一種玻璃窯爐煙氣除塵脫硝脫硫工藝及裝置制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種玻璃窯爐煙氣除塵脫硝脫硫工藝及裝置。所述裝置包括管道、高溫電除塵器、燃油熱風爐、SCR反應器、氨卸料與存儲裝置、氨輸送裝置、計量裝置、氨水噴射裝置等組成、余熱鍋爐、引風機、脫硫吸收塔，氫氧化鈉漿液制備存儲系統及其配套的附屬設備，系統內的箱、罐、泵、管道、閥門及其所有附件等組成。其工藝:窯爐產生溫度為220～350℃選用高溫電除塵器，后續選擇性催化還原法煙氣脫硝。當窯爐產生溫度為220℃以下時,經燃油熱風爐補入高溫煙氣，達到SCR的最佳反應溫度。約為350℃煙氣溫度，進入余熱鍋爐，經余熱鍋爐后，煙氣溫度約為140℃。由增壓風機增壓后至濕式鈉法脫硫塔。煙氣在脫硫塔內進行洗滌。經過洗滌后的煙氣達標排放。
【專利說明】一種玻璃窯爐煙氣除塵脫硝脫硫工藝及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種工業廢氣處理系統，具體涉及一種玻璃窯爐煙氣除塵脫硝脫硫工藝及裝置。
【背景技術】
[0002]玻璃工業作為國民經濟的基礎產業，既是耗能大戶，又是污染嚴重的行業之一。玻璃窯爐的主要污染物有SOx、粉塵和NOx。我國玻璃生產線數量很多，大多數玻璃窯爐煙氣沒有經過處理就直接排放到大氣中，玻璃窯爐煙氣對大氣造成的污染已日益引起國家和地方政府環保部門的重視，對玻璃窯爐煙氣進行除塵脫硫脫硝綜合治理刻不容緩，是我國玻璃行業執行環保標準、實施清潔生產的重中之重。
[0003]玻璃窯爐煙氣的特點:(I)根據目前玻璃行業的生產規模及燃料使用情況，玻璃窯爐的排煙溫度為220~350°C，(2)主要污染物有SOx、粉塵和NOx。SOx主要是S02，一般濃度在500— 3000 mg / Nm3，其濃度取決于所用燃料的種類及其含硫量、原料配料中芒硝的使用量及燃料燃燒時生成的煙氣量；玻璃窯爐產生的粉塵粒徑小，黏結性較強；Ν0χ的濃度一般在1200~3000 mg / Nm3。(3)煙氣含有多種酸性氣體組分。玻璃窯爐出口煙氣中除含有濃度較大的S02、NOx之外，還有HC1、HF等酸性氣體。煙氣中粉塵主要由惰性金屬鹽類、金屬氧化物或不完全燃燒物質等組成。(4)玻璃窯爐內煙氣壓力要求穩定。玻璃生產時，必須保證窯爐內壓力穩定，且呈微正壓3~5 Pa (5)煙氣量波動范圍大。由于玻璃窯爐燃燒時，每隔20 min兩側換火，出口煙氣量波動范圍大。(6)煙氣中含有毒性有機物，燃燒中可能產生二惡英和呋喃等致癌物，對人體危害極大。因此，有必要設計一種除塵脫硝脫硫效果好，便于實際應用，成本較低的玻璃窯爐煙氣除塵脫硝脫硫工藝及裝置。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于克服現有技術缺陷，提供一種適用于玻璃窯爐煙氣除塵脫硝脫硫工藝及裝置，除塵和脫硝裝置脫除率>95%，經除塵器后出口煙氣粉塵濃度<30 mg/Nm3 ;經脫硝裝置后出口 NOx濃度均≤400mg/Nm3 ;經脫硫裝置出口 S02濃度≤100 mg/Nm3,S02脫除率≥94%。
