平板玻璃工业窑炉烟气中高温SCR脱硝中试研讨

北极星环保网讯:摘要：我国平板玻璃工业正面临严峻的NOx控制情势，研讨并推行玻璃窑炉高效脱硝技术对玻璃工业开展及大气环境维护均具有重要意义。选择性催化复原(SCR)脱硝技术是国际外公认效率最高的脱硝技术，但是该技术在玻璃窑炉中推行使用还面临诸多技术成绩。本研讨设计并建立了10000Nm3/h的平板玻璃工业窑炉中高温SCR脱硝中试安装，剖析了玻璃窑炉烟气组分动摇规律及其对SCR脱硝零碎的潜在影响，调查了烟气温度、喷氨量控制和烟气处置量等工艺参数，展开了为期6d的延续运转实验。这些在实践烟气中展开的研讨为玻璃窑炉SCR脱硝技术研讨分享了少量一手数据和经历。

玻璃是一种历史悠久、使用普遍的无机资料，次要分为平板玻璃、技术玻璃、光学玻璃、日用玻璃和玻璃纤维纱等类型。平板玻璃工业是指采用浮法、平拉、压延等工艺制造平板玻璃的工业，是我国重点工业净化控制行业之一。我国平板玻璃工业窑炉常采用重油或石油焦作为燃料，会发生烟尘、二氧化硫、氮氧化物等净化物。由于玻璃熔化工艺熄灭温度十分高，热力型氮氧化物发生量十分大，招致玻璃窑炉的NOx排放浓度高达数千毫克每标立方，远高于水泥、陶瓷等其他类型的工业炉窑。目前，我国平板玻璃工业已片面执行氮氧化物700mg/m3的排放规范，行业面临严峻的氮氧化物控制情势。因而，研讨并推行玻璃窑炉高效脱硝技术对玻璃工业开展及大气环境维护均具有重要意义。

选择性催化复原(SCR)和选择性非催化复原(SNCR)是目前商业使用最成功的的2种脱硝技术。SNCR脱硝效率无限，且必需在窑内喷氨，会对玻璃添加剂玻璃质量发生影响，目前难以在玻璃窑炉中推行使用。SCR是国际外公认效率最高的脱硝技术，已成为火电厂和机动车氮氧化物控制的主流技术，但是在玻璃窑炉中推行使用还存在诸多技术成绩，需在实践烟气中停止验证或研讨，次要表现在:(1)玻璃窑炉存在换火进程，此时窑炉熄灭温度先迅速降低再迅速降低，NOx生成量猛烈动摇，氨能够瞬时缺乏或过量，招致脱硝效率下降或氨逃逸(2)局部玻璃窑炉只能选取300℃以下的烟气段装置SCR安装，无法满足传统商用低钒催化剂300～420℃的最佳温度区间，必需选用高钒催化剂才能够获得理想的脱硝效率，而高钒催化剂以往大多用于低硫或无硫环境，因而其在高硫环境中的波动性有待察看(3)玻璃窑炉多采用富氧熄灭，烟气中SO2含量较高，中高温条件下的氨堆积成绩能够较严重，能够惹起SCR催化剂中毒(4)玻璃窑炉烟尘中碱金属、碱土金属和砷等物质的含量较高，这些物质易惹起SCR催化剂中毒，招致脱硝效率疾速下降。

我国华尔润玻璃产业股份无限公司、吴江南玻玻璃无限公司、江苏科行环境工程技术无限公司等对玻璃窑炉SCR技术展开了积极的尝试性研讨，取得了少量的重要经历。但是，目前关于玻璃窑炉SCR技术研讨的报道依然较少，针对上述技术成绩的研讨更是极为紧缺。针对这一现状，本实验经过在某平板玻璃工业窑炉建立10000Nm3/h的SCR脱硝中试安装，围绕工艺设计优化、关键工艺参数和长工夫延续运转情况展开研讨，验证和讨论各技术成绩，以期为玻璃窑炉SCR脱硝技术研讨提供参考。

1实验局部

1.1催化剂

本研讨采用蜂窝式成型催化剂，次要成分为钒钛。钒钛催化剂具有活性高、选择性强、抗硫性好等优点，其二氧化钛载体在SO2和O2存在的状况下只是微弱可逆的被硫化，在高硫烟气中催化剂波动性表现良好[1，15]。催化剂体积为2m3，分为2个模块，模块装置尺寸为1100mm×1100mm×1300mm。

