引言

玻璃制造業(yè)屬于高耗能、高污染產(chǎn)業(yè)。據(jù)中國建筑玻璃與工業(yè)玻璃協(xié)會統(tǒng)計,我國浮法玻璃生產(chǎn)線總數(shù)達353條。玻璃熔窯排放煙氣溫度高(400~600℃),氮氧化物排放量大(2000~3000mg/Nm3),隨著我國環(huán)保要求的進一步提高,玻璃生產(chǎn)企業(yè)面臨著巨大的壓力。

高溫復(fù)合濾筒塵硝一體化脫除技術(shù)是近年來出現(xiàn)的一種新技術(shù),該技術(shù)在完成脫硝反應(yīng)的同時,實現(xiàn)了粉塵脫除,脫硝效率可達95%,粉塵排放濃度≤5mg/Nm3,從真正意義上實現(xiàn)了除塵脫硝一體化超凈排放。2018年,高溫復(fù)合濾筒塵硝脫除設(shè)備被國家工信部、科技部列入了《國家鼓勵發(fā)展的重大環(huán)保技術(shù)裝備目錄》。

1高溫復(fù)合濾筒塵硝脫除設(shè)備的組成及特點

1.1設(shè)備主要組成

高溫復(fù)合濾筒塵硝脫除設(shè)備如圖1所示。

圖1高溫復(fù)合濾筒塵硝脫除設(shè)備

1.1.1殼體

殼體主要由墻板、花板、凈氣室、灰斗、鋼支架等組成。

1.1.2進氣、出氣煙道

(1)進氣煙道從熔窯出口的換熱器引出,通過煙道上設(shè)置的氣流分布板引入設(shè)備本體。

(2)出氣煙道從設(shè)備的凈氣室引出,將處理后滿足排放要求的煙氣引入余熱鍋爐,經(jīng)余熱鍋爐處理后直接排入煙囪。

1.1.3復(fù)合濾筒

復(fù)合濾筒是該設(shè)備的核心元件,主要是由無機粘結(jié)劑及氧化鋁纖維經(jīng)高溫煅燒而成,濾筒本體支撐不需框架,其本身具有一定的剛度,纖維交織成的多孔結(jié)構(gòu)具有高孔隙率,孔隙率達70%~95%,并且具有很好的抗熱震性。

1.1.4清灰系統(tǒng)

復(fù)合濾筒的清灰采用壓縮空氣脈沖行噴吹技術(shù)。設(shè)備運行過程中,煙氣中的粉塵被濾筒表面攔截下來,一部分粉塵在重力作用下自由落入灰斗,另一部分粉塵粘附在濾筒表面。當濾筒阻力達到設(shè)定的清灰阻力值時,脈沖閥開啟,高壓氣體從噴吹管瞬間噴入濾筒,使粉塵從濾筒表面剝離。

1.1.5輸灰系統(tǒng)

灰斗內(nèi)的粉塵達到一定量時,需要通過輸灰系統(tǒng)將粉塵輸送至指定的灰倉,最后由專車將收集的粉塵拉走。輸灰系統(tǒng)的啟停主要由灰斗上的高低料位計來控制。

1.1.6噴氨系統(tǒng)

噴氨系統(tǒng)主要由氨水儲存系統(tǒng)、氨水泵、質(zhì)量流量計、噴槍等組成,氨水通過氣液雙相噴槍霧化后噴入煙道。

1.1.7預(yù)處理系統(tǒng)

為保護復(fù)合濾筒,在設(shè)備投運前需對濾筒進行預(yù)加熱及預(yù)涂灰,并將殼體內(nèi)溫度加熱到1006以上,確保濾筒的溫度在露點溫度以上。預(yù)涂灰噴口布置在設(shè)備進口煙道上,利用氣力輸送裝置將預(yù)涂灰粉噴入煙道內(nèi),使灰粉均勻地吸附于濾筒外邊緣。

1.1.℃智能控制系統(tǒng)

復(fù)合濾筒塵硝脫除設(shè)備工藝簡單,氮氧化物排放根據(jù)在線監(jiān)測系統(tǒng)控制噴氨量,清灰系統(tǒng)、輸灰系統(tǒng)也都采用自動控制模式。

1.2設(shè)備工作原理

當含塵氣體由熔窯換熱器進入到進氣煙道時,霧化后的氨水噴入煙道,與煙氣一起在煙道氣流分布板的作用下均勻涌入復(fù)合濾筒設(shè)備。鑒于濾筒的篩濾、攔截作用,粉塵均被阻留在復(fù)合濾筒外表面。不含塵的煙氣緩慢地流經(jīng)濾筒催化劑層,氮氧化物在催化劑作用下充分反應(yīng),被基本脫除干凈。經(jīng)除塵、脫硝后的潔凈煙氣從凈氣室引出。設(shè)備運行一段時間后,要進行清灰,采用脈沖行噴吹技術(shù),將粘附在復(fù)合濾筒表面的粉塵收集到灰斗內(nèi),最后由輸灰系統(tǒng)將粉塵集中輸送到指定的灰倉。

