，可使SO2含量達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。2）除塵效率高。針對瓶罐玻璃窯爐煙塵又細(xì)又輕的特點，率先使用脈沖布

12、袋除塵器，除塵效率可達(dá)99.99%，煙塵排放濃度能穩(wěn)定低于50mg/Nm3，甚至可達(dá)10mg/Nm3以下，幾乎實現(xiàn)零排放。2.4 技術(shù)先進(jìn)性分析2、節(jié)能降耗。前置先進(jìn)的余熱回收裝置。進(jìn)口煙溫280-370，余熱回收后的蒸汽（0.35MPa）用于生產(chǎn)，同時煙溫降至150-180?？茖W(xué)實現(xiàn)了余熱回收利用，能耗大大降低。3、工藝簡單，操作方便1）采用脈沖布袋除塵器，采取避開換向煙氣的方法，利用壓縮空氣作為噴吹氣源，避免了煤焦油糊袋，煙塵粘結(jié)性等現(xiàn)象的發(fā)生。2）工藝管道選用合理煙氣的流速可防止煙道積灰，克服了窯爐煙道較長易積灰的弊端。4、自動化程度高，管理先進(jìn) 設(shè)置高性能自動化裝置，關(guān)鍵機(jī)電設(shè)備采用變

13、頻自動控制，通過PLC控制布袋除塵器內(nèi)煙溫、壓力，實現(xiàn)了自動化管理，大大提高了勞動生產(chǎn)率，節(jié)省了大量操作人員，并減少了勞動強(qiáng)度。5、清潔生產(chǎn)，無二次污染 采用半干式氨法脫硫工藝，不產(chǎn)生廢水，不需對脫硫副產(chǎn)物進(jìn)行后續(xù)處理，不對環(huán)境造成二次污染。 本裝置充分考慮玻璃窯爐生產(chǎn)工況特性，在脫硫除塵達(dá)標(biāo)的前提下，充分回收煙氣中的熱能，既為環(huán)境保護(hù)提供了保障又充分回收了熱能能源，節(jié)能降耗一舉兩得。同時，本裝置采用半干式氨法脫硫技術(shù)，工藝簡單、脫硫劑使用量少，產(chǎn)生的少量脫硫副產(chǎn)物硫酸銨可作為農(nóng)肥施用于林地等綜合利用，社會環(huán)境效益顯著。2.5 經(jīng)濟(jì)性分析項目指標(biāo)1、年減少SO2排污收費(fèi)+2.17萬元/年2、年

14、節(jié)省蒸汽費(fèi)用+30萬元元/年3、年15%氨水費(fèi)用-2.4萬元/年4、電費(fèi)（按工業(yè)用電0.45元/kw.h計）-11.34萬元/年5、人工費(fèi)-4.32萬元/年6、年效益+14.11萬元/年7、工程總投資170萬元經(jīng)濟(jì)分析表 目前我國瓶罐玻璃年產(chǎn)量大約380萬噸，年生產(chǎn)能力在10-44萬噸之間的大型公司有20余家。若將其全部采用“余熱回收+布袋除塵+半干式氨法脫硫”工藝技術(shù)實施煙氣治理，則每年可生產(chǎn)蒸汽約52萬噸，可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約7800萬元；每年減排SO2量約8700噸，可節(jié)約減排費(fèi)用約550萬元；每年減排煙塵量約6500噸。本技術(shù)工藝工業(yè)應(yīng)用前景十分可觀。2.6 應(yīng)用前景二、脫硝技術(shù)簡介煙氣中

15、NOx產(chǎn)生主要來源于三方面:1.原料中少量硝酸鹽分解。2.燃料中含氮物質(zhì)的燃燒3.空氣中氮的燃燒，即熱力型NOx。這是最主要的生成方式玻璃窯爐廢氣中的NOx，初始90%一95%為NO，但在排放過程中，隨著溫度的下降而逐漸轉(zhuǎn)化為NO2(一) 氮氧化物產(chǎn)生的機(jī)理燃燒中控制燃燒后控制燃料調(diào)節(jié)技術(shù)氧氣、燃料燃燒技術(shù)SCRSNCR濕法脫硝（二）現(xiàn)有技術(shù)國內(nèi)外較為成熟的技術(shù)主要有：SCR1SNCR2濕法脫硝3低氮燃燒技術(shù)4根據(jù)催化劑的適用溫度的不同可以分為高溫、中溫、低溫三種不同的工藝。高溫SCR：450600及以上中溫SCR：280420低溫SCR：1203001、SCR（選擇性催化還原法）目前商業(yè)上應(yīng)

16、用比較廣泛的是運(yùn)行溫度處于280420的中溫催化劑，以TiO2為載體，上面負(fù)載釩、鎢和鉬等主催化劑或助催化劑。其反應(yīng)式為： 4NH3+4NO+O2=6H2O 8NH3+6NO2=7N2+12H2O 4NH3+2NO2+O2=3N2+6H2O工藝過程：在催化劑作用下，向溫度約280420的煙氣中噴入氨，將NOX還原成N2和H2O、NH3與煙氣均勻混合后一起通過一個填充了催化劑（如V2O5-TiO2、白金）的反應(yīng)器，NOx與NH3在其中發(fā)生還原反應(yīng)，生成N2和H2O。V2O5作為催化劑，TiO2或者WO3抑制SO2氧化。優(yōu)點：脫硝效率高達(dá)90%以上，催化劑的正常使用壽命為24000h，脫硝效果穩(wěn)定

17、，無二次污染 把含有NHx基的還原劑（如氨氣、氨水或者尿素等）噴入爐膛溫度為8001100的區(qū)域，該還原劑迅速熱分解成NH3和其它副產(chǎn)物，隨后NH3與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)而生成N2。 SNCR的脫硝效率為50%左右，但是成本較低，因此往往和低氮燃燒器混合使用，也可以和SCR混合使用，從而降低脫硝費(fèi)用。2、SNCR（選擇性非催化還原法） 主要采用旋流板塔技術(shù)，用高錳酸鉀KMnO4和NaOH作為吸收劑，先用KMnO4將煙氣中的NO氧化為NO2，再用NaOH反應(yīng)去除NO2?？梢猿煔庵械腘OX和PbO，煙氣切向進(jìn)塔，用旋流板使KMnO4和NaOH液體霧化，充分反應(yīng)。3、濕法脫硝該設(shè)備脫硝效果肯定，但設(shè)備占據(jù)空間較大，處理程序復(fù)雜，廢水處理池容易產(chǎn)生二次污染。隨著SCR、SNCR技術(shù)國產(chǎn)化的進(jìn)展，已經(jīng)很少使用。在各種低氮燃燒技術(shù)中，二段燃燒技術(shù)和排煙再循環(huán)法效果最好。二段燃燒技術(shù)： 目前應(yīng)用最廣的分段燃燒技術(shù)。4、低氮燃燒技術(shù) 在第一階段燃燒中，以理論空氣量的80一95與燃料一起供入燃燒器，因為在富燃料條件下為不完全燃燒，使第一段燃燒煙