CN104801161A - 以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝工艺及其设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝工艺及其设备，包括以下步骤：1)高温脱硫：将高温烟气用碱液进行湿式脱硫处理，脱去其中的硫氧化物；2)烟气调质：对脱硫后的烟气用碱性粉料进行调质处理，使烟气中的粘性物质失去粘性；3)烟气除尘：将调质处理后的烟气进行除尘处理；4)脱硝：将除尘处理后的烟气进行SCR脱硝处理，SCR脱硝处理温度为300～350℃，经SCR脱硝处理后的烟气达标排放。该设备包括依次连接的玻璃熔窑，脱硫塔，调质灰仓，电除尘器，SCR脱硝装置及烟囱。本发明避免了脱硝催化剂堵塞，提升了脱硫脱硝效果，降低了能耗。

Description

以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝工艺及其设备

技术领域

本发明涉及烟气净化技术，具体地指一种以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝工艺及其设备。

背景技术

玻璃工业作为国民经济的基础产业，既是耗能大户，又是污染严重的行业之一。玻璃窑炉排放的烟气中的主要污染物有硫氧化物，粉尘和氮氧化物。我国玻璃生产线数量大，大多数玻璃窑炉烟气没有经过处理就直接排放到大气中，玻璃窑炉烟气对大气造成的污染已日益引起国家和地方政府环保部门的重视，对玻璃窑炉烟气进行脱硫除尘脱硝综合治理刻不容缓，是我国玻璃行业执行环保标准、实施清洁生产的重中之重。

特别是近几年，玻璃行业为节能降耗，大部分采用石油焦替代天然气和重油作为主要燃料，石油焦粉燃烧后产生的烟气含尘量高，粉尘呈粘性，烟气中的硫氧化物和氮氧化物远高于重油和天然气等传统燃料，这也使得玻璃窑排放的烟气中的硫氧化物，粉尘和氮氧化物量均远超国家标准允许的排放量。

根据目前玻璃行业的生产规模及燃料使用情况，玻璃窑炉的排烟温度一般在450～500℃，烟气中主要污染物为硫氧化物，粉尘和氮氧化物，其中，玻璃窑炉烟气中的硫氧化物主要是SO₂,一般浓度在2500～3000mg/Nm³，其浓度取决于石油焦粉含硫量、原料配料中芒硝的使用量及燃料燃烧时生成的烟气量；玻璃窑炉烟气中的粉尘粒径小,石油焦灰尘黏结性较强；玻璃窑炉烟气中氮氧化物的浓度一般在1200～3000mg/Nm³。

近年来，玻璃行业一直在研究适合于以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气的净化处理技术，其中，中国专利CN201310458310.3公开了一种玻璃窑炉烟气除尘脱硝脱硫工艺及装置，该装置包括管道、高温电除尘器、燃油热风炉、SCR反应器、氨卸料与存储装置、氨输送装置、计量装置、氨水喷射装置，余热锅炉、引风机、脱硫吸收塔，氢氧化钠浆液制备存储系统及其配套的附属设备，系统内的箱、罐、泵、管道、阀门及其所有附件；该净化工艺中，窑炉产生温度为220～350℃选用高温电除尘器，后续选择性催化还原法烟气脱硝，当窑炉产生温度为220℃以下时，经燃油热风炉补入高温烟气，达到SCR的最佳反应温度，约为350℃烟气温度，进入余热锅炉，经余热锅炉后，烟气温度约为140℃，由增压风机增压后至湿式钠法脱硫塔，烟气在脱硫塔内进行洗涤，经过洗涤后的烟气达标排放。该净化工艺存在的主要问题是：采用燃油热风炉加热烟气增加能耗；石油焦粉燃烧后产生大量粘性粉尘不适合湿法脱硫，实际生产中粘性粉尘遇水后结块堵塞管道及设备，该净化工艺在玻璃行业没有实施案例。