[0005]本發明的目的通過下述技術方案來實現；玻璃窯爐產生溫度為220~350°C具有一定的黏性，粒徑較小的煙氣粉塵，選用高溫電除塵器既可以滿足高除塵效率(排放濃度<30mg)，而且處理后的煙氣溫度高，滿足后續選擇性催化還原法脫硝煙氣溫度的要求。當玻璃窯爐產生溫度為220°C以下時，本工藝將窯爐的煙氣經燃油熱風爐補入高溫煙氣，將其溫度從2200C提升到3500C左右。然后與窯爐的煙氣混合，混合煙氣溫度320-350°C左右，達到SCR的最佳反應溫度，混合煙氣進入SCR脫硝系統。玻璃爐窯煙氣經過脫硝后煙氣溫度約為320-350°C左右，然后進入余熱鍋爐，經余熱鍋爐后，煙氣溫度約為140°C左右。由增壓風機增壓后至濕式鈉法脫硫塔，吸收塔的入口煙氣溫度最高不應超過180°C。煙氣在脫硫塔內與噴淋而下的漿液逆流而上，進行洗滌。經過洗滌后的煙氣至煙?入口達標排放。[0006]本發明提供了一種玻璃窯爐煙氣除塵脫硝脫硫裝置。所述裝置包括管道、高溫電除塵器、高溫電除塵器后置有燃油熱風爐、熱風爐后置SCR反應器、SCR反應器配制氨卸料與存儲裝置、氨輸送裝置、計量裝置、氨水噴射裝置等組成、SCR反應器后置余熱鍋爐、引風機、脫硫吸收塔，氫氧化鈉漿液制備存儲系統及其配套的附屬設備，系統內的箱、罐、泵、管道、閥門及其所有附件等組成。
[0007]所述的高溫電除塵器主要由進風口、殼體、放電極、收塵極、振打裝置、絕緣裝置，出風口、灰斗、高低壓控制裝置等組成；高溫電除塵器中第一第二電場皆采用高頻電源；高溫電除塵器中振打裝置浮動跟蹤式側面振打、整體式仿形切割錘頭；高溫電除塵器中絕緣裝置配有熱風吹掃模式，防止粉塵黏結絕緣件表面而影響電除塵器工作電壓；高溫電除塵器中框架式管形收塵極和放電極代替傳統的板線結構。
[0008]所述的SCR反應器中金屬催化劑層采用4-5層結構，3用I備或3用2備；脫硝氨水噴射裝置中噴射系統采用氣助雙流噴嘴。
[0009]所述的窯爐煙氣除塵脫硝脫硫裝置配有余熱鍋爐，余熱鍋爐配制旁路系統、旁路閥；所述的除塵脫硝脫硫裝置整個系統配制旁路系統、旁路閥。
[0010]所述的脫硫吸收塔分為如下三個區域:洗滌區、吸收塔漿池區、氣體區；所述的脫硫氫氧化鈉漿液存儲系統分為(I)氫氧化鈉漿池、漿池配有料位計，同時也能用于遠方指示。(2)泵、箱和攪拌器氫氧化鈉漿液計量泵設置2臺，一運一備。(3)管道系統:管道、閥門和儀表考慮防腐。漿液管線布置無死區存在，以避免管道堵塞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明玻璃窯爐煙氣除塵脫硝脫硫工藝及裝置結構示意圖。
[0012]其中:I為管道、2為高溫電除塵器、3為燃油熱風爐、4為氨水裝置、5為SCR反應器裝置、6為余熱鍋爐、7為引風機、8為脫硫吸收塔裝置、9為氣動蝶閥或旁路閥。
[0013]高溫電除塵器2結構中:201為電除塵器進風口、202為放電極、收塵極、203為高頻電源、204為絕緣裝置、205為出風口、206為振打裝置、207為灰斗、208為殼體。
[0014]氨水存儲裝置4結構中:401為氨卸料模塊、402為氨輸送模塊、403為氨計量模塊、404為氨水噴射系統。
[0015]SCR脫硝裝置5中:501為進口煙道、502靜態混合器、503為金屬催化劑層、出口煙道504。
[0016]脫硫吸收塔裝置中:801為除霧器、802為漿液循環泵、803為氧化風機、804為工藝水泵、805為工藝水箱、806為氫氧化鈉漿液泵、807為氫氧化鈉配漿池、808為攪拌器。
