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玻璃窯爐廢氣NID脫硫工藝應(yīng)用

文檔作者：陳玉龍鄒靜沈為明鄭錫康金海波文檔來源：常州埃瑞克環(huán)?？萍加邢薰?/div>		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年05月11日
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建筑玻璃與工業(yè)玻璃2017，No 10
玻璃窯爐廢氣NID脫硫工藝應(yīng)用
常州埃瑞克環(huán)保科技有限公司 陳玉龍鄒靜沈為明 鄭錫康金海波
摘要：針對玻璃窯爐的煙氣特性，以及尾氣治理流程的連續(xù)性及低能耗要求，經(jīng)靜電除塵及選擇性
催化還原脫硝(scR)工藝處理后的廢氣，采用后置的NID脫硫工藝，占地尺寸小、工程造價低，可有
效脫除玻璃窯廢氣中的硫氧化物(so )含量及粉塵含量。
0 引言
玻璃窯爐的熔煉過程包括：玻璃熔制、熱源供給、
余熱回收及尾氣治理等四個工段。其中熔制所需的
熱源可來自煤粉、重油、煤氣或天然氣，天然氣作為
一種清潔能源在玻璃熔煉過程中產(chǎn)生的硫氧化物含
量基本上小于400mg／Nm ，滿足國標(biāo)排放要求。而隨
著玻璃市場競爭的激烈化，節(jié)能減排逐漸成為玻璃窯
耗能大戶追求利益的一種手段。如采用價格低廉的
重油作為玻璃窯熔煉燃料，而由此造成尾氣中sO 含
量的超標(biāo)。
主流的脫硫工藝包括干法、濕法、半干法等三種。
其中干法脫硫工藝的脫硫效率低，設(shè)備尺寸占地大，
設(shè)備內(nèi)壁磨損也較嚴(yán)重，對于采用重油燃料的玻璃窯
廢氣，采用干法脫硫工藝s0 很難達(dá)標(biāo)；濕法脫硫工
藝會產(chǎn)生大量的廢水及酸性腐蝕，而且排放的煙氣
溫度較低，為減少對煙囪的俯視，需其它熱源將排煙
溫度抬升至酸露點(diǎn)以上，因前段工藝具有采用氨水作
為SCR還原劑的脫硝工藝，國內(nèi)一些工程公司主推
氨法脫硫工藝，吸收液采用20％ ～25％的氨水，因此
脫硫塔的沖洗和循環(huán)需要大量的氨水，由此導(dǎo)致氨罐
較大、氨水儲存存在安全隱患，因氨水罐爆炸引起的
事故頻發(fā)，且氨法脫硫存在硫銨隨煙氣夾帶、氨逃逸
嚴(yán)重等現(xiàn)象?；半干法脫硫，無廢水產(chǎn)生，脫硫效率較
高，完全滿足玻璃窯脫硫的效率要求，其中半干法脫
硫又分為旋轉(zhuǎn)霧化脫硫、循環(huán)流化床脫硫、及NID脫
硫。旋轉(zhuǎn)霧化脫硫需要10000～20000r／min的高速旋
轉(zhuǎn)霧化噴頭，將石灰乳霧化成50lxm的顆粒經(jīng)蒸發(fā)、
混合、反應(yīng)，達(dá)到較高的脫硫效果，但霧化噴頭依賴
進(jìn)口，造價昂貴。循環(huán)流化床脫硫和NID脫硫的原理
相同，不同點(diǎn)為循環(huán)流化床為爐內(nèi)噴水，而NID脫硫
為爐外消化加濕，避免了反應(yīng)器內(nèi)黏結(jié)、堵塞及崩塌
等現(xiàn)象口】，循環(huán)流化床需要單獨(dú)的反應(yīng)器，占地尺寸
較大，而NID脫硫為專用的煙道反應(yīng)器，較為緊湊。
本文介紹了NID脫硫在玻璃窯煙氣脫硫中的應(yīng)用。
1 煙氣參數(shù)
該NID脫硫為3×500t／d玻璃窯爐廢氣公用一個