目前，在玻璃行业普遍采用的脱硫脱硝工艺方法是：玻璃熔窑产生的高温烟气通过一级余热回收锅炉降温至350℃以下后进入电除尘器，经除尘后进入SCR脱硝系统，脱硝后通过二级余热回收锅炉降温200℃以下经余热风机进入脱硫系统，脱硫后再经增压风机排入烟囱。该脱硫脱硝工艺主要存在以下问题：1)由于此工艺是先脱硝再脱硫，在SCR脱硝过程中需喷入大量氨水或氨气，在高温烟气中大量的Sox与氨水或氨气反应生成硫酸氨和硫酸亚胺，硫酸氨和硫酸亚胺在高温状态下是一种粘性物质，造成脱硝催化剂经常堵塞和失效；2)由于此工艺烟气在进入电除尘器和SCR脱硝系统前没经过调质，烟气中粘性物质进入电除尘器后粘结在电除尘器极板上造成电除尘器失效和无法工作，大量粉尘进入SCR脱硝系统，造成脱硝催化剂经常堵塞和失效；3)脱硝温度不稳定，无法控制在合适范围内，影响脱硝效果；4)整个系统设两台大功率风机，不利于节能。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝工艺及其设备，该工艺不易造成设备堵塞，脱硫脱硝效果好且能耗低。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝工艺，包括以下步骤：

1)高温脱硫：将高温烟气用碱液进行湿式脱硫处理，脱去其中的硫氧化物；

2)烟气调质：对脱硫后的烟气用碱性粉料进行调质处理，使烟气中的粘性物质失去粘性；

3)烟气除尘：将调质处理后的烟气进行除尘处理；

4)脱硝：将除尘处理后的烟气进行SCR脱硝处理，SCR脱硝处理温度为300～350℃，经SCR脱硝处理后的烟气达标排放。

进一步地，所述步骤1)中，先将高温烟气温度降至350～400℃，然后再进行所述湿式脱硫处理。

进一步地，所述步骤4)中，将SCR脱硝处理后的烟气进行余热回收后再排放。

进一步地，所述高温烟气排放量为60000～250000Nm³/h，且所述高温烟气中的硫氧化物浓度为2500～3000mg/Nm³时，所述碱性粉料用量为0.1～1t/h。

进一步地，所述高温烟气排放量为60000～250000Nm³/h，且所述高温烟气中的硫氧化物浓度为2500～3000mg/Nm³时，投加质量浓度为23～26％的所述碱液2～5t/h。

进一步地，所述碱性粉料为生石灰，硝石灰，或电石灰中的一种或多种。

更进一步地，所述碱液为NaOH溶液或KOH溶液。

一种为采用上述工艺而专门设计的以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝设备，包括玻璃熔窑，脱硫塔，电除尘器，SCR脱硝装置，及烟囱，所述玻璃熔窑的烟气出口与所述脱硫塔的烟气进口连接，所述脱硫塔的烟气出口与所述电除尘器的烟气进口间连有第一烟气管道，所述第一烟气管道上连有调质灰仓，所述电除尘器的烟气出口与所述SCR脱硝装置的烟气进口连接，所述SCR脱硝装置的烟气出口与所述烟囱连接，所述SCR脱硝装置与所述烟囱间连有第二烟气管道，所述第二烟气管道上设有增压风机。

进一步地，所述玻璃熔窑与所述脱硫塔间设有一级余热回收锅炉，所述玻璃熔窑的烟气出口与所述一级余热回收锅炉的热介质进口连接，所述一级余热回收锅炉的热介质出口与所述脱硫塔的烟气进口连接。

更进一步地，所述SCR脱硝装置与所述烟囱间设有二级余热回收锅炉，所述SCR脱硝装置的烟气出口与所述二级余热回收锅炉的热介质进口连接，所述二级余热回收锅炉的热介质出口与所述烟囱连接；所述增压风机设于所述二级余热回收锅炉的热介质出口管道上。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

其一，摒弃传统工艺中先脱硝后脱硫的思路，本发明中，从玻璃熔窑产生的高温烟气先经过高温脱硫，待烟气中硫含量达标后，再进行SCR脱硝处理，大幅降低了SCR脱硝处理后烟气中粘性物质的含量，从而解决了脱硝催化剂因烟气中的粘性物质而频繁堵塞甚至失效的问题，提升了脱硝效率。

