摘要：我國的平板玻璃產(chǎn)量已連續(xù)26年位居世界首位，但玻璃爐窯在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量煙塵、氮氧化物、二氧化硫等大氣污染物，且煙氣成分復(fù)雜，若要煙氣達(dá)標(biāo)排放，對治理技術(shù)要求較高。選擇一種典型的煙氣治理技術(shù)路線，對其污染物減排效果和經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行分析，為平板玻璃行業(yè)煙氣治理提供一種技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的工藝流程。  

1平板玻璃行業(yè)概況  

玻璃廣泛應(yīng)用于建筑、日用、醫(yī)療、汽車、電子、儀表等領(lǐng)域，其中平板玻璃工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展不可或缺的重要材料工業(yè)，目前有70%用于建筑，10%用于汽車制造，20%用于家居。  

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，房地產(chǎn)行業(yè)拉動了平板玻璃行業(yè)的快速發(fā)展，平板玻璃產(chǎn)量從1989年開始至今已連續(xù)26年位居世界首位，產(chǎn)量超過全球總產(chǎn)量的50%。2010～2015年全國的平板玻璃產(chǎn)量見表1。  

平板玻璃根據(jù)生產(chǎn)工藝主要分為浮法玻璃、壓延玻璃和平拉玻璃，目前浮法玻璃在平板玻璃生產(chǎn)線中占主流地位，達(dá)到90%以上。截至2014年底，國內(nèi)的浮法玻璃生產(chǎn)線有320條，總產(chǎn)能為11.58億重量箱/年。其中：在產(chǎn)生產(chǎn)線235條、產(chǎn)能為9.17億重箱/年[1]。平板玻璃生產(chǎn)中排放的粉塵約1.2×104噸，SO2約1.61×105噸，NOx約1.4×105噸[2]，玻璃窯爐產(chǎn)生的污染已引起環(huán)保部門及民眾的廣泛關(guān)注。  

2玻璃窯爐運行特點及煙氣特性  

2.1運行特點  

玻璃窯爐的生產(chǎn)運行特點主要表現(xiàn)為：  

（1）玻璃的生產(chǎn)制造從點火開始，一般窯齡內(nèi)不能停窯，采用持續(xù)、不間斷的生產(chǎn)方式，這種流水線式的生產(chǎn)方法決定了玻璃窯爐的持續(xù)性運轉(zhuǎn)特點。  

（2）玻璃窯爐的正常作業(yè)需要保持一定的燃燒氣氛，生產(chǎn)時的煙氣壓力要求穩(wěn)定，由于兩側(cè)換火，玻璃窯爐的煙氣量波動較大。  

（3）玻璃窯爐排放的煙氣需要經(jīng)過余熱鍋爐的回收處理，用以供油系統(tǒng)的生產(chǎn)，煙氣排放溫度較高，出口煙氣溫度一般為400℃～500℃，多配有余熱鍋爐[3]。  

2.2煙氣特性  

在平板玻璃生產(chǎn)過程中，有配料過程、物料熔化過程和玻璃成型過程等。配料和成型過程主要是物理過程，產(chǎn)生的污染主要是粉塵性廢氣。物料熔化過程主要是通過燃料燃燒產(chǎn)生熱量將物料熔化和分解的過程，產(chǎn)生的主要污染物是煙塵、SO2、NOx等。  

據(jù)統(tǒng)計，55%的平板玻璃生產(chǎn)線采用石油焦粉作為燃料，25%的平板玻璃生產(chǎn)線采用重油作為燃料，剩余的20%則采用天然氣、煤制氣作為燃料[4]。  

因燃料特性不同，玻璃窯爐煙氣污染物的成分也不盡相同。以重油為燃料的玻璃窯爐為例，煙氣中的主要污染物是SO2、NOx和煙塵，煙氣中還含有多種酸性氣體如HCl、HF等，且煙塵成分復(fù)雜、黏性大，堿金屬含量高；而以天然氣、煤制氣為燃料的玻璃窯爐，煙氣中的SO2及粉塵含量則相對較少[5]。表2為燃用不同燃料的玻璃窯爐污染物排放濃度。  

由表2可以看出，使用不同燃料，玻璃窯爐的污染物排放濃度差別較大，其中以石油焦粉、重油為燃料的玻璃窯爐污染物原始排放濃度較高，且污染物濃度波動范圍較大。  

與火電廠的煙氣治理相比，玻璃窯爐的煙氣凈化治理困難較多。玻璃窯爐燃料復(fù)雜、爐溫高，高溫燃燒會產(chǎn)生大量熱力型NOx，同時，原料分解也產(chǎn)生一定量的NOx，玻璃窯爐出口煙氣中NOx濃度也很高，煙氣中細(xì)微塵多且黏性強(qiáng)、堿金屬濃度高，HF、HCl等物質(zhì)容易造成脫硝催化劑的堵塞與中毒，對脫硝反應(yīng)有較大影響。  

因此，玻璃爐窯煙氣污染物控制技術(shù)路線的選用與布置，需考慮煙氣排放濃度的波動范圍，需充分考慮煙氣中的有害成分，考慮多方面因素對污染物控制技術(shù)路線的影響，要采取合理的措施降低污染物排放濃度。  

3一種典型治理技術(shù)路線的環(huán)境效益及經(jīng)濟(jì)成本分析  

玻璃窯爐根據(jù)燃用的燃料不同，煙氣中排放的污染物濃度、粉塵特性也有著非常大的差異。以石油焦、煤制氣、天然氣作為燃料的玻璃窯爐，其煙氣治理技術(shù)、設(shè)備及不同工藝的選擇也有差異。  

