干法脱硫+RSDA半干法脱硫技术在平板玻璃废气治理中的应用

2015-12-10胡俊波郭威鲁然英薛俊杰

河南建材 2015年6期

关键词：平板玻璃半干法雾化器

胡俊波郭威鲁然英薛俊杰

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

干法脱硫+RSDA半干法脱硫技术在平板玻璃废气治理中的应用

胡俊波郭威鲁然英薛俊杰

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

平板玻璃在生产过程中会产生大量的SO2。随着大气污染的日益严峻，国家对平板玻璃SO2的排放要求也日益严格，排放标准也不断提高。这里针对干法脱硫+RSDA半干法脱硫技术在平板玻璃生产废气中的处理效果，结合企业的实例对该技术应用进行探讨。

平板玻璃；脱硫；防治技术

0 前言

平板玻璃也称白片玻璃或净片玻璃，具有透光、透明、保温、隔声、耐磨、耐气候变化等性能。由于平板玻璃行业前期发展扩张过快，重复建设问题突出，目前产能严重过剩，是国家重点调控的行业之一。随着大气污染的日益严峻以及酸雨问题的困扰，国家对平板玻璃SO2的排放要求日益严格，排放标准不断提高。许多地方已经要求平板玻璃企业使用天然气等清洁燃料,制定严格的地方排放标准，以减少SO2的排放。尽管如此，由于平板玻璃原料中芒硝的热解,烟气中的SO2排放量还是很大，需要采取后续脱硫设施降低SO2排放量。平板玻璃品种较多，生产工艺也略有差异，但主要工艺仍为浮法生产工艺，这里仅针对以天然气为燃料的优质浮法平板玻璃生产过程中烟气SO2防治措施进行探讨分析。

1 浮法平板玻璃生产工艺简介

浮法平板玻璃是将玻璃生产原料硅砂（砂岩）、纯碱、长石、白云石、石灰石、芒硝等，按一定比例通过各系统的三通闸门进入混合机混合，混合均匀的配合料卸入中间料仓，经可逆带式输送机入配合料带式输送机后，输送到窑头料仓储存待用。

原料车间制备好的混合料由配合料带式输送机送到浮法联合车间，碎玻璃由振动给料机均匀地撒在配料碎玻璃带式输送机上。配合料带式输送机上设有除铁器，磁性金属可以在输送过程中被剔除出配合料系统。配合料带式输送机上另设有犁式卸料器，不合格的配合料由此排出配合料系统。加有碎玻璃的配合料经往复移动带式输送机卸入窑头料仓。窑头料仓下设斜毯式投料机进行连续投料，将料推入熔窑。熔窑以天然气作为燃料，燃料量与助燃空气定值比例调节。窑温由人工设定各小炉燃料供给量来实现温度调节和自动控制，并进行巡回检测、记录。熔窑设电视监控系统，监视火焰和泡界线状况。

配合料经高温熔化、澄清、均化、冷却后形成合格的玻璃液流入流液道，并由流液道调节闸板控制进入锡槽的玻璃液量。温度约1100℃的玻璃液从流液道流入锡槽内的锡液面上,随即自然摊平、展开，并经机械拉引、挡边和拉边机的控制，形成所要求的宽度和厚度的玻璃带，并在行进中逐渐冷却至600℃时离开锡槽。连续玻璃带经过渡辊台进入退火窑进行退火、冷却，低于70℃离开退火窑进入冷端机组。冷端系统包括应急系统、质量检验、切割掰断、取板堆垛等几部分。质量检验区设全自动在线缺陷检测仪。

正常生产时，玻璃经全自动缺陷检测、纵切、横切、横掰、加速分离、掰边、纵掰纵分、吹风清扫后进行自动堆垛,堆垛后的玻璃装入木箱或集装架后，运入成品库储存。

2 玻璃熔窑硫化物的产生及防治方案

1）玻璃熔窑硫化物的产生

根据浮法平板玻璃生产过程中原料组成及燃料成分分析，熔窑硫化物的来源主要来自芒硝的热解。芒硝又名十水硫酸钠(Na2SO4·10H2O)，在玻璃生产配合料中主要用于澄清及防止二氧化硅浮渣。优质浮法玻璃生产中要求芒硝的纯度为99.1%以上，以某650t/d玻璃熔窑生产线为例，芒硝年用量约为1490.28t[1]。

根据实地监测结果,某650t/d玻璃熔窑生产线正常生产期间玻璃熔窑SO2排放浓度实测值为218 mg/m3，折算值为244mg/m3，满足《平板玻璃工业大气污染物排放标准》（GB26453-2011）的玻璃熔窑400mg/m3要求，但不满足地方标准规定的玻璃熔窑排放标准200mg/m3要求。

2）熔窑烟气硫化物的防治方案

企业自身为减少SO2排放量，满足地方标准玻璃熔窑排放标准要求，已委托深圳市某科技工程有限公司对玻璃熔窑废气实施干法脱硫+RSDA半干法脱硫设施的设计与安装，目前正处于现场施工阶段。

类比该公司设计的某玻璃有限责任公司800t/ d玻璃熔窑烟气RSDA半干法脱硫，该项目已通过环保部门组织的竣工环保验收。该玻璃有限责任公司800t/d玻璃熔窑玻璃生产线产品为优质浮法玻璃，燃料为焦炉煤气、生产工艺及原料配方基本一致。根据该项目验收监测结果，RSDA半干法脱硫+袋除尘设施进口SO2浓度为1000mg/Nm3，出口浓度小于50mg/Nm3，脱硫效率在95%以上。该公司650t/d玻璃熔窑废气脱硫方案为干法脱硫+RSDA半干法脱硫，这里取保守值按85%计算，则玻璃熔窑废气SO2排放浓度为32.7mg/m3，折算值为36.6 mg/m3，排放量为4.3164kg/h，满足地方标准规定的玻璃熔窑排放标准200mg/m3要求。

