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日用玻璃行业有关脱硫脱硝问题的探讨

日用玻璃行业有关脱硫脱硝问题的探讨

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日用玻璃行业有关脱硫脱硝问题的探讨

王均光

(山东省日用硅酸盐工业协会、山东省轻工业设计院)

前言:

20141~11月份全国日用玻璃制品及包装容器产量2529.97万吨,全行业主营业务收入1354.11亿元,累计同比增长12.47%。

在国家深入调整的大环境下,整个行业的发展稳中有升,但严格的环境保护政策使整个行业面临着生存的考验。尽管近几年许多企业已投入了大量的资金用于日用玻璃窑炉废气的治理,但由于工艺、燃烧及废气成份的独有特性,使日用玻璃行业的窑炉废气治理技术还存着一定的缺陷,成为困扰企业的重大难题。

一、行业的基本情况

一)、行业产品的基本情况:

目前日用玻璃的主要产品仍为:耐热玻璃制品(器皿)、太阳能集热管、高中档白酒包装瓶、啤酒瓶、葡萄酒瓶、可乐瓶、食品饮料瓶、化妆品瓶、泡壳、钠钙玻璃器皿、晶质高脚杯、保温容器,艺术玻璃(琉璃)、各种家庭用玻璃储罐以及各种家居玻璃产品等。

二)、行业使用原料的基本情况:

熔化玻璃的基本原料一般由: 石英砂(SiO2)、纯碱  长石(含钾、钠、钙)  石灰石CaO)、  白云石(碳酸钙与碳酸镁)、芒硝(无水硫酸钠)此外还有助熔剂、澄清剂、氧化剂、还原剂着色剂脱色剂等。

三)、行业生产工艺的基本流程:各种原料→→配料车间→分别入仓→称量→混合→熔制车间→窑头料仓→加料机→玻璃窑炉→供料道(机)→成型设备→推瓶机→退火炉→检验→包装→入库→出厂

四)、行业窑炉的基本情况:

1、蓄热式马蹄焰流液洞池窑:主要用于各类瓶罐、钠钙玻璃器皿的生产。85%的企业采用该窑型,产量大,池窑熔化部面积在30~133平方米的范围内,每天可出40~300吨玻璃液。采用的燃料为发生炉热煤气、天然气、石油焦。其生产过程中为了使窑炉受热、融化均匀以及便于回收废气中的热量,火焰约半个小时换向一次,此时,会产生大量携带原料粉尘与燃料的废气(尤其煤气换向时,废气中含有大量的煤气)。日用玻璃属连续生产不能停炉。

2、电炉:主要用于耐热玻璃制品(器皿)、仪器玻璃、太阳能集热管、晶质高脚杯、泡壳的生产。目前其熔化面积仅在15平方米以下,其热能为电,吨玻璃热耗电1200千瓦左右,每天可出15~30吨玻璃液。生产过程中不产生废气与粉尘。连续生产不能停炉。

3、坩埚炉:主要用于艺术玻璃(琉璃)的生产。其热能主要有电、天然气,每个坩埚的容量在100升左右。产生规模小、产生的废气量也小,废气一般不处理。可间歇生产。

五)、日用行业窑炉使用燃料的基本情况:

目前日用玻璃行业较大的玻璃窑炉采用的燃料为发生炉热煤气、天然气、石油焦,部分较小的窑炉采用电加热。

六)、窑炉废气的基本成份与原始浓度情况:

日用玻璃行业大气污染物主要是由“蓄热式马蹄焰流液洞池窑”的废气产生的。其燃料的燃烧温度在1560度左右、玻璃液的温度在1480度左右,废气出窑炉蓄热室的温度在330度左右。配合料中碎玻璃添加量为5~80%粉料的挥发率一般在15%左右(重量比),配合料含水量5%左右。

窑炉废气的成份主要有:挥发份(碱性氧化物)、粉尘、水、CO2SO2NOx等。据各企业的调研表汇总,窑炉烟气主要成份原始浓度范围如下表所示:            

窑炉烟气主要成份原始浓度                           

窑炉类型

粉尘

mg/m³)

SO2

mg/m³)

NOx

mg/m³)

燃发生炉煤气窑炉

800

800~1200(换向时可达4000以上)

1800~2400

燃石油焦窑炉

1000~2000

>2000(换向时可达4000以上)

>2000

燃天然气窑炉

600

60~380

1500~2400

 

 

窑炉烟气中的烟尘、氧化物等成份主要是由下列物质引入的:

烟气成份

产生烟气成份的物质

挥发份(碱性氧化物)

白云石、石灰石、长石、纯碱、硼砂、硅砂等。

粉尘

燃料、各种粉料原料等。

配合料中的水份,一般占重量的5%

CO2

白云石、石灰石、纯碱、煤粉、长石、燃料燃烧等。

SO2

主要来自燃料中的含硫成分,另外,有一部分来源于用作澄清剂的芒硝等分解产生的。

NOx

空气及燃料燃烧以及玻璃原料中少量硝酸盐等分解后产生的。

七)、大气污染物治理采用的方案:

各企业在大气污染物治理方面与有关环保公司合作,尝试了很多方法,其主要治理方案如下表所示:

  大气污染物治理主要方案

序号

公司简称

主要方案工艺流程

1

山东某公司(燃煤气)1

烟气(270℃)→余热锅炉(180~220℃)→布袋除尘→SCR低温脱硝→双碱法脱硫→风机→烟囱

2

山东某公司(燃煤气)2

烟气→余热锅炉→引风机→水膜除尘、脱硫塔→等离子发生器→脱硝塔→风机→烟囱

3

山东某平板玻璃3

烟气(400℃)→余热锅炉(300℃)→电除尘→SCR中高温脱硝→余热发电→降温塔→半干法脱硫→布袋除尘→风机→烟囱

4

山东某公司(燃焦粉)4

烟气→预除尘(电除尘)→SCR脱硝→余热锅炉→半干法脱硫→布袋除尘→风机→烟囱

5

山东某公司(燃焦粉)5

烟气→半干法脱硫→电除尘→预热(天然气加热)→SCR脱硝→余热锅炉→风机→烟囱

 

八)、大气污染物治理的主要技术、效果与存在问题:

1、除尘技术:

目前企业已经尝试过的除尘技术有布袋除尘器和电除尘。布袋除尘器的除尘效率相对较好,初期运行好的时候效率能够达到90%以上,但是对袋子的要求非常高,目前企业采用了较好的“PTFE材料”的布袋。电除尘的除尘效率相对较差,初期运行好的时候效率能够达到80%以上。

使用效果与存在问题:

1)效果:单一采用布袋除尘效果最好时达到30mg/m3,运行一年之内可达到50mg/m3之内,一年之后在7080mg/m3之间,烟尘出现超标。

2)采用材质为PTFE布袋除尘,烟气温度达到260度,就会出现烧袋现象,所以布袋使用温度厂家要求控制在180度到250度之间。

3)烟气具有极强腐蚀性,粘度大,极易堵塞布袋。设备运行中不能停,否则,布袋全部会被蚀损。

4)一般采用电除尘加布袋除尘两级除尘效果较好。但燃料是热煤气时就不宜采用电除尘,主要原因是由于窑炉换向时废气中含有大量的未燃煤气,易发生爆炸。燃天然气或石油焦的窑炉可以用电除尘和布袋两级除尘方式,效果比单独一种除尘方式要好的多。

2、脱硫技术:

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