其二，烟气在进行电除尘处理和SCR脱硝处理前先进行调质处理，烟气中粘性物质经调质后失去粘性，不但提升了除尘效果，也防止了电除尘器失效后大量粉尘进入SCR脱硝装置而造成脱硝催化剂的堵塞和失效，进一步提升了脱硝效率。

其三，SCR脱硝工艺对烟气温度及温度稳定性要求均很高，而玻璃窑生产时温度呈现周期性变化，现有净化系统基本无法保证脱硝反应温度稳定，从而制约了SCR脱硝处理效果，而本发明在高温脱硫过程中通过调节碱性溶液的含水量可以将脱硫后的烟气温度稳定在一定范围内，从而提升了SCR脱硝处理效果，大幅度地降低了大气污染物的排放量，确保烟气达标排放，产生可观的社会效益。

其四，本发明工艺脱硫效率达66％以上，脱硝效率达88.5％以上，烟尘排放浓度≤50mg/Nm³。

其五，本发明设备阻力小，脱硫除尘脱硝一体化，只需一台增压风机，省去了传统的余热风机，从而大幅降低了能耗，按600吨/天的浮法玻璃熔窑生产线计算，一台余热风机按500KWh计算，每天可节约电能12000KWh，每天可节约电费0.72万元，每年节约252万元，产生了可观的经济效益。

附图说明

图1为一种以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝设备结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，便于更清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。

如图1所示的以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝设备，包括玻璃熔窑1，一级余热回收锅炉8，脱硫塔2，电除尘器3，SCR脱硝装置4，二级余热回收锅炉9及烟囱5，其中，玻璃熔窑1包括平板玻璃、器皿玻璃，玻璃纤维等各个类型玻璃生产厂家中使用的熔窑，玻璃熔窑1规模为30～1000t/d；玻璃熔窑1的烟气出口1-1与一级余热回收锅炉8的热介质进口8-1连接，一级余热回收锅炉8的热介质出口8-2与脱硫塔2的烟气进口2-1连接，脱硫塔2洗涤液入口2-3上连有碱性溶液储罐2-4，脱硫塔2的烟气出口2-2与电除尘器3的烟气进口3-1间连有第一烟气管道4，第一烟气管道4上连有调质灰仓5，电除尘器3的烟气出口3-2与SCR脱硝装置4的烟气进口4-1连接，SCR脱硝装置4的烟气出口4-2与二级余热回收锅炉9的热介质进口9-1连接，二级余热回收锅炉9的热介质出口9-2与烟囱5连接，二级余热回收锅炉9的热介质出口上连有第二烟气管道6，第二烟气管道6上设有增压风机7；其中，本脱硫脱硝设备也可省去一级余热回收锅炉8和二级余热回收锅炉9。

本发明的以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝工艺过程如下：从玻璃熔窑1产生的高温烟气，烟气温度为450～500℃,硫氧化物浓度为2500～3000mg/Nm³,氮氧化物浓度为1200～3000mg/Nm³，烟气排放量为60000～250000Nm³/h，该高温烟气经烟道进入一级余热回收锅炉8，一级余热回收锅炉8回收余热对高温烟气进行降温，先将高温烟气温度降至350～400℃；降温后的烟气进入脱硫塔2，碱性溶液储罐2-4通过管道往脱硫塔2中喷入质量浓度为25％NaOH或KOH等强碱性溶液2～5t/h进行湿式脱硫处理，脱除烟气中的硫氧化物，其中，具体操作过程中是根据烟气中硫氧化物和氮氧化物的含量及烟气温度来调节脱硫碱液中碱和水的含量，以保证脱硫效果及温度稳定性；调质灰仓5通过定量给料装置将生石灰、硝石灰或电石粉等碱性粉料输送到脱硫后烟气管道，对脱硫后的烟气进行调质，碱性粉料用量为0.1～1t/h，碱性粉料不但能与烟气中石油焦燃烧产生的粘性物质混合，使烟气失去粘性，而且对烟气有二次脱硫作用；调质后失去粘性的烟气进入电除尘器3进行除尘，除尘后的烟气温度为300～350℃；除尘后的烟气进入SCR脱硝装置4，利用氨催化还原法进行脱硝，脱硫脱硝后的烟气进入二级余热回收锅炉9，经二级余热回收锅炉9降温后的烟气通过增压风机7从烟囱5达标排放。