1.3設(shè)備技術(shù)優(yōu)勢

(1)復(fù)合濾筒壽命可達58℃年,催化劑壽命可長達5年:

(2)因濾筒表面有塵餅形成,可保護催化劑免受砷、硒、

鉀、鈉等元素毒化,催化劑均勻分布在濾筒內(nèi)部,納米級的催化劑顆粒有助于擴大活化表面積,催化劑停留時間和效率達到最大化:

(3)除塵效率高,濾筒表面覆膜孔徑極小,可處理亞微米級的顆粒,使含塵氣體凈化到5~m/~3甚至更低:

(4)附屬設(shè)備少,節(jié)省投資:

(5)可在高溫下工作,耐溫可達500g。

2設(shè)備應(yīng)用中遇到的問題

2.1運行過程中不能停爐

玻璃熔窯一旦停爐,整個熔窯基本就作廢了。再次投產(chǎn)時必須進行新的熔窯烘烤、投料、試生產(chǎn),重新投產(chǎn)至少需要一個月的時間。熔窯除塵脫硝工藝主要包括高溫電除塵器＋sCR＋電布袋除塵和高溫復(fù)合濾筒在內(nèi)的塵硝一體化處理工藝,在設(shè)備運行過程中一旦出現(xiàn)故障需要停機檢修,因此玻璃熔窯均設(shè)有底下旁路煙道,當設(shè)備出現(xiàn)故障時開啟旁路煙道,未經(jīng)處理的煙氣直接排入煙囪,排放超標,加劇大氣污染。隨著環(huán)保要求的不斷提高,部分地區(qū)已不允許煙氣走旁路。部分玻璃廠家只能安裝環(huán)保備用系統(tǒng),增加了成本投入,給企業(yè)造成了不小的經(jīng)濟負擔。同時企業(yè)占地面積加大,很多廠家已經(jīng)沒有改造空間,導(dǎo)致進退兩難。

2.2設(shè)備高溫造成脈沖閥損壞

復(fù)合濾筒塵硝脫除設(shè)備在運行過程中,殼體內(nèi)部溫度高達300~400℃。安裝在設(shè)備上的脈沖閥雖然裸露在保溫棉外,但其連接件噴吹管與煙氣直接接觸,高溫煙氣會通過噴吹管導(dǎo)熱到脈沖閥。脈沖閥通過內(nèi)部橡膠膜片來控制壓縮空氣的啟閉,其耐熱溫度為100~150℃。為防止膜片受高溫影響后損壞或加速老化,清灰系統(tǒng)設(shè)計時將噴吹管進行了加長,使噴吹管裸露在空氣中加快散熱。雖然這樣能解決脈沖閥受熱損壞的問題,但噴吹管加長會產(chǎn)生空間浪費及人員燙傷的風險。

3解決方案

3.1設(shè)備采用分區(qū)控制,實現(xiàn)在線檢修功能

將塵硝脫除設(shè)備的濾筒分隔成若干個倉室,如原單臺設(shè)備為2400根復(fù)合濾筒,現(xiàn)分隔為6個小倉室,每個倉室相互獨立且設(shè)置有隔熱層,其進出口管道由單獨的閥門控制,清灰系統(tǒng)和輸灰系統(tǒng)也相對獨立。當某個倉室出現(xiàn)故障時,可將煙氣隔開后單獨檢修,在檢修期間其余倉室照常工作互不影響,玻璃熔窯也可照常工作。

3.2采用噴吹管自冷卻技術(shù)

噴吹管自冷卻技術(shù)是指在噴吹管上增設(shè)一個冷卻孔,運行過程中,設(shè)備內(nèi)部一直處于負壓狀態(tài),冷卻孔與外界空氣相通,在負壓狀態(tài)下少量常溫空氣被帶入噴吹管,使凈氣室內(nèi)的空氣無法串入脈沖閥,從而使噴吹管與脈沖閥接觸部位溫度小于100℃,有效保護了脈沖閥。

4結(jié)語

高溫復(fù)合濾筒塵硝脫除設(shè)備可在玻璃熔窯不停機狀態(tài)下實現(xiàn)設(shè)備檢修,同時煙氣滿足排放要求。一條玻璃熔窯生產(chǎn)線的生命周期約為5~℃年,常規(guī)環(huán)保設(shè)備的使用周期一般只有3~4年,而該濾筒塵硝脫除設(shè)備的壽命周期達5~℃年,可為企業(yè)減少人力、物力的投入,減輕經(jīng)濟負擔。