脫硫系統(tǒng)，燃料為重油，該脫硫系統(tǒng)前配置了高溫段
余熱鍋爐、靜電除塵器、SCR脫硝塔及低溫段余熱鍋
爐，除塵、脫硝的工段同之前的文獻(xiàn)相近p]。本文單
條線的煙氣參數(shù)見表1。
表1 脫硫入口煙氣參數(shù)
序號 名稱 數(shù)值 單位
1 煙氣量 83000 Nm h
2 溫度 140～180 ℃
3 顆粒物 50 mg／Nm
4 H2O 10 ％
5 02 10 ％
7 SOx(8％02) 200o medNm ，dry
由表1可知，廢氣中的sO 含量較高，主要來自
重油中的硫(有機(jī)化合物硫醚、噻吩、硫醇鹽、硫化氫
等)、玻璃窯的原料芒硝(Na2SO ·10H2O) 。NID脫硫
產(chǎn)生的固體殘渣及過量循環(huán)比的消石灰粉需經(jīng)布袋
除塵器進(jìn)行除塵。排放的SO 及粉塵排放指標(biāo)見表2。
表2 脫硫排放指標(biāo)
序號 名稱 數(shù)值 單位
1 SOx(8％02) 400 mrdNm ，dry
2 顆粒物(8％02) 30 mg／Nm ，dry
一5一
Architectural&amp;amp; Functional Glass No 1 0 20 1 7
2 NID脫硫技術(shù)
2．1 NID脫硫原理
NID脫硫是利用石灰粉或消石灰吸收煙氣中的
SO，，化學(xué)反應(yīng)方程式如下：
CaO+H20_ Ca(OH)2
Ca(OH)2+SO2 CaSO3·1／2H20+1／2H2O
CaSO3‘1／2H2O+1／202+3／2H20 CaSO4 2H2O
參與脫硫的反應(yīng)物為Ca(OH) ，故可直接使用消
石灰作為脫硫劑，若以CaO作為脫硫劑需確保粒徑小
于lmm，并需經(jīng)專業(yè)的石灰消化器進(jìn)行消化，產(chǎn)生熟
石灰后進(jìn)行脫硫。該系統(tǒng)采用脫硫劑為CaO粉(純度
不低于80％，t6o<4min，90％通過100目)。
2．2 NID脫硫工藝流程
圖1 NID脫硫工藝流程圖
如圖1所示，3×500fd的玻璃窯爐廢氣約500~C
經(jīng)各自的余熱鍋爐高溫段降溫至4o0℃左右，進(jìn)入高
溫靜電除塵器將煙氣中的粉塵含量降至50mg／Nm 以
下，確保了SCR反應(yīng)器低塵適溫的脫硝環(huán)境。經(jīng)除塵、
脫硝后的較高溫?zé)煔饫^續(xù)返回余熱鍋爐低溫段，經(jīng)降
溫至150'：1S左右進(jìn)人NID脫硫?qū)Ｓ梅磻?yīng)器，脫硫后的
循環(huán)灰經(jīng)布袋除塵器收塵后，部分循環(huán)，部分外排至
灰?guī)?，灰?guī)斓拿摿蚧医?jīng)固化后可作筑路、填埋或燒磚
等應(yīng)用。煙氣最終經(jīng)引風(fēng)機(jī)排至煙囪。此余熱鍋爐
經(jīng)過改造，在鍋爐內(nèi)部合適的位置及進(jìn)、出口分別增
設(shè)一套電動隔離風(fēng)門。NID脫硫及布袋除塵器設(shè)置
一套旁路系統(tǒng)，待停機(jī)或堵塞檢修時使用。
2．3 NID脫硫設(shè)計
自余熱鍋爐出15排出的150~C的尾氣，從u型彎
左側(cè)進(jìn)入，從u型彎右側(cè)上升，與混合消化器排出的
增濕灰相互接觸發(fā)生傳質(zhì)、傳熱等反應(yīng)。經(jīng)熱交換后
煙氣降至約l30℃，脫除s0 的煙氣經(jīng)布袋除塵器脫
除大量的循環(huán)固體顆粒，部分經(jīng)氣力輸送至灰?guī)?，?