Claims (10)

1.一种以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝工艺，其特征在于：包括以下步骤：

1)高温脱硫：将高温烟气用碱液进行湿式脱硫处理，脱去其中的硫氧化物；

2)烟气调质：对脱硫后的烟气用碱性粉料进行调质处理，使烟气中的粘性物质失去粘性；

3)烟气除尘：将调质处理后的烟气进行除尘处理；

4)脱硝：将除尘处理后的烟气进行SCR脱硝处理，SCR脱硝处理温度为300～350℃，经SCR脱硝处理后的烟气达标排放。

2.根据权利要求1所述的以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝工艺，其特征在于：所述步骤1)中，先将高温烟气温度降至350～400℃，然后再进行所述湿式脱硫处理。

3.根据权利要求1或2所述的以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝工艺，其特征在于：所述步骤4)中，将SCR脱硝处理后的烟气进行余热回收后再排放。

4.根据权利要求1所述的以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝工艺，其特征在于：所述高温烟气排放量为60000～250000Nm³/h，且所述高温烟气中的硫氧化物浓度为2500～3000mg/Nm³时，所述碱性粉料用量为0.1～1t/h。

5.根据权利要求1所述的以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝工艺，其特征在于：所述高温烟气排放量为60000～250000Nm³/h，且所述高温烟气中的硫氧化物浓度为2500～3000mg/Nm³时，投加质量浓度为23～26％的所述碱液2～5t/h。

6.根据权利要求1或4所述的以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝工艺，其特征在于：所述碱性粉料为生石灰，硝石灰，或电石灰中的一种或多种。

7.根据权利要求1或5所述的以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝工艺，其特征在于：所述碱液为NaOH溶液或KOH溶液。

8.一种为采用权利要求1所述工艺而专门设计的以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝设备，包括玻璃熔窑(1)，脱硫塔(2)，电除尘器(3)，SCR脱硝装置(4)，及烟囱(5)，其特征在于：所述玻璃熔窑(1)的烟气出口(1-1)与所述脱硫塔(2)的烟气进口(2-1)连接，所述脱硫塔(2)的烟气出口(2-2)与所述电除尘器(3)的烟气进口(3-1)间连有第一烟气管道(4)，所述第一烟气管道(4)上连有调质灰仓(5)，所述电除尘器(3)的烟气出口(3-2)与所述SCR脱硝装置(4)的烟气进口(4-1)连接，所述SCR脱硝装置(4)的烟气出口(4-2)与所述烟囱(5连接，所述SCR脱硝装置(4)与所述烟囱(5)间连有第二烟气管道(6)，所述第二烟气管道(6)上设有增压风机(7)。

9.根据权利要求8所述以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝设备，其特征在于：所述玻璃熔窑(1)与所述脱硫塔(2)间设有一级余热回收锅炉(8)，所述玻璃熔窑(1)的烟气出口(1-1)与所述一级余热回收锅炉(8)的热介质进口(8-1)连接，所述一级余热回收锅炉(8)的热介质出口(8-2)与所述脱硫塔(2)的烟气进口(2-1)连接。

10.根据权利要求8或9所述以石油焦为主要燃料的玻璃熔窑烟气脱硫脱硝设备，其特征在于：所述SCR脱硝装置(4)与所述烟囱(5)间设有二级余热回收锅炉(9)，所述SCR脱硝装置(4)的烟气出口(4-2)与所述二级余热回收锅炉(9)的热介质进口(9-1)连接，所述二级余热回收锅炉(9)的热介质出口(9-2)与所述烟囱(5)连接；所述增压风机(7)设于所述二级余热回收锅炉(9)的热介质出口管道上。