3 玻璃熔窑烟气的脱硫措施分析

1）干法脱硫系统

该项目采用的干法脱硫为熟石灰料仓内的熟石灰粉末通过气力喷射系统与原烟气混合达到烟气脱硫调质目的。

玻璃窑炉废气中的粉尘主要由硫酸钠盐（硫酸钠）在高温熔化玻璃表面气相升华而来。即使烧天然气也有一定浓度的硫氧化物，即三氧化硫气体，它来自玻璃的原料。在特定温度下（通常为在200～ 500℃），从高温冷却下来的硫酸钠与废气中的气态三氧化硫反应，生成具有高度腐蚀性的黏性粉尘。因此，在进入电除尘和脱硝之前必须注入一些吸收剂，以消除三氧化硫，同时防止黏性粉尘形成。

干法脱硫系统利用称重设备间断给料连续出料的工作原理，称重料斗内物料的重量通过称重传感器转换成电信号输送给称量仪表，称量仪表将计算出的物料重量与预先设定的重量上、下限值进行比较和判别，通过电气自动控制进料闸门，间断地向称重料斗内喂料。同时，称量仪表将计算出的实际给料速率（排料流量）与预先设定的给料速率进行比较，运用PID调节对出料装置进行控制，使实际给料速率准确地跟踪设定值。当进料闸门开启向称重斗内喂料时，控制信号锁定给料速率，进行容积式排料，称量仪表显示实际给料速率和排出物料

的累计重量。以此实现石灰粉末精准定量、均匀地与烟气混合，达到较好的脱硫和调质效果。

2）RSDA脱硫系统

RSDA脱硫系统主要由石灰浆液制备系统、旋转喷雾干燥吸收系统和除尘系统三个部分组成。

该脱硫系统采用熟石灰液作脱硫剂，将石灰粉送至石灰熟化池，经生产水稀释成25%的石灰液，并流至石灰浆液储罐进行储存。定期将配置好的石灰液经石灰液输送泵送至RSDA吸收室顶部的雾化器。

熟石灰浆液通过石灰液输送泵输送至吸收塔顶部的旋转雾化器。在雾化轮接近10000rpm的高速旋转作用下，浆液被雾化成数以亿计的50μm的雾滴。未经处理的热烟气通过气体分布器进入吸收塔后，立即与呈碱性的吸收剂雾滴接触，烟气中的硫化物被吸收，同时雾滴的水分被蒸发，变成干燥的脱硫产物。

这些干燥的脱硫产物有少量直接从吸收塔底部排出，大部分随烟气进入吸收塔后的除尘器内被收集，通过机械或气力方式输送。处理后的洁净烟气通过烟囱排放[2]。

RSDA工艺的核心是配有耐磨机轮的旋转雾化器。经过多年发展的雾化器运行极度稳定，可以全天候不间断运行，并且需要维护较少。耐磨机轮经机械加工，是由可拆卸的硬质合金耐磨零件组成的特殊钢体。该种雾化器可以在不对雾化液的液滴大小分布进行显著改变的情况下调低流量。这样反应器中的温度和条件的不断变化，所引起的反应剂供给的变化不会导致雾化喷洒的质量变化（即雾滴大小）。

RSDA半干法工艺的基本原理是在吸收室中使用单雾化器，结合独特的气体分散系统，以确保在连续的基础上保持恒定、高效的混合气喷。

所有的RSDA系统都采用旋转雾化的方式将反应剂浆液雾化成小的液滴。旋转雾化器不容易产生机械故障，即使发生机械故障，也很容易将安装的雾化器提出进行维修,并用备用的雾化器代替。维修可在线上进行，大约只需花30min，不需要暂停废气流。

用于喷洒干燥气体的分布器由软钢制成，其利用废气作为干燥介质。用于干燥的、废气中不含有腐蚀性或有黏性的飞灰的气体分布器，是带可调节导流板的屋顶式气体分布器。对于含有高浓度有腐蚀性飞灰的废气，应选用一种特殊的防腐的屋顶式气体分布器（DGR型）。这种气体分布器应用于很多市政的固废焚烧工厂中的喷雾干燥吸收系统。

RSDA脱硫系统优点:

①操作弹性大，对不同的烟气流量、烟气温度和烟气成分都能进行快速响应。RSDA工艺通过实时检测进、出口SO2浓度，进、出口烟气的温度，进口烟气的流量，通过顶罐及时调整新鲜石灰浆液和水（或循环浆液）的比例，响应迅速，能够快速适应烟气流量、组分、浓度的变化。

②吸收浆液被雾化成数十亿颗细小的雾滴（50 μm），具有很大的比表面积，与SO2反应很快，吸收率高；发生气-液两相反应和气-固两相反应。这两点有力地保证了脱硫效率。

③通过控制消化温度和消化时间获得高活性的熟石灰浆液（Ca(OH)2），活性越高，比表面积越大，吸收率越高，并且可以使用低质量的生石灰。

④吸收塔内部保持碱性环境，能有效去除HCl、HF、SO2、SO3，SO3去除率为99%～100%。

类比深圳某公司设计的某玻璃有限责任公司800t/d玻璃熔窑烟气干法+RSDA半干法脱硫项目，该项目已于2014年12月通过环境保护主管部门组织的竣工环保验收，其脱硫效率95%以上。企业在采用干法脱硫+RSDA半干法脱硫后，可有效保证烟气中硫分的去除，玻璃熔窑废气SO2排放浓度为32.7mg/m3，折算值为36.6mg/m3，排放量为4.3164kg/h,可满足地方标准规定的玻璃熔窑排放标准200mg/m3要求。