[0017]本發明的除塵工作過程為:玻璃窯爐產生的粉塵粒徑較小，具有一定的黏性.采用通常的重力除塵或旋風除塵無法達到預期的除塵效果；若采用濕式除塵，涉及的水處理設施龐大，水耗和電耗高，設備易產生腐蝕，排放二次污染，并且處理完的煙氣溫度低，無法滿足后續選擇性催化還原法工藝對溫度的要求；袋式除塵對溫度的要求低于200°C，并且壓損大，在較高溫度下運行時，布袋的壽命短，運行成本高.作為一種優選方式，除塵工藝優選用高溫電除塵器2既可以滿足高除塵效率(排放濃度<30mg)，而且處理后的煙氣溫度高，滿足后續選擇性催化還原法脫硝煙氣溫度的要求。所述的高溫電除塵器2主要由進風口201、放電極、收塵極202、高頻電源203、絕緣裝置204、出風口 205、振打裝置206、灰斗207、殼體208等組成。
[0018]為防止極排202在高溫下變形，為能有效地提高粉塵驅進速度，提高除塵效率。作為一種進一步優選方式采用:采用管式三電極極配，電除塵器工作在300-350°C環境下，采用了框架式管形收塵極和放電極代替傳統的板線結構，而且在相鄰兩個放電極之間增設一組管形電極(陰、陽極以外的第三電極)，從而形成了一個不斷重復的雙區電場，即荷電收塵區和均勻電場收塵區。這種極排形式及極配不僅能耐高溫，而且具有電場強度大、抑制反電暈、集塵面積較大、耐腐蝕、適應工況強等優點。作為一種進一步優選方式:振打裝置206均采用了浮動跟蹤式側面振打、整體式仿形切割錘頭，為防止電除塵器經常發生的打偏、砧座脫落和掉錘現象。根據粉塵的性質設定振打數量和振打錘重量，保證清灰效果。為了防止粉塵黏結絕緣件表面而影響電除塵器工作電壓，放電極支撐及放電極振打裝置的力矩傳遞必須依靠絕緣件。作為一種進一步優選方式:絕緣裝置204優先采用專用的絕緣結構及熱風吹掃模式。為保證電除塵器高的除塵效率，作為一種進一步優選方式:兩電場皆采用高頻電源203代替傳統的高壓硅整流電源。
[0019]本發明的脫硝工作過程為:選擇性催化還原(SCR)技術是目前應用最多而且最有成效的煙氣脫硝技術。SCR技術是在金屬催化劑作用下，以NH3作為還原劑，將NOx還原成N2和!120。主要反應方程式為:
4NH3+4N0+02 — >4N2+6H208NH3+6N02 — >7N2+12H20SCR脫硝裝置5組成:SCR脫硝裝置主要由進口煙道501、靜態混合器502、催化劑模塊503、出口煙道504等組成。氨水裝置4系統主要由氨卸料模塊401、氨輸送系統模塊402、計量系統模塊403、氨水噴射系統模塊404等組成。當玻璃瓶廠窯爐產生溫度為220°C以下時，為達到SCR的最佳反應溫度，將窯爐的煙氣經燃油熱風爐3補入高溫煙氣，將其溫度從220°C提升到350°C左右，然后與窯爐的煙氣混合，混合煙氣溫度350°C左右，混合煙氣進入SCR脫硝系統5。各組成部分作用是:噴射系統404采用氣助雙流噴嘴，向管道內噴入氨水或尿素溶液，使氨水或尿素溶液盡快蒸發；靜態混合器501使煙氣與NH3完全混合；SCR反應器5內裝有催化劑503，采用 稀有金屬制作，在催化劑的作用下，NOx和NH3反應，還原生成無害的氮氣。SCR反應器5中金屬催化劑層503采用4-5層結構，3用I備或3用2備。
[0020]本發明的脫硝技術特點:(I)催化劑模塊503是整個SCR系統的核心，SCR系統選用的催化劑活性強、避免SO2 / SO3中毒能力強、選擇性強。在優良的噴射系統404、混合設備502的配合下，整個系統的NOx去除率高。(2) SCR系統的靜態混合器502，使NH3能充分與煙氣混合，保證系統有很高的脫氮效率。(3)噴射系統502不僅能適應工況的波動，而且根據氨水特性，充分考慮系統的防腐、安全、檢修等因素，能保證系統長期正常穩定運行(優先采用德國先進噴嘴，噴嘴霧化效果好，壽命長)。(4)本脫硝系統充分考慮兩種還原劑特點，既可采用氨水也可采用尿素作還原劑，兩種模式可以混合使用。(5)本脫硝系統所有儀表、設備都由計算機自動控制，模擬顯示直觀，可自動記錄運行參數，方便管理。SCR出口處的NOx分析儀與PLC配合，整個DE — NOx系統全自動運行。