1.2SCR脱硝中试设计

结合SCR脱硝技术的工艺特点战争板玻璃工业窑炉烟气的排放特征可知，适用于玻璃窑炉的SCR脱硝零碎必需满足如下要求:(1)尽量防止烟气温度下降，以保证催化剂的脱硝效率，并且降低硫铵盐的生成量(2)设计合理的喷氨方式，防止玻璃窑炉换火进程招致的氨逃逸或脱硝效率下降(3)设计可行的硫铵盐清洗措施，防止设备腐蚀(4)设计烟气预处置安装，加重催化剂的碱金属、碱土金属和砷中毒。

针对玻璃窑炉SCR脱硝零碎的特殊要求，本实验展开如下针对性设计(脱硝零碎设计图见图1):(1)从烟气入口开端，管道全程保温(2)喷氨点设计在预处置塔之前，采取延续喷氨方式，氨氮比控制在0.8～1，氮氧化物的量经过计算2h内每分钟的均匀值取得(3)在SCR安装前设计烟气预处置塔，塔内布置大批填料，缓冲硫铵盐和碱金属、碱土金属、砷等物质对催化剂的影响。

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中试安装建在广东省佛山市拙劣区明城镇某特种玻璃消费企业，燃料为重油，设计烟气处置量为10000Nm3/h，设计脱硝效率为70%。该企业采用压延工艺，消费的玻璃次要用于微波炉，玻璃含硅、硼、钠、钾、锌、铅、镁、钙和钡等成分。下游烟道中(车间外)的烟气温度约为275～320℃，由于喷氨鼓风及烟道散热，接入SCR安装的烟气入口处温度下降至230～290℃。烟气处置量可以经过风机控制，开机运转后催化床层存在一个升温进程，但普通不能按需调理烟气温度。

1.3中试研讨方案

中试研讨中首先剖析烟气组分动摇规律及对SCR脱硝影响，明白玻璃窑炉特有的换火操作对SCR脱硝零碎的潜在影响，然后调查烟气温度、喷氨量控制和烟气处置量等参数对SCR脱硝的影响，优化得出SCR脱硝零碎高效波动运转所需的工艺参数，最初展开为期6d的延续运转实验，基于实践烟气实验后果讨论玻璃窑炉中高温SCR技术的硫铵盐堆积、催化剂中毒等成绩。

1.4剖析办法与检测手腕

脱硝反响器进出口的NO、NO2、SO2和O2浓度经过德国rbrEcom-J2KNProIN多功用烟气剖析仪测定，出口氨逃逸采用纳氏试剂分光光度法测定。

脱硝效率定义为:脱硝效率=(出口NOx浓度-出口NOx浓度)÷出口NOx浓度×100%。

2实验后果及讨论

2.1烟气组分动摇规律及对SCR脱硝影响剖析

玻璃窑炉换火操作的典型特征是CO浓度迅速降低，正常熔融进程中CO浓度不超越几十mg/m3，但在换火操作时上升至数千mg/m3。换火进程中，脱硝设备进出口烟气温度变化不大。由于玻璃窑炉换火操作，出口NOx浓度出现规律性变化，详见图2。正常熔融进程中，氮氧化物的浓度为，1800～2200mg/m3(折算为标况)换火进程中，NOx浓度迅速降低，甚至能够低至100mg/m3以下，换火完成后，NOx又迅速降低。依据SCR脱硝主反响方程式(1)，SCR工艺的实际氨氮比为1，氨氮比过低会影响脱硝效率，氨氮比过高则容易添加氨逃逸[16]，工程使用中常依据脱硝效率及运转本钱要求将氨氮比控制在0.6～1.05。由于玻璃窑炉排放的NOx浓度随换火操作出现规律性变化，氨氮比控制将十分困难，很容易呈现氨霎时过量或缺乏的成绩。

4NO+4NH3+O2&rarr催化剂4N2+6H2O(1)

与NOx类似，SO2也会呈现动摇(图3)，但未表现出分明的规律性。SO2均匀浓度约为6000～7600mg/m3(折算为标况)。普通以为，在湿润的含氧烟气中，SO2会与NH3发作如式(2)、(3)和(4)所示的反响。通常状况下，亚硫酸铵在60℃左右开端分解，硫酸氢铵在200℃左右开端分解，而硫酸铵在280℃以上才开端分解。SCR安装入口处烟气温度约为230～290℃，在此温度范围内硫酸铵难以疾速分解，因而，SCR安装中存在硫酸铵累积的成绩，能够对SCR安装形成腐蚀，并且能够招致催化剂中毒。