一6 一
分經(jīng)混合消化器循環(huán)使用。
2-3．1 石灰粉耗量
石灰粉耗量采用如下計算公式：
mca0：Q (1一 。) ( 一O)SOx )
2l一8 0 cd／ 1 n 6
2l一叩 M 鼢Yc口0
其中Q為濕基煙氣量， ，o為煙氣中H，0含量，
＆
、O)SOx 為進(jìn)出口煙氣中SOx含量(@8％02)，
為煙氣中實際的0：含量，Y 。為石灰粉純度，aCa／S
為鈣硫比，一般取值為1．3～1．4。
2．3．2 加濕水耗量
經(jīng)布袋除塵器收集的脫硫灰，從灰斗落下經(jīng)船型
硫化倉底部卸料閥卸出與新鮮石灰粉料相混合進(jìn)入
混合增濕器。在增濕器中添加高壓工藝水增濕使混
合灰的水分含量從2％增濕到5％左右，然后以流化
風(fēng)為動力借助煙道負(fù)壓的引力導(dǎo)向進(jìn)入直立的脫硫
煙道反應(yīng)器。5％左右水分的循環(huán)灰由于有極好的流
動性，大量的脫硫循環(huán)灰進(jìn)入反應(yīng)器后，由于有極大
的蒸發(fā)表面，水分蒸發(fā)很快。
^，
m H 。= 。·Y 。·—lv iC
_
aSO3
·(772一，71)- ·10～。
IH D
其中，叩：、叩 為加濕前后的灰料含水量， 為灰料
循環(huán)倍率，為50～250。
2．3-3 脫硫反應(yīng)器本體
圖2 NID脫硫反應(yīng)器
圖2所示，NID脫硫反應(yīng)器截面尺寸長度≤4m，
寬度≤1．5m，脫硫煙道內(nèi)流速為17～18m／s，煙氣在反
應(yīng)器內(nèi)停留時間一般為1～1．5s。U型彎底部設(shè)置螺旋
出料給料機(jī)。脫硫反應(yīng)器內(nèi)部襯耐磨材料。
2．3．4 布袋除塵器本體
布袋除塵器的過濾風(fēng)速取0．7～0．8m／min，濾料采
用PTFE纖維覆膜PTFE，設(shè)置為雙排灰斗，從灰斗上
建筑玻璃與工業(yè)玻璃2017，No 10
部進(jìn)氣。為減少酸露點(diǎn)腐蝕，需減少除塵器的漏風(fēng)量
防止局部冷空氣混入造成結(jié)露。除塵器人口均布合
理，防止煙氣分布不均勻造成局部渦流結(jié)露。除塵器
灰斗需做好伴熱措施，可采用蒸汽伴熱或電伴熱。測
溫元件協(xié)同自控系統(tǒng)做好溫度檢測及加熱聯(lián)鎖。布
袋吹灰可設(shè)置為在線吹灰。
2．3．5 船型流化板
船型流化板，為一定斜度(4％～10％)的流化斜槽，
風(fēng)壓一般為4000～6000Pa，輸送的物料量為：
Q’=0．98·S截·u· 積·3600
其中，s截為斜槽的物料截面積，物料厚度按
50～80ram計。U為斜槽物料的流動速度，斜度越小流
速越小(一般4％斜度對應(yīng)流速為1．0m／s，5％斜度對
應(yīng)流速為1．25m／s，6％斜度對應(yīng)流速為1．5m／s)。P堆積
為脫硫灰的堆積密度。按最大的循環(huán)量，根據(jù)以上公
式即可計算出斜槽的寬度。斜槽的長度根據(jù)灰斗的
數(shù)量和尺寸決定，便于卸料。
船型流化板空氣輸送的耗氣量為：
Q”=60·、7l，l斜槽。L斜槽 a
其中，w斜槽為斜槽寬度，L斜槽為斜槽長度，a為斜
槽單位面積耗氣量(通常按1．5～3m ／m 透氣層·min)。
2．3．6 設(shè)計結(jié)果及應(yīng)用
該工程于2016年建成，目前燃料仍為天然氣，