[0021]本發明的脫硫工作過程為:自SCR脫硝反應器出口至煙囪入口整個脫硫系統。包括:脫硝反應器出口煙道504，余熱鍋爐6，引風機7，脫硫吸收塔8，氫氧化鈉漿液制備存儲系統及其配套的附屬設備，系統內的箱、罐、泵、管道、閥門及其所有附件。玻璃爐窯煙氣首先經過煙氣脫硝后煙氣溫度約為350°C，經余熱鍋爐6后，煙氣溫度約為140°C。由增壓風機7增壓后至濕式鈉法脫硫塔8，吸收塔的入口煙氣溫度最高不應超過180°C。煙氣在脫硫吸收塔內與噴淋而下的漿液逆流而上。進行洗滌。經過洗滌后的煙氣最后經過煙?排放。
[0022]本發明的脫硫吸收劑系統反應機理:在添加了新鮮氫氧化鈉的情況下，氫氧化鈉、副產品和水的混合物從吸收塔漿池送至噴淋層，漿液由噴嘴霧化成一定直徑的霧滴，在霧滴下落的過程中與上升的煙氣逆流接觸，霧滴將吸收煙氣中酸組份，如S02，SO3, HF和HC1，從而將其從煙氣中去除。吸收塔8本體上可分為如下三個區域:(I)洗滌區在此區域，主要是SO2和HF及HCl、的酸組分被漿液中的水吸收和溶解，SO2吸收生成HSO3-，隨后被氧化成S042—，再接著與氫氧化鈉反應。(2)吸收塔漿池區吸收塔漿池的功能為:氧化亞硫酸鹽，生成硫酸鹽。(3)氣體區在吸收塔上部，煙氣經過兩層水平安裝的除霧器，以減少夾帶的液滴。S02，SO3和HCl吸收煙氣中S02，SO3遇到液滴中的水后會發生如下反應:
502+ H2O — HSO3 H.503+ H2O — H2SO4
生成的HSO3一和H2SO4將被氫氧化鈉迅速中和，以維持SO2和SO3的有效而持久的吸收。上述為離子反應，因此反應在溶液中發生，與氫氧化鈉的反應在吸收塔漿池中完成。
[0023]本發明的脫硫氧化反應機理:吹入吸收塔漿池的空氣將亞硫酸鹽氧化成硫酸鹽:氧化:2HS03 一+ O2 — 2S042_ + 2H+吸收塔漿池pH值由氫氧化鈉劑量控制，一般控制在6.0-6.8之間。pH值是氫氧化鈉反應率和總的氫氧化鈉化學計量系數的函數，化學計量系數當量值為1.01。氧化空氣供應吸收塔的氧化空氣系統由氧化風機803 (采用羅茨風機)、氧化噴槍及相關的管道、閥門組成。氧化空氣通過氧化噴槍均勻地分布在吸收塔底部漿液池中，將SO/—氧化成SO42'
[0024]本發明的脫硫 氫氧化鈉漿液存儲系統將購買的30%左右氫氧化鈉漿液輸送入吸收塔8內。本工藝設置一座氫氧化鈉配漿池807，用于氫氧化鈉漿液耗量的儲存。外購成品氫氧化鈉漿液人工加入到配 漿池，由氫氧化鈉漿液泵806將氫氧化鈉漿液送至吸收塔8。
(I)氫氧化鈉漿池807設置容量按一臺玻璃窯爐在BMCR工況運行3天的吸收劑耗量設計。漿池配有料位計，同時也能用于遠方指示。(2)泵、箱和攪拌器漿液箱內的氫氧化鈉漿液的濃度控制在30%(Wt)左右，根據在線監測并調節漿液的濃度在規定范圍內的系統。氫氧化鈉漿液箱內設一臺攪拌器808，其設計和布置保證漿液濃度的均勻及防止漿液沉降。氫氧化鈉漿液計量泵806設置2臺，一運一備。(3)管道系統的管道、閥門和儀表考慮防腐。漿液管線布置無死區存在，以避免管道堵塞。漿液管線設計有清洗系統和閥門低位排水系統。送入吸收塔的氫氧化鈉漿液給料流量信號進入PLC系統。氫氧化鈉漿液給料量根據玻璃窯爐負荷、脫硫裝置進口和出口的SO2濃度及吸收塔漿池內的漿液pH值進行控制。
