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浮法玻璃窑炉燃料及其烟气污染物排放特性与治理技术分析-【zixun】

发布时间:2021-10-12 16:14:46 阅读: 来源:发热管厂家

浮法玻璃制造业是一个高能耗行业,目前,国内外玻璃窑炉所使用的燃料主要以化石类燃料为主,如天然气、发生炉煤气、石油焦粉和重油等。通过对浮法玻璃窑炉用燃料及其烟气污染物排放特性进行有效分析与梳理,对治理烟气污染物技术与方法的列举,可为其烟气污染物治理技术的选择提供参考。

(1)浮法玻璃窑炉燃料种类及其基本性质:当前,在我国浮法玻璃窑炉中,主要以天然气、发生炉煤气、石油焦粉和重油为燃料。以上4种燃料在我国浮法玻璃窑炉中使用的占比约为:天然气15%、发生炉煤气35%、石油焦粉35%、重油12%。①天然气为气体燃料,属于洁净环保的优质能源,其特点是成分与发热量都比较稳定,燃烧时产生的二氧化碳少于其他化石燃料,且天然气的热值高、燃烧速度快,能有效改善环境质量。②发生炉煤气主要成分为一氧化碳、氢、氮、二氧化碳等,为气体燃料,其特点是热值低、毒性大。③石油焦粉属于固体粉末燃料,其主要的元素组成为碳,质量分数为80%以上,其余的为氢、氧、氮、硫和金属元素。石油焦因其价格低廉,常常用作工业燃料,全球生产的80%左右的石油焦都是高硫、燃料级石油焦。④重油其特点是分子量大、黏度高,其成分主要是碳氢化合物,另外,含有部分的硫及微量的无机化合物。

(2)浮法玻璃窑炉中烟气的组成与特性:浮法玻璃窑炉中燃料的组成来源主要包括两个方面,即烟气和烟尘。烟气是由燃料燃烧和原料分解产生的气体所组成,主要包括CO2、H2O、CO、NOx和SOx,以及非常少量的HCl、HF等。烟尘主要是由燃料中的灰分、不可燃的颗粒物、配合料中挥发的组分、密度较轻的原料挥散、燃烧火焰的冲击下火焰对原料中的超细粉末进行卷吸所造成的。烟气和烟尘在玻璃熔窑熔化部的火焰空间混合,形成了烟气污染物。表1是浮法玻璃窑炉烟气污染物的初始排放浓度。

浮法玻璃窑炉烟气中NOx的主要来源为燃料型NOx、燃料型NOx、热力型NOx,其中热力型NOx在浮法玻璃窑炉烟气中NOx占比约达到90%,NOx中的NO约占95%,NO2约占5%。①原料型NOx主要是在使用变价氧化物作为澄清剂时,需要使用盐作为氧化剂,由于原料中的用量非常少,在高温分解时会产生少量氮氧化物。②燃料型NOx的产生主要是由于在玻璃熔窑中所使用的天然气、发生炉煤气、石油焦粉和重油等燃料组分中,或多或少会含有少量N元素。燃料组分中的N在高温下与O2反应生成NOx。③热力型NOx主导着浮法玻璃窑炉烟气中NOx的生成总量,其产生的原因主要是进入玻璃熔窑空气中的N2与O2在高温下剧烈反应生成NOx。浮法玻璃熔化过程中,在玻璃熔窑的长度方向上多采用“山形”温度曲线实施控制,“热点”温度控制在1 580℃。热力型NOx主要与温度和N2量有关。

浮法玻璃窑炉烟气中SOx的主要来源有两个方面,一是燃料中本身含有硫成分,在燃烧中氧化产生的SOx。在浮法玻璃窑炉所使用的天然气、发生炉煤气、石油焦粉和重油燃料中,石油焦粉和重油的含硫量很高,产生的SOx也很多。二是浮法玻璃普遍采用“还原性硫澄清”技术,在使用该技术时,利用芒硝与C粉进行配合,调整原辅料(如芒硝Na2SO4)在熔窑内熔化过程中的分解温度,并释放出SOx。

(3)玻璃炉窑烟气减排技术与方式见表2,浮法玻璃生产过程NOx减排的主要技术与方法见表3,浮法玻璃生产过程SOx减排的主要技术与方法见表4。

表2浮法玻璃生产过程烟尘减排的主要技术与方法

表3浮法玻璃窑炉烟气NOx减排的主要技术与方法

表4浮法玻璃窑炉烟气SOx减排的主要技术与方法

随着GB 26453—2011《平板玻璃工业大气污染物排放标准》等新标准在玻璃行业的全面实施和执行,对玻璃窑炉产生的烟气进行多污染物综合治理的要求越来越高、越来越严格。针对玻璃炉窑烟气特性,开展有针对性的烟气治理技术的研发,促进玻璃行业大气污染防治技术进步势在必行。玻璃企业需结合自身特点,对玻璃窑炉烟气中的粉尘、NOx及SOx等多污染物进行有效治理,符合国家节能环保政策要求,技术先进且经济合理。从长远看,要实现超净排放,仅依靠末端治理,其治理成本、治理压力非常大。势必要求玻璃企业利用现有的和研发新的节能减排技术,在浮法玻璃生产的全流程、各阶段采取相应的技术与措施,采取全流程减排模式。

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