sO，可從500mg／Nm 降至50mg／Nm ，當(dāng)前耗生石灰量
120kg／h，脫硫效率達(dá)到90％，后續(xù)將改為重油燃燒。
該工程主設(shè)備的設(shè)計參數(shù)見表3。
表3 NID脫硫主設(shè)備參數(shù)表
序號 名稱 型號 備注
1 NID反應(yīng)器 截面4×1．5m， 停留時間1
． h 2s
= 20m
2 布袋除塵器 過濾面積 過濾風(fēng)速
8064m 0．76m／min
3 80％石灰粉耗量 525kg／h 鈣硫比1．3
5 增濕耗水量 5．2m ／h 循環(huán)比按250計
6 船型流化板 82
耗氣量 m ／min 6％斜度
3 小結(jié)
NID脫硫工藝運(yùn)用在玻璃窯廢氣治理上具有一
定的成效，無廢水產(chǎn)生、占地尺寸小、投資成本低，對
于因場地緊張的舊廠廢氣治理具有一定的指導(dǎo)意義。
參考文獻(xiàn)
【1】胡小吐．氨法煙氣脫硫濕式電除塵技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用U1．環(huán)境
工程，2015，(02)：80-83
[2】丁明，鞠淑麗，周珍民，等．玻璃窯爐煙氣脫硝脫硫除塵一
體化技術(shù) 玻璃，2011，(08)：3-10
【3】陳玉龍，戴子劍，單春波，等．玻璃窯爐煙氣選擇性催化還
原脫硝應(yīng)用卟現(xiàn)代化工，2017，(01)：164~167
【4]龔峰．煙氣脫硫技術(shù)在浮法玻璃線上的應(yīng)用 ．玻璃，2005，
(04)：44~47
(上接第25頁)
(3)加強(qiáng)產(chǎn)品研發(fā)投入
· 通過對原材料、加工工藝和產(chǎn)品的研發(fā)，充分
開發(fā)玻璃的優(yōu)越性能
· 提升原材料設(shè)計、加工和評價的基礎(chǔ)技術(shù)水平
· 加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，并通過授權(quán)引入和交互授
權(quán)的方式開發(fā)新業(yè)務(wù)、擴(kuò)大現(xiàn)有業(yè)務(wù)
(4)新建投資項目
· 除基本投資外，電氣硝子還將投入約500億日
元用于公司近三年的戰(zhàn)略投資項目
EGP2018規(guī)劃業(yè)績目標(biāo)：
公司銷售收入達(dá)到3000億日元，其中電子信息
產(chǎn)品用玻璃業(yè)務(wù)達(dá)到1700億日元，占總銷售收入的
57％；其它玻璃產(chǎn)品業(yè)務(wù)達(dá)到1300億日元，占總銷售
收入的43％。營業(yè)收入達(dá)到300億日元，增長率達(dá)到
10％ 。
秦子川譯自www．neg．coop
(上接第28頁)
知、不確定和其它因素等許多風(fēng)險。其中大部分是難 的預(yù)期信息只適用于其出版之日。由于任何新信息、
以預(yù)料的，且通常在圣戈班控制之外的風(fēng)險，特別是 未來事件或其它原因，戈班不能承諾補(bǔ)充、更新或修
本報告第7章第1節(jié)中所述的風(fēng)險。因此，在使用這 改這些前景報告。
些前景報告時必須采取一切預(yù)防措施。本文件包含 黃曉研譯自www．saint—gobain．com
一7 一

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