本文選擇一種典型的玻璃窯爐煙氣治理技術(shù)路線：  

玻璃窯爐+余熱鍋爐+高溫電除塵+SCR脫硝+余熱鍋爐+鍋爐引風(fēng)機(jī)+半干法脫硫設(shè)備+脫硫引風(fēng)機(jī)+煙囪，以實際案例對其污染物減排及經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行分析。  

3.1污染物減排效果  

以某玻璃企業(yè)集團(tuán)1#、2#600t/d玻璃爐窯生產(chǎn)線為例，該工程采用石油焦粉為燃料，產(chǎn)生的煙氣特性見表3。  

為使煙氣達(dá)標(biāo)排放，對玻璃窯爐進(jìn)行如下煙氣治理設(shè)施配置：玻璃窯爐+余熱鍋爐+高溫電除塵+SCR脫硝+余熱鍋爐+鍋爐引風(fēng)機(jī)+半干法脫硫設(shè)備+脫硫引風(fēng)機(jī)+煙囪。其中，除塵技術(shù)采用4個電場電除塵器，電源采用三相高效電源；脫硝選用還原劑為氨水的SCR反應(yīng)器，每套脫硝裝置按“三加一”（反應(yīng)器催化劑3層運行，1層備用）設(shè)計，配備過飽和高壓蒸氣或經(jīng)除油、脫水處理的壓縮空氣耙式吹灰器進(jìn)行清灰；脫硫選用半干法脫硫技術(shù)。  

該工藝布置的優(yōu)點為：脫硝前除塵，降低了煙氣中粉塵對催化劑的毒化作用，有利于提高催化劑的使用壽命；半干法脫硫工藝系統(tǒng)相對簡單，系統(tǒng)可自動運行，人員配置較少，且能耗相對較低，脫硫后煙氣系統(tǒng)無需防腐。但也存在SCR前設(shè)置電除塵器，為了保證合適的脫硝催化溫度，對系統(tǒng)漏風(fēng)率及保溫性能要求較高，除塵脫硝后煙氣在半干法脫硫過程中重新引入粉塵（脫硫劑），電除塵能耗浪費等缺點。  

整個流程配置的特點為：1）鈉鈣雙基耦合煙氣調(diào)質(zhì)技術(shù)；2）干式/半干式脫硫集成技術(shù)；3）棒型雙針刺陰極線、防變形陽板配置技術(shù)；4）瓷套選型及布置技術(shù)；5）蒸氣+聲波聯(lián)合清灰技術(shù)等。  

玻璃窯爐煙氣經(jīng)過此技術(shù)路線，廢氣排放檢測效果良好（見表4）。  

玻璃窯爐煙氣中NOx、SO2、煙塵排放濃度分別為500mg/m3、250mg/m3、30mg/m3，能夠滿足2011年國家頒2011）中的要求（NOx排放濃度應(yīng)小于700mg/m3，SO2小于400mg/m3，顆粒物排放濃度小于50mg/m3），并分別低于該標(biāo)準(zhǔn)排放限值的28.6%、37.5%、40%。  

由此可見，該技術(shù)路線對于玻璃窯爐煙氣治理，在污染物濃度減排方面具有較明顯的效果。  

3.2經(jīng)濟(jì)成本分析  

在具體實例中，玻璃窯爐的主要經(jīng)濟(jì)成本體現(xiàn)在初始投資及運行成本上，影響成本最大的因素是玻璃窯爐煙氣量的大小，而影響其年運行費用的主要因素包括煙氣量、初始污染物濃度及排放濃度，此外采用不同的脫硫工藝，投資成本及運行費用也有較大差別。  

同樣以該玻璃企業(yè)集團(tuán)1#、2#600t/d玻璃爐窯生產(chǎn)線為例，表5、表6分別為600t/d燃用石油焦鍋爐煙氣治理工藝的建設(shè)、運行成本。  

采用此技術(shù)路線的建設(shè)成本包括鍋爐改造、四電場的除塵器安裝、SCR脫硝系統(tǒng)、半干法脫硫系統(tǒng)的投入使用，合計為1950萬元。運行成本涵蓋工作人員（12人）工資、還原劑氨水的使用、脫硫吸收劑消石灰的消耗以及相應(yīng)的水耗、電耗成本等，合計1054.24萬元/年。  

4總結(jié)  

（1）我國每年生產(chǎn)大量的平板玻璃，玻璃爐窯排放的煙氣中含有大量硫氧化物、氮氧化物及煙塵等大氣污染物，對大氣造成嚴(yán)重的污染。采取有效的煙氣治理措施刻不容緩。  

（2）玻璃爐窯具有連續(xù)運轉(zhuǎn)、產(chǎn)生的煙氣波動大、煙溫高等特點，且煙氣成分復(fù)雜具有黏性強(qiáng)、堿金屬含量高等性質(zhì)。為此，要結(jié)合玻璃爐窯運行及產(chǎn)生煙氣的特點選擇合適的治理技術(shù)路線，使污染物排放濃度達(dá)標(biāo)。  

（3）結(jié)合玻璃窯爐的特性，選擇玻璃窯爐+余熱鍋爐+高溫電除塵+SCR脫硝+余熱鍋爐+鍋爐引風(fēng)機(jī)+半干法脫硫設(shè)備+脫硫引風(fēng)機(jī)+煙囪技術(shù)，具有較優(yōu)的環(huán)境效益，經(jīng)濟(jì)合理，可在平板玻璃行業(yè)推廣使用。

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