[0025]本發明的脫硫工藝水系統:脫硫系統工藝水用水以工業水母管引入，進入到工藝水箱，要求工藝水的進水壓力為0.2MPa。系統主要用水點:氫氧化鈉漿液制備用水、吸收塔補給水、除霧器沖洗用水、所有漿液輸送設備、輸送管路、貯存箱的沖洗水。本工藝設置一座工藝水箱805，工藝水箱為碳鋼結構。本脫硫工藝設置二臺工藝水泵804，一運一備，單泵容量按脫硫系統110%BMCR工況的用水量設計，水泵采用離心泵。
【權利要求】
1.一種玻璃窯爐煙氣除塵脫硝脫硫裝置，其特征在于:所述裝置包括管道、高溫電除塵器、高溫電除塵器后置有燃油熱風爐、熱風爐后置SCR反應器、SCR反應器配制氨卸料與存儲裝置、氨輸送裝置、計量裝置、氨水噴射裝置等組成、SCR反應器后置余熱鍋爐、引風機、脫硫吸收塔，氫氧化鈉漿液制備存儲系統及其配套的附屬設備，系統內的箱、罐、泵、管道、閥門及其所有附件等組成。
2.一種玻璃窯爐煙氣除塵脫硝脫硫工藝，其特征在于:玻璃窯爐產生溫度為220?350°C選用高溫電除塵器既可以滿足高除塵效率(排放濃度<30mg)，而且處理后的煙氣溫度高，滿足后續選擇性催化還原法脫硝煙氣溫度的要求；當玻璃窯爐產生溫度為220°C以下時，本工藝將窯爐的煙氣經燃油熱風爐補入高溫煙氣，將其溫度從220°C提升到350°C左右；然后與窯爐的煙氣混合，混合煙氣溫度350°C左右，達到SCR的最佳反應溫度，混合煙氣進入SCR脫硝系統；玻璃爐窯煙氣經過脫硝后煙氣溫度約為350°C，然后進入余熱鍋爐，經余熱鍋爐后，煙氣溫度約為140°C ;由增壓風機增壓后至濕式鈉法脫硫塔，吸收塔的入口煙氣溫度最高不應超過180°C，煙氣在脫硫塔內與噴淋而下的漿液逆流而上，進行洗滌，經過洗滌后的煙氣至煙?入口達標排放。
3.根據權利要求1所述的高溫電除塵器主要由進風口、殼體、放電極、收塵極、振打裝置、絕緣裝置、出風口、灰斗、高低壓控制裝置等組成；高溫電除塵器中第一、第二電場皆采用高頻電源；高溫電除塵器中振打裝置采用浮動跟蹤式側面振打、整體式仿形切割錘頭；高溫電除塵器中絕緣裝置配有熱風吹掃模式，防止粉塵黏結絕緣件表面而影響電除塵器工作電壓；高溫電除塵器中放電極、收塵極采用框架式管形收塵極和放電極，代替傳統的板線結構。
4.根據權利要求1所述的所述的SCR反應器中金屬催化劑層采用4-5層結構，3用I備或3用2備；脫硝氨水噴射裝置中噴射系統采用氣助雙流噴嘴。
5.根據權利要求1所述的除塵脫硝脫硫裝置整個系統配制旁路系統，旁路閥； 余熱鍋爐配制芳路系統、芳路閥。
6.根據權利要求1所述的脫硫吸收塔分為如下三個區域:洗滌區、吸收塔漿池區、氣體區；所述的脫硫氫氧化鈉漿液存儲系統分為:(1)氫氧化鈉漿池、漿池配有料位計，同時也能用于遠方指示(2)泵、箱和攪拌器氫氧化鈉漿液計量泵設置2臺，一運一備(3)管道系統:管道、閥門和儀表考慮防腐，漿液管線布置無死區存在，以避免管道堵塞。
【文檔編號】B01D53/86GK103480272SQ201310458310
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月1日 優先權日:2013年10月1日
【發明者】王脯勝, 王芝海 申